Как выполнить расчет мощности газового котла при заданных параметрах отапливаемого помещения? Мне известны, как минимум три разных способа, дающих разный уровень достоверности результатов, и сегодня мы познакомимся с каждым из них.

Общая информация

Почему мы рассчитываем параметры именно для газового отопления?

Дело в том, что газ является самым экономичным (и, соответственно, самым популярным) источником тепла. Киловатт-час тепловой энергии, полученной при его сгорании, обходится потребителю в 50-70 копеек.

Для сравнения - цена киловатт-часа тепла для других энергоносителей:

• Твердое топливо - 1,1-1,6 рубля за киловатт-час;
• Дизтопливо - 3,5 р./кВт·ч;
• Электроэнергия - 5 р./кВт·ч.

Кроме экономичности, газовое оборудование привлекает удобством использования. Котел требует обслуживания не чаще раза в год, не нуждается в растопках, чистке зольника и пополнении запаса топлива. Приборы с электронным розжигом работают с выносными термостатами и способны автоматически поддерживать постоянную температуру в доме вне зависимости от погоды.

Отличается ли расчет газового котла для дома от расчета твердотопливного, жидкотопливного или электрического котла?

В общем случае - нет. Любой источник тепла должен компенсировать теплопотери через пол, стены, окна и потолок здания. Его тепловая мощность никак не связана с используемым энергоносителем.

В случае двухконтурного котла, снабжающего дом горячей водой для хознужд, нам нужен резерв мощности для ее нагрева. Избыточная мощность обеспечит одновременный расход воды в системе ГВС и нагрев теплоносителя на отоплении.

Методы расчетов

Схема 1: по площади

Нам поможет в этом нормативная документация полувековой давности. Согласно советским СНиП, отопление должно проектироваться из расчета 100 ватт тепла на квадрат отапливаемого помещения.

Давайте, для примера выполним расчет мощности для дома размером 6х8 метров:

1. Площадь дома равна произведению его габаритных размеров. 6х8х48 м2;
2. При удельной мощности 100 Вт/м2 полная мощность котла должна быть равна 48х100=4800 ватт, или 4,8 кВт.

Выбор мощности котла по площади отапливаемого помещения прост, понятен и… в большинстве случаев дает неверный результат.

Потому, что он пренебрегает рядом важных факторов, влияющих на реальные теплопотери:

• Количеством окон и дверей . Через остекление и дверные проемы теряется больше тепла, чем через капитальную стену;
• Высотой потолков . В многоквартирных домах советской постройки она была стандартной - 2,5 метра с минимальной погрешностью. А вот в современных коттеджах можно встретить потолки высотой в 3, 4 и более метров. Чем выше потолок, тем больше отапливаемый объем;

• Климатической зоной . При неизменном качестве теплоизоляции теплопотери прямо пропорциональны разности внутренней и уличной температур.

В многоквартирном доме на теплопотери влияет расположение жилого помещения относительно внешних стен: торцевые и угловые комнаты теряют больше тепла. Однако в типичном коттедже все комнаты имеют общие стены с улицей, поэтому соответствующий коэффициент поправки закладывается в базовое значение тепловой мощности.

Схема 2: по объему с учетом дополнительных факторов

Как выполнить своими руками расчет газового котла для отопления частного дома с учетом всех упомянутых мной факторов?

Первое и основное: в расчете мы учитываем не площадь дома, а его объем, то есть произведение площади на высоту потолков.

• Базовое значение мощности котла на один кубометр отапливаемого объема - 60 ватт;
• Окно увеличивает теплопотери на 100 ватт;
• Дверь прибавляет 200 Вт;
• Теплопотери умножаются на региональный коэффициент . Он определяется средней температурой наиболее холодного месяца:

Изображение	Коэффициент и климатическая зона
	0,6-0,9 - для регионов со средней температурой января около 0 °С (Краснодарский край, Крым).
	1,2-1,3 - для средней температуры самого холодного месяца в -15-20 °С (Московская и Ленинградская области).
	1,5-1,6 - для областей со средней январской температурой в -25-30 °С (Новосибирская область, Хабаровский край).
	2 - для -40 и ниже (Чукотка, Якутия).

Давайте снова рассчитаем мощность котла для нашего дома размером 6х8 метров, уточнив несколько дополнительных параметров:

• Расположение дома - город Севастополь (средняя температура января - +3 градуса по шкале Цельсия);
• Количество окон - 5. На улицу ведет одна дверь;
• Высота потолка - 3,2 метра.

1. Объем дома (с внешними стенами) равен произведению трех его габаритов: 6х8х3,2=153,6 кубометра;

1. Базовая мощность для этого объема - 153,6х60=9216 Вт;
2. С учетом окон и дверей она увеличится на 5х100+200=700 ватт. 9216+700=9916;
3. Региональный коэффициент для теплого климата Крыма мы возьмем равным 0,6.

9916*0,6=6000 (с округлением) ватт.

Как видите, усложненная схема расчета дала результат, заметно отличающийся от предыдущего. Насколько он точен?

Расчет даст достоверный результат для дома, качество утепления которого примерно соответствует качеству утепления домов советской постройки. В основе схемы - все те же 100 ватт на квадрат площади, пересчитанные с учетом стандартной высоты потолков в 2,5 метра в 40 Вт/м3 и умноженные на коэффициент 1,5 для компенсации теплопотерь частного дома через крышу и пол.

Как определить потребность в тепле дома с нестандартным утеплением?

Схема 3: по объему с учетом качества утепления

Самая универсальная формула расчета тепловой мощности котла имеет вид Q=V*Dt*k/860.

В этой формуле:

• Q - теплопотери дома в киловаттах;
• V -объем, который предстоит отапливать котлу, в кубометрах;
• Dt - расчетная дельта температуры между отапливаемым помещением и воздухом за внешними стенами;
• k - коэффициент рассеивания, определяющийся качеством утепления дома.

Как подобрать коэффициент k?

Выберите его значение для ваших условий, руководствуясь следующей таблицей:

Изображение	Значение коэффициента и описание постройки
	3-4 - постройка без утепления (склад из профлиста, щитовой дом со стенами из досок в один слой)
	2,0-2,9 - стены из бруса толщиной 10 см или из кирпича толщиной 25 см, деревянные рамы, одиночное остекление
	1,0-1,9 - кирпичные стены толщиной 50 см, двойные стеклопакеты в окнах
	0,6-0,9 - фасад, утепленный пенопластом или минватой, пластиковые окна с тройными или энергосберегающими стеклопакетами

Как выбрать значение расчетной уличной температуры? В расчетах принято использовать температуру наиболее холодной пятидневки зимы для данного региона. Редкие экстремальные заморозки не учитываются: при падении столбика термометра ниже привычных отметок можно задействовать вспомогательные источники тепла (обогреватели, тепловентиляторы и т.д.).

Где взять соответствующую информацию? Инструкция вполне предсказуема: нужные данные найдутся в СНиП 23-01-99, нормативном документе, посвященном строительной климатологии.

Для удобства читателей я приведу здесь небольшую выдержку из текста СНиП.

Давайте вернемся к нашему примеру с домом в Севастополе, очередной раз уточнив несколько деталей:

• Остекление окон - одиночное, в деревянных крупнощелевых рамах;
• Материал стен - бут, толщиной около полуметра.

Приступим к расчетам.

1. За расчетную внутреннюю температуру мы примем соответствующие санитарным нормам +20°С. С учетом данных из приведенной выше таблицы параметр Dt будет равен 20 — -11 = 31 градус;
2. Коэффициент рассеивания примем равным 2,0: у бутовых стен теплопроводность куда выше, чем у кирпичных;

1. Объем дома мы вычислили ранее. Он равен 153,6 куба;
2. Подставим значения переменных в нашу формулу. Q=153,6х31*2/860=11 кВт.

Как видите, поправка на значительные теплопотери увеличила расчетную мощность газового котла почти вдвое.

Два контура

Очень просто: на работу второго проточного в проект закладывается 20-процентный запас. В нашем случае требуемая мощность составит 11х1,2=13,2 кВт.

Запас мощности может быть больше 20%. Избыточная мощность не приведет к увеличению расхода газа: горелка регулируется термостатом, и потребление энергоносителя снижается по мере роста температуры теплоносителя или воздуха.

Заключение

Как видите, тепловой расчет системы отопления частного дома несложен и вполне может быть выполнен новичком в этой области. Узнать больше о методах расчетов вам поможет видео в этой статье. Не стесняйтесь комментировать ее и делиться собственным опытом. Успехов, камрады!