Как рассчитать мощность котла в системе водяного отопления

Как рассчитать мощность котла в системе водяного отопления

Автономное отопление — одно из самых необходимых и дорогих составляющих любого частного дома. От выбора типа системы отопления, произведенных расчетов, зависит то, насколько эффективно она будет действовать, ее теплопроизводительность, каких денежных затрат потребует обслуживание во время эксплуатации.

Схема монтажа электрического котла

Схема монтажа электрического котла.


Для обогрева частного дома применяются системы отопления с котлами, использующими различное топливо.

Но расчет мощности котла отопления, к какому бы типу он ни принадлежал, производится по общей для всех систем простой формуле:

Wкот= S х Wуд/10

Обозначения:

  • Wкот — мощность котла в киловаттах;
  • S — общая площадь всех отапливаемых помещений дома в квадратных метрах;
  • Wуд — удельная мощность котла, необходимая для обогрева десяти квадратных метров площади помещения. Расчет делают с учетом климатической зоны, в которой находится регион.
Схема настенного газового котла

Схема настенного газового котла.

Расчет для регионов России производят со следующими значениями мощности:

  • для районов Северной части страны и Сибири Wуд = 1,5-2 кВт на каждые 10 м ;
  • для Средней полосы требуется 1,2-1,5 кВт;
  • для Южных районов достаточна мощность котла в 0,7-0,9 кВт.

Важный параметр при расчете мощности котла — объем жидкости, которой заполнена система отопления. Его принято обозначать так: Vсист (объем системы). Расчет делается с использованием соотношения 15л/1кВт. Формула имеет следующий вид:

Vсист = Wкот х 15
Расчет мощности котла в примере
К примеру, регион — Средняя Полоса России, а площадь помещения — 100 м .

Известно, что для этого региона значение удельной мощности должно составлять 1,2-1,5 кВт. Возьмем максимальное значение в 1,5 кВт.

Исходя из этого получаем точное значение мощности котла и объема системы:

  • Wкот = 100 х 1,5 : 10 = 15 кВт;
  • Vсист = 15 х 15 = 225 л.

Полученное в этом примере значение в 15 кВт — это мощность котла при объеме системы 225 л, которая гарантирует в помещении площадью в 100 м комфортную температуру в самые сильные морозы при условии, что помещение находится в Средней Полосе страны.

Виды отопительных систем
Независимо от того, какой котел применяется для нагрева, если теплоносителем является вода, то она относится к системам водяного отопления, для которых был сделан расчет. Они, в свою очередь, делятся на системы с естественной и принудительной циркуляцией воды.

Отопительная система с естественной циркуляцией воды

Схема котла на жидком топливе

Схема котла на жидком топливе.

Принцип работы системы основан на разности физических характеристик горячей и холодной воды. Использование этих различий заставляет воду внутри труб перемещаться и переносить тепло от котла к радиаторам.

Горячая вода из котла поднимается по вертикальной трубе (главному стояку) вверх. Из нее разводкой труб расходится по магистралям. Так же через стояки (падающие), но движение идет вниз. Из падающих стояков вода расходится по радиаторам, отдает тепло. Вследствие остывания она становится тяжелее и через обратную разводку труб вновь попадает в котел, нагревается, и процесс повторяется.

При работе котла движение воды внутри системы идет непрерывно. Явление расширения воды при нагревании уменьшает ее плотность, а значит и массу, образуя в системе гидростатический напор. При 40°С масса воды в одном кубометре равна 992,24 кг, а при нагреве ее до 95°С, она становится значительно легче, один кубометр будет весить 962 кг. Эта разница в плотности и заставляет воду циркулировать.

Отопительная система с принудительной циркуляцией воды
Отличается более высоким циркуляционным давлением, которое создает центробежный насос. Обычно насосы устанавливают на линии, по которой отработавший, остывший теплоноситель возвращается обратно к котлу отопления. Давление в трубах, создаваемое работающим насосом, значительно выше, чем в системе с естественной циркуляцией. Поэтому вода в системе может перемещаться в любом направлении по горизонтальной и вертикальной осям.

Здесь особое подключение расширительного бака. В системах с естественной циркуляцией он подключается к главному стояку. При принудительной циркуляции место соединения находится перед насосом. Эта точка соединяется через специальный стояк с расширительным баком, который вынесен наверх выше самой высокой точки отопительной системы.

Сравнительный анализ котлов для систем водяного отопления

Схема котла на твердом топливе

Схема котла на твердом топливе.

В системах водяного отопления используются котлы, работающие на различных видах топлива, имеющих различную теплопроизводительность. Самые распространенные виды топлива для котлов:

  • электричество;
  • газ;
  • жидкое: мазут, дизельное топливо (солярка);
  • твердое топливо: уголь, дрова, прессованные брикеты, гранулы из отходов деревообработки, других горючих материалов.

Некоторые котлы универсальны, могут использовать различные источники энергии для своей работы. Например, жидкое и твердое топливо.

Электрические
При всем удобстве электрические котлы редко применяются для полноценного отопления. Их используют как вспомогательные или для обогрева отдельных помещений. Электрокотлы, имеющиеся в продаже, по мощности не превышают 15 кВт. Отопление дома электроэнергией обходится слишком дорого. Как показал расчет мощности отопительного котла, который был приведен выше, этого хватит для отопления дома общей площадью не более 100 м .

Газовые
Относительно дешевое топливо позволяет устанавливать такие котлы в домах большой жилой площади с подключенным магистральным трубопроводом газового снабжения. В эксплуатации они очень удобны.

На жидком топливе
Хотя цены на жидкое топливо постоянно растут, оно обходится дешевле электроэнергии примерно в 2 раза. У жидких видов топлива хорошая теплопроизводительность. На отопление жилого дома в 300 м за сезон уйдет около 3 тонн горючего. Применение таких котлов целесообразно, но они требуют особого ухода.

На твердом топливе
Требуют постоянного присмотра. Исключение — котлы с автоматической подачей из бункера гранулированного горючего, со сложной системой слежения за параметрами мощности, скорости горения, температуры в помещениях. Выгодно использовать в районах с доступным, дешевым твердым топливом, в угольных регионах страны.

Комбинированные
Котлы, которые могут использовать различные виды топлива. Некоторые модели работают на газе, жидком и твердом топливе. При переходе с газового топлива на жидкое, обычно требуется небольшая перенастройка: замена горелки.

How to calculate the power boiler in hot water heating system

Autonomous heating - one of the most essential and expensive components of any private home. The choice of the type of heating system, made calculations, depends on how well it will work, its heat output, no cash outlay will require maintenance during operation.

Installation diagram of the electric boiler

Installation diagram of an electric boiler.


For heating private house used heating systems with boilers using different fuels.

But the calculation of power heating boiler, of whatever type it may belong, is made by the general formula for all simple systems:

Wkot = S x Wstr / 10

Legend:

  • Wkot - boiler output in kW;
  • S - total area of heated space at home in square meters;
  • Wstr - specific power boiler required to heat ten square meters of floor space. Calculation made based on the climatic zone in which the region.
Driving wall gas boiler

Driving wall gas boiler.

The calculation for the Russian regions produce output with the following values:

  • areas for the Northern part of the country and Siberia Wstr = 1.5-2 kW for every 10 m ;
  • High bandwidth is required for 1.2-1.5 kW;
  • for the southern regions of the boiler is sufficient power in the 0.7-0.9 kW.

An important parameter in calculating the capacity of the boiler - fluid volume, which is filled with the heating system. It is usually denoted by Vsist (system volume). The calculation is done using the ratio of 15L / 1kW. The formula is as follows:

Vsist Wkot x 15 =
Calculation of boiler output Example
For example, the region - central Russia, and floor area - 100 square meters.

It is known that this region specific power value should be 1.2-1.5 kW. We take the maximum value of 1.5 kW.

From this we get the exact value of the boiler output and the volume of the system:

  • Wkot 100 = 1.5 x 10 = 15 kW;
  • Vsist = 15 x 15 = 225 liters.

Obtained in this example, the value of 15 kW - a power boiler system with volume of 225 liters, which guarantees the indoor area of 100 m comfortable temperature in the most severe frosts, provided that the room is located in the middle belt of the country.

Types of heating systems
No matter what is used for the heating boiler, if the coolant is water, it relates to Systems of water heating, for which the calculation was made. These in turn are divided into systems with natural or forced circulation.

Heating system with natural circulation of water

Scheme boiler for liquid fuel

Scheme boiler for liquid fuel.

The principle of operation of the system based on the difference between the physical characteristics of the hot and cold water. Using this difference causes the water inside the pipes to move and transfer the heat from the boiler to the radiators.

Hot water from the boiler rises through a vertical pipe (main duct) up. From this distributing pipe diverges on highways. Just across the risers (falling), but the movement is going down. Because of falling water risers diverges radiators gives off heat. Due to the cooling, it becomes harder and backward through pipework re-enters the boiler is heated, and the process repeats.

When the boiler water movement within the system is continuous. The phenomenon of water expansion during heating decreases its density and thus weight, to form a pressure head system. At 40 ? C, the mass of one cubic meter of water is equal to 992.24 kg, and by heating it to 95 ? C, it becomes much easier, one cubic meter will weigh 962 kg. This difference in density and causes water to circulate.

Heating system with forced circulation
It has a higher circulation pressure, which creates a centrifugal pump. Typically, the pump is installed on the line, along which exhaust, the cooled coolant is returned to the heating boiler. The pressure in the tubes produced by operating the pump, is much higher than with natural circulation system. Therefore, water in the system can be moved in any direction on the horizontal and vertical axes.

Here special Connection of the expansion vessel. In systems with natural circulation it is connected to the main duct. When forced circulation of the junction in front of the pump. This point is connected via a special riser to the expansion tank, which is passed upward above the highest point of the heating system.

Comparative analysis of boilers for hot water heating systems

Driving boiler for solid fuels

Driving the solid fuel boiler.

In water heating systems use boilers operating on different fuels having different heating capacity. The most common fuels for boilers:

  • electricity;
  • gas;
  • liquid: oil, diesel fuel (diesel fuel);
  • solid fuels: coal, wood, pressed pellets, the pellets from waste wood and other combustible materials.

Some boilers are versatile, can use a variety of energy sources for its work. For example, liquid and solid fuels.

Electrical
With all the convenience of electric boilers are rarely used for the full heating. They are used as auxiliary heating or for individual rooms. Electric boilers available on the market, do not exceed 15 kW power. Heating homes with electricity is too expensive. As the calculation of the power boiler, which has been shown above, this is enough to heat your home with a total area not exceeding 100 square meters.

Gas
Relatively cheap fuel allows you to install these boilers in homes large living area with connected main pipeline gas supply. In operation, they are very convenient.

In the liquid fuel
Although fuel oil prices are increasing, it is cheaper than electricity is about 2 times. In liquid fuels, good thermal performance. On heating a dwelling house of 300 m of the season will take about 3 tons of fuel. The use of such boilers is expedient, but they require special care.

On the solid fuel
Requires constant supervision. Exception - boilers with automatic feed from the hopper a granular fuel, with a sophisticated tracking system parameters of power, the combustion rate, the temperature in the rooms. Beneficial use in areas with affordable, cheap solid fuel, coal regions.

Combined
Boilers that can use a variety of fuels. Some models work gas, liquid and solid fuels. In the transition from gas to liquid fuel, usually require a small readjustment: the replacement of the burner.

Як розрахувати потужність котла в системі водяного опалення

Автономне опалення - одне з найнеобхідніших і дорогих складових будь-якого приватного будинку. Від вибору типу системи опалення, проведених розрахунків, залежить те, наскільки ефективно вона буде діяти, її теплопродуктивність, яких грошових витрат зажадає обслуговування під час експлуатації.

Схема монтажу електричного котла

Схема монтажу електричного котла.


Для обігріву приватного будинку застосовуються системи опалення з котлами, які використовують різне паливо.

Але розрахунок потужності котла опалення, до якого б типу він не належав, проводиться по загальній для всіх систем простої формули:

Wкот = S х Wуд / 10

позначення:

  • Wкот - потужність котла в кіловатах;
  • S - загальна площа всіх опалювальних приміщень будинку в квадратних метрах;
  • Wуд - питома потужність котла, необхідна для обігріву десяти квадратних метрів площі приміщення. Розрахунок роблять з урахуванням кліматичної зони, в якій знаходиться регіон.
Схема настінного газового котла

Схема настінного газового котла.

Розрахунок для регіонів Росії виробляють з наступними значеннями потужності:

  • для районів Північної частини країни і Сибіру Wуд = 1,5-2 кВт на кожні 10 м ;
  • для Середньої смуги потрібно 1,2-1,5 кВт;
  • для Південних районів достатня потужність котла в 0,7-0,9 кВт.

Важливий параметр при розрахунку потужності котла - обсяг рідини, якою заповнена система опалення. Його прийнято позначати так: Vсіст (обсяг системи). Розрахунок робиться з використанням співвідношення 15л / 1кВт. Формула має такий вигляд:

Vсіст = Wкот х 15
Розрахунок потужності котла в прикладі
Наприклад, регіон - Середня Смуга Росії, а площа приміщення - 100 м .

Відомо, що для цього регіону значення питомої потужності має становити 1,2-1,5 кВт. Візьмемо максимальне значення в 1,5 кВт.

Виходячи з цього отримуємо точне значення потужності котла і обсягу системи:

  • Wкот = 100 х 1,5: 10 = 15 кВт;
  • Vсіст = 15 х 15 = 225 л.

Отримане в цьому прикладі значення в 15 кВт - це потужність котла при обсязі системи 225 л, яка гарантує в приміщенні площею в 100 м комфортну температуру в найлютіші морози за умови, що приміщення знаходиться в Середній Смузі країни.

Види опалювальних систем
Незалежно від того, який котел застосовується для нагріву, якщо теплоносієм є вода, то вона відноситься до системам водяного опалення, для яких був зроблений розрахунок. Вони, в свою чергу, діляться на системи з природною і примусовою циркуляцією води.

Опалювальна система з природною циркуляцією води

Схема котла на рідкому паливі

Схема котла на рідкому паливі.

Принцип роботи системи заснований на різниці фізичних характеристик гарячої та холодної води. Використання цих відмінностей змушує воду всередині труб переміщатися і переносити тепло від котла до радіаторів.

Гаряча вода з котла піднімається по вертикальній трубі (головному стояку) вгору. З неї розводкою труб розходиться по магістралях. Так само через стояки (падаючі), але рух йде вниз. З падаючих стояків вода розходиться по радіаторів, віддає тепло. Внаслідок охолодження вона стає важче і через зворотний розводку труб знову потрапляє в котел, нагрівається, і процес повторюється.

При роботі котла рух води всередині системи йде безперервно. Явище розширення води при нагріванні зменшує її щільність, а значить і масу, утворюючи в системі гідростатичний напір. При 40 ° С маса води в одному кубометрі дорівнює 992,24 кг, а при нагріванні її до 95 ° С, вона стає значно легше, один кубометр буде важити 962 кг. Ця різниця в щільності і змушує воду циркулювати.

Опалення з примусовою циркуляцією води
Відрізняється більш високим циркуляційним тиском, яке створює відцентровий насос. Зазвичай насоси встановлюють на лінії, по якій відпрацював, остиглий теплоносій повертається назад до котла опалення. Тиск в трубах, що створюється працюючим насосом, значно вище, ніж в системі з природною циркуляцією. Тому вода в системі може переміщатися в будь-якому напрямку по горизонтальній і вертикальній осях.

тут особливе підключення розширювального бака. У системах з природною циркуляцією він підключається до головного стояка. При примусової циркуляції місце з'єднання знаходиться перед насосом. Ця точка з'єднується через спеціальний стояк з розширювальним баком, який винесений наверх вище найвищої точки опалювальної системи.

Порівняльний аналіз котлів для систем водяного опалення

Схема котла на твердому паливі

Схема котла на твердому паливі.

У системах водяного опалення використовуються котли, що працюють на різних видах палива, що мають різну теплопродуктивність. Найпоширеніші види палива для котлів:

  • електрика;
  • газ;
  • рідке: мазут, дизельне паливо (солярка);
  • тверде паливо: вугілля, дрова, пресовані брикети, гранули з відходів деревообробки, інших горючих матеріалів.

Деякі котли універсальні, можуть використовувати різні джерела енергії для своєї роботи. Наприклад, рідке і тверде паливо.

електричні
При всій зручності електричні котли рідко застосовуються для повноцінного опалення. Їх використовують як допоміжні або для обігріву окремих приміщень. Електрокотли, наявні в продажу, по потужності не перевищують 15 кВт. Опалення будинку електроенергією обходиться занадто дорого. Як показав розрахунок потужності опалювального котла, який був наведений вище, цього вистачить для опалення будинку загальною площею не більше 100 квадратних метрів.

газові
Щодо дешеве паливо дозволяє встановлювати такі котли в будинках великої житлової площі з підключеним магістральним трубопроводом газового постачання. В експлуатації вони дуже зручні.

На рідкому паливі
Хоча ціни на рідке паливо постійно ростуть, воно обходиться дешевше електроенергії приблизно в 2 рази. У рідких видів палива хороша теплопродуктивність. На опалення житлового будинку в 300 м за сезон піде близько 3 тонн пального. Застосування таких котлів доцільно, але вони вимагають особливого догляду.

На твердому паливі
Вимагають постійного нагляду. Виняток - котли з автоматичною подачею з бункера гранульованого пального, зі складною системою стеження за параметрами потужності, швидкості горіння, температури в приміщеннях. Вигідно використовувати в районах з доступним, дешевим твердим паливом, у вугільних регіонах країни.

комбіновані
Котли, які можуть використовувати різні види палива. Деякі моделі працюють на газі, рідкому і твердому паливі. При переході з газового палива на рідке, зазвичай потрібна невелика перенастроювання: заміна пальника.


» » » Как рассчитать мощность котла в системе водяного отопления