Газовые котлы для отопления дома: расчет необходимой мощности

Правила установки оборудования

Монтаж и подключение котла к системе следует начинать после прохождения этапа проектирования, когда для агрегата подготовлено место в доме. Если установить его с нарушением требований, специалисты газораспределительной компании не подсоединят оборудование к газовой магистрали.

Общие требования на этапе проектирования

Основные нормы установки газового оборудования прописаны в СНиП 42-01-2002. Вспомогательная информация содержится и в уже недействительном, но полезном СНиП 2.04.08-87.

Обычно все правила учитываются инженером-проектировщиком, но и для себя их знать полезно. Помещением для расположения котла может быть кухня, если мощность прибора колеблется в диапазоне до 60 кВт. Отдельная или пристроенная топочная актуальна для агрегатов с показателем мощности до 150 кВт.

Дополнительные нормы по монтажу газового оборудования приведены в СНиП о котельных установках, а также об отоплении, вентиляции, кондиционировании

Требования к помещению следующие:

1. Минимальное значение высоты комнаты — 2 м, объема — 7,5 м3. Если газовых приборов два и более, параметры меняются на 2,5 м и 13,5 м3 соответственно.
2. Не подходят для установки: подвалы, балконы, санузлы, коридоры, комнаты без форточек.
3. Стены помещения должны быть покрыты негорючими материалами или защищены специальными панелями.
4. Освещение: на 10 м3 комнаты приходится минимум 0,3 м2 окна. При взрыве газа окна представляют собой легкосбрасываемую конструкцию, что повышает безопасность эксплуатации оборудования.
5. Обязательно наличие заземления, трубопровода холодной воды.
6. Сечение дымохода соответствует мощности устанавливаемого оборудования.
7. Оставлено пространство вокруг прибора: спереди — от 1,25 м, по бокам (если необходимо обслуживание) — от 0,7 м.
8. Соблюдено расстояние от вертикального дымохода до агрегата — не больше 3 м.

Должна предусматриваться и вентиляция. Естественная рассчитывается в размере 3-х объемов комнаты за час. При организации приточной к этому значению добавляется воздух на горение (параметр указывается в паспорте котла).

Требования касаются не только помещений. Регламентируется и расстояние от навесного прибора до ближайших конструкций. Эти сведения указываются производителем в инструкции к оборудованию.

Если двухконтурный котел устанавливается на деревянную стену, к ней крепится лист кровельной стали (0,8 – 1 мм) или плита минерита. При условии расположения оборудования не в кухне возможен и асбест

Напольные модели котлов устанавливаются на негорючие основания. Если поверхность деревянная, обязательна металлическая подложка.

Рекомендуется размещать прибор как можно ближе к газовой трубе. Использование специальных шлангов допустимо, но они не должны быть большой длины. В продаже встречаются сильфонные шланги до 5 м, они разрешены к установке, но по европейским стандартам длина ограничивается двумя метрами.

Процесс подготовки документации

После общего ознакомления с тем, как технически правильно подключать двухконтурные газовые котлы, можно приступить к подготовке документации. Первый этап — получение ТУ. Необходимо обратиться в районную газовую службу с заявлением, где указан предполагаемый объем потребления голубого топлива в час.

Технические условия выдаются через 1-2 недели. Документ является разрешением на подключение жилья к газовой магистрали.

Второй этап — согласно ТУ разрабатывается проект установки оборудования. Третий — утверждение подготовленной документации инженерами обслуживающей газораспределительной компании.

Проект включает как схему установки самого котла, так и прокладку газопровода от точки подключения до магистрали. Если речь о частном доме, добавляется чертеж проведения коммуникаций по участку

В контролирующую организацию подается техпаспорт котла, инструкция по эксплуатации, сертификаты, заключение экспертизы о соответствии прибора всем нормам. Необходимые бумаги предоставляются производителем двухконтурного котла.

Согласование документации может произойти за неделю или продлиться до 3 месяцев, все зависит от сложности проекта. В случае отказа инспекция обязана предоставить список правок для устранения недостатков. Если все требования соблюдены, проставляются печати и можно приступать к подключению оборудования.

Размещение теплогенератора – требования к помещению

Отопительное газоиспользующее оборудование гораздо проще установить, чем оформить разрешительные документы и ввести в эксплуатацию. Предлагаем рассмотреть именно первый вопрос – самостоятельный монтаж настенного газового котла в квартире либо частном доме. Алгоритм действий для получения техусловий и разработки проекта мы приводили в инструкции по установке двухконтурного теплогенератора.

Требования норм к помещению для расположения газового отопительного агрегата звучат следующим образом:

1. Отопитель нельзя ставить в жилых комнатах и ванной. Навесной котел разрешается размещать в коридоре, на кухне и других нежилых помещениях на любом этаже, наружной пристройке или отдельной котельной.
2. Если настенный теплогенератор работает на сжиженной пропан-бутановой смеси от баллонов либо газгольдера, его нельзя устанавливать в подвале частного дома.
3. Минимально допустимая высота потолков – 2 м, объем – 7.5 м³. Если в комнате присутствует водонагреватель на природном газе, то требования ужесточаются: высота перекрытий должна достигать 2.5 м, объем – 13.5 м. куб.
4. В помещении должны быть окна, выходящие на улицу. Минимальные размеры остекленной части рассчитываются так: объем комнаты умножаем на 0.03, получаем площадь светопрозрачной конструкции в м².
5. При устройстве топочной обязательно предусматривается приточно-вытяжная вентиляция. В течение 1 часа воздух помещения должен обновляться трижды (3-кратный воздухообмен). К объему притока добавляем воздух, расходуемый горелкой на сжигание топлива. На кухне делается форточка для проветривания.
6. Минимальное расстояние от лицевой панели подвесного котла до стены или других предметов – 1250 мм (ширина прохода).

Вышеперечисленные правила одинаково относятся ко всем типам отопительных агрегатов – настенным и напольным, с открытой и закрытой камерой сгорания. Место установки котла обязательно согласовывается с инженером, который занимается разработкой вашего проекта. Проектировщик подскажет, где лучше повесить котел, учитывая расположение газопроводной трубы.

Подробнее о требованиях к газовой котельной расскажет наш эксперт на видео:

2 Рабочие узлы

Система газового отопления и водоснабжения частного дома в каждом конкретном случае планируется индивидуально в зависимости от особенностей строения, режима эксплуатации техники, а также климата в регионе. Стандартная схема включает следующие элементы:

• отопительный котёл, автоматика управления, дымоход и приборы контроля;
• отопительный трубопровод;
• нагревательные приборы, в том числе тёплый пол и радиаторы;
• дополнительное оборудование — циркуляционный насос, коллекторный узел и расширительный бак.

В двухконтурных системах дополнительно устанавливается утеплённый бак, в котором хранится нагретая в котле вода. В последующем жидкость используется для технических нужд домовладельцев. Котлы могут дополнительно оснащаться предохранительными и температурными клапанами, контрольными манометрами и имеют соответствующую запорную и регулировочную арматуру.

Виды двухконтурных котлов

Существует немалое количество вариантов исполнения котлов с двумя контурами. Мы разделили их по сегментам и распишем детально каждый.

По способу нагрева

1. Проточные. Такие модели пользуются большой популярностью. Они очень мощные и позволяют горячей воде быстро поступать в смеситель. В таких котлах используются либо два раздельных теплообменника (один служит для нагрева теплоносителя, а другой для отдачи тепла от нагретого теплоносителя системы отопления в контур горячего водоснабжения), либо один битермический (в одном теплообменнике происходит нагрева теплоносителя системы отопления и горячей воды).
2. Со встроенным баком. Менее распространены. При подобной конструкции вода сначала разогревается в отдельном резервуаре и лишь потом поступает в смеситель. Зачастую такие модели котлов покупают довольно редко. Многие предпочитают ставить отдельно котел и бак косвенного нагрева. Но такие варианты котлов вполне имеют место быть. В качестве примера можете посмотреть котел Baxi Luna 3 Combi.

По способу монтажа

1. Настенные. Чрезвычайно удобны, так как их можно установить в любом помещении, будь то коридор или кухня. При достаточно низкой цене эти модели обладают хорошей производительностью. Они могут в среднем обеспечить теплом помещения размером до 350 квадратных метров. Такие модели охотно ставят, как в частных домах, так и в квартирах.
2. Напольные. Эти котлы стоят дороже, при этом обладают высокой мощностью и способны отапливать огромный коттедж в несколько этажей. Они занимают много места, требуют отдельного помещения и особого ухода. Зачастую котлы с большой мощностью все идут одноконтурными, так изначально подразумевают использование отдельного бака, который будет греться от котла.

По способу удаления жидкости

1. С открытой камерой. В камеру поступает кислород из жилого помещения. Это возможно не всегда. Минус такого решения – это, зачастую, более низкий КПД котла. Особенно если дымоход смонтирован «от балды».
2. С закрытой камерой. Используется воздух из вне. Обладают высокой мощностью и прекрасной герметичностью. Не требуют полноценного дымохода. Оснащаются обычно коаксиальной трубой длиною в метр, которой вполне достаточно для нормальной работы котла.

Расчет мощности твердотопливного котла

Приближенный результат здесь можно получить путем умножения средней мощности на 10 кв. м. Значение приравнено к 1,2 кВт при условии высоты потолка до 3 м., хорошей ситуации относительно утепления дома. Например, под Киевом на общую площадь до 300 м. хватает 35 кВт. Рекомендуемый запас при таком способе расчетов составляет 30 %. То есть итог получается равным 45,5 кВт.

Различается оборудование по типу используемого источника тепла. Здесь учитывается скорость сгорания топлива, которая влияет на дополнительный запас мощности. Например, итог для пиролизного котла для той же площади будет находиться в пределах 75-85 кВт.

Кроме этого должны быть учтены системы “теплый пол”, дополнительные радиаторы, теплопроводность и сечение труб. Программа онлайн-калькулятора содержит большинство ключевых параметров и неизменные данные из официальных таблиц.

Подключение к системе отопления твердотопливных котлов

В загородных домах, где нет возможности подключения к газовой магистрали, а стоимость электрического отопления высока, систему часто подключают к твердотопливному источнику тепла.

Такие котлы выпускаются только напольными, поэтому для них требуется предварительная подготовка основания, как правило, устройство прочного фундамента.

Необходимо иметь в виду, что такое оборудование требует много места, при этом желательно выделить для него отдельное помещение с хорошей вентиляцией. Кроме того, одним из обязательных требований является монтаж дымохода, верхняя часть которого должна быть оснащена искрогасителем.

Твердотопливные котлы бывают:

• энергонезависимыми (классические модели), используемые в системах с естественной циркуляцией теплоносителя; в этом случае подключение контура отопления к прибору не представляет проблемы, т.к. требуется только правильно соединить подачу и обратку, но такие схемы применяются все реже;
• энергозависимыми (пеллетные, пиролизные и другие модели длительного горения), применяемыми в системах с принудительной циркуляцией, требующих установки на обратке расширительного бака и насоса; зачастую такая схема отопления предполагает использование приборов безопасности, которые нужно установить на подаче. В такой системе можно предусмотреть автоматическую подачу топлива, для чего потребуется смонтировать бункер хранения и специальный транспортер.

Рисунок 8 – Твердотопливный котел для системы отопления

https://youtube.com/watch?v=5PxPTKjxgio

Расчет мощности газового котла в зависимости от площади

В большинстве случаев используют ориентировочный подсчет тепловой мощности котлоагрегата по площадям нагрева, например, для частного дома:

• 10 кВт на 100 кв.м;
• 15 кВт на 150 кв.м;
• 20 кВт на 200 кв.м.

Подобные вычисления смогут подойти для не очень большого сооружения с утепленным чердачным перекрытием, низкими потолками, хорошей термоизоляцией, окнами с двойным остеклением, но не более того.

По старым расчетам лучше не делать. Источник фото: porjati.ru

К сожалению, данным условиям соответствуют только немногочисленные строения. С тем, чтобы осуществить наиболее обстоятельный расчет показателя мощности котла, необходимо учитывать полный пакет взаимосвязанных величин, в том числе:

• атмосферные условия в местности;
• размер жилой постройки;
• коэффициент теплопроводности стены;
• фактическую теплоизоляцию здания;
• систему регулировки мощности газового котла;
• объем тепла, требуемый для ГВС.

Расчет одноконтурного котла отопления

Подсчет мощности одноконтурного котлоагрегата настенной или напольной модификации котла с применением соотношения: 10 кВт на 100 м2, необходимо увеличить на 15-20%.

Например, необходимо обогреть здание площадью 80 м2.

Расчет мощности газового котла отопления:

10*80/100*1.2 = 9.60 кВт.

В случае, когда в торговой сети не существует требуемого вида устройств, приобретают модификацию с большим размером кВт. Подобный метод пойдет для источников отопления одноконтурного типа, без нагрузки на горячее водоснабжение, и может быть заложен в основу расчета расхода газа на сезон. Иногда вместо жилой площади расчет выполняют с учетом объема жилого здания квартиры и степени утепления.

Для индивидуальных помещений, построенных по типовому проекту, с высотой потолочного покрытия 3 м, формула расчета довольно простая.

Еще один способ расчета ОК котла

В данном варианте учитывают площадь застройки (П) и коэффициент удельной мощности котлоагрегата (УМК), зависящего от климатического места расположения объекта.

Он варьируется в кВт:

• 0.7 до 0.9 южные территории РФ;
• 1.0 до 1.2 центральные регионы РФ;
• 1.2 до 1.5 Московская область;
• 1.5 до 2.0 северные районы РФ.

Следовательно, формула для расчета выглядит таким образом:
Мо=П*УМК/10

Например, необходимая мощность источника отопления для постройки в 80 м2, расположенного в северном регионе:

Мо = 80*2/10 = 16 кВт

Если собственник будет устанавливать двухконтурный котлоагрегат, для отопления и ГВС, профессионалы советуют добавить к полученному результату еще 20% мощности на подогрев воды.

Как рассчитать мощность двухконтурного котла

Расчет теплопроизводительности двухконтурного котлоагрегата выполняется на основанию такой пропорции:

10 м2 = 1 000 Вт + 20% (теплопотери) + 20% (подогрев ГВС).

В случае, если здание располагает площадью 200 м2, то требуемый размер будет состоять: 20.0 кВт + 40.0% = 28.0 кВт

Это прикидочный расчет, его лучше уточнить по норме водопользования ГВС на одного человека. Такие данные приводятся в СНИПе:

• ванная комната — 8.0-9.0 л/мин;
• душевая установка — 9 л/мин;
• унитаз — 4.0 л/мин;
• смеситель в мойке — 4 л/мин.

В техдокументации к водонагревателю указывается, какая необходима теплопроизводительность котла, чтобы гарантировать качественный подогрев воды.

Для теплообменника на 200 л будет достаточно нагревателя нагрузкой приблизительно 30.0 кВт. После рассчитывают производительность, достаточную для обогрева, в конце итоги суммируют.

Расчет мощности бойлера косвенного нагрева

Для того, чтобы сбалансировать нужную мощность одноконтурного агрегата работающего на газовом топливе с бойлером косвенного нагрева, нужно установить какой объем теплообменника потребуется, чтобы обеспечить горячей водой жильцов дома. Используя данные по нормам горячего водопотребления легко можно установить, что расход в сутки для семьи из 4-х человек составит 500 л.

Производительность водонагревателя косвенного нагрева напрямую зависит от площади внутреннего теплообменника, чем более размеры змеевика, тем больше тепловой энергии он передает воде в час. Детализовать такие сведения можно, изучив характеристики по паспорту на оборудование.

Источник фото: coolandtheguide.com

Существуют оптимальные соотношения этих величин для среднего диапазона мощности бойлеров косвенного нагрева и время получения заданной температуры:

• 100 л, Мо — 24кВт, 14 мин;
• 120 л, Мо — 24кВт,17 мин;
• 200 л, Мо — 24кВт, 28 мин.

При выборе водонагревателя рекомендуется, чтобы он нагревал воду примерно за полчаса. Исходя из этих требований предпочтительнее 3-й вариант БКН.

Как рассчитать мощность котла отопления

Проведение расчетов, как правило, доверяют квалифицированным специалистам. Это обосновано множеством нюансов, которые необходимо учесть. Но к платной услуге прибегает не каждый владелец дома, поэтому все делается самостоятельно.

Что нужно учесть для проведения расчетов

Отопительная система должна обеспечивать комфортную температуру в доме на постоянной основе. Нормой считается в соответствии с действующими регламентами +20-+22℃. Чтобы определить необходимую для этого мощность котельного оборудования, учитывайте следующее:

• информация по обслуживаемой площади;
• показания низких температур на улице в зимнее время (самая холодная неделя);
• суммарный расчет теплопотерь.

Первые два пункта легко определить самостоятельно. Здесь нужны высота потолков, длина и ширина стен, количество окон и наружных конструкций. Показания термометра можно найти в таблицах. Утечки тепла происходят через все конструкции дома. Поэтому для общего итога эффективнее будет вести расчеты для каждой комнаты отдельно и суммировать результаты. Здесь нужно учесть множество факторов, о которых речь пойдет ниже.

Что такое теплопотери помещения?

Любое помещение имеет определенные теплопотери. Тепло выходит из стен, окон, полов, дверей, потолка, поэтому задача газового котла – компенсировать количество выходящего тепла и обеспечить определенную температуру в помещении. Для этого необходима определенная тепловая мощность.

Опытным путем установлено, что наибольшее количество тепла уходит через стены (до 70%). Через крышу и окна может выходить до 30% тепловой энергии, через систему вентиляции – до 40%. Наименьшие теплопотери у дверей (до 6%) и пола (до 15%)

На теплопотери дома влияют следующие факторы.

Расположение дома. Каждый город имеет свои климатические особенности. В расчетах теплопотерь необходимо учитывать критическую отрицательную температуру, характерную для региона, а также среднюю температура и продолжительность отопительного сезона (для точных расчетов с использованием программы).

Расположения стен относительно сторон света. Известно, что в северной стороне располагается роза ветров, поэтому теплопотери стены, находящейся в этой области, будут наибольшими. В зимнее время с западной, северной и восточной стороны дует с большой силой холодный ветер, поэтому теплопотери этих стен  будут выше.

Площадь отапливаемого помещения. От размеров помещения, площади стен, потолков, окон, дверей зависит количество уходящего тепла.

Теплотехника строительных конструкций. Любой материал имеет свой коэффициент теплового сопротивления и коэффициент теплоотдачи – способности пропускать через себя определенное количество тепла. Чтобы их узнать, необходимо воспользоваться табличными данными, а также применить определенные формулы. Информацию о составе стен, потолков, полов, их толщине можно найти в техническом плане жилья.

Оконные и дверные проемы. Размер, модификация двери и стеклопакетов. Чем больше площадь оконных и дверных проемов, тем выше теплопотери

Важно учитывать характеристики установленных дверей и стеклопакетов при расчетах.

Учет вентиляции. Вентиляция всегда существует в доме независимо от наличия искусственной вытяжки

Через открытые окна происходит проветривание помещения, движение воздуха создается при закрытии и открытии входных дверей, хождении людей из комнаты в комнату, что способствует уходу теплого воздуха из помещения, его циркуляции.

Зная вышеперечисленные параметры, можно не только вычислить тепловые потери дома и определить мощность котла, но и выявить места, нуждающиеся в дополнительном утеплении.

Выбор подходящего агрегата

В основном при выборе котла газового ориентируется на мощность установки. Перебарщивать нельзя, так как при работе образуется капельный конденсат, который может выпасть в теплообменнике или в дымоходе в виде кислотного дождя и повредить всю систему.

Если мощность газового котла выбрана правильно, то температура в его камере сгорания не превышает 85-90°С. Для ориентировки в этом вопросе обратитесь к специалистам, но можете и применить следующие данные (приблизительные).

Значения мощности установки при минимальной/максимальной температурах наружного воздуха ( -25/-42°С), равны:

Схема подключения отдельного расширительного бака и насоса для напольного котла.

• однокомнатная квартира в средней части дома — 9/15 кВт;
• угловое помещение 54-60 м² в блочном доме — 20/30 кВт;
• частный дом общей площадью до 110 м² — 25/40 кВт.

Мощность указана в инструкции газового котла в виде дроби, например 12/18, где первая цифра означает отопительную мощность при средних, нормальных условиях, а вторая — максимум для скорого нагрева воды в бойлере. Он выбирается в зависимости от нужного количества потребляемой в доме горячей воды, и при монтаже полной системы емкость бойлера должна быть не менее 150 л. Если вы не используете горячую воду в больших количествах, то можно применить бойлер с емкостью бака 50-100 л.

Принцип нагрева: проточный или накопительный

Проточный принцип нагрева может осуществляться двумя типами теплообменников:

• раздельным;
• битермическим.

Оба они имеют и достоинства и недостатки, поэтому выбор может зависеть только от покупателя оборудования и его предпочтений.

Котел с раздельным теплообменником имеет первичный (предназначен для отопления) и вторичный (используется для подогрева воды) теплообменник. Вторичный теплообменник имеет встроенный контур, который служит для нагрева воды, которая нагревается, забирая тепло от теплоносителя отопительного контура.

Такой тип котла не может одновременно работать в режиме отопления и нагрева воды: как только включается в работу одна система, работа второй приостанавливается.

Недостатком проточных двухконтурных напольных котлов является перерасход холодной воды, которая должна будет стечь прежде, чем в кран начнет поступать теплая. Кроме того, при использовании воды из двух и более точек одновременно — давление в системе горячей воды будет неравномерным, как и температура воды в кранах (+)

В битермических теплообменниках воду нагревает горелка, расположенная в трубке, которая проходит внутри главного теплообменника. В таком оборудовании вода нагревается гораздо быстрее. Такие котлы компактнее и дешевле.

Существенным минусом битермических котлов является перепад температуры в ГВС. Это приводит к тому, что сразу после открытия крана может пойти очень горячая вода.

Для тех домов, где потребление не столь велико, работа двухконтурных котлов вполне способна обеспечить минимальными потребностями в теплой воде. Но если потребление планируется в больших количествах, лучше предусмотреть более мощный вариант — котел с подключением бойлера, в котором будет накапливаться определенный запас горячей воды (+)

Двухконтурные напольные газовые котлы со встроенным баком, в отличие от проточных моделей, могут обеспечить водой в полной мере. Объем баков варьируется от 25 до 60 литров. Для нагрева больших объемов используют устройства с высокой мощностью. Еще больше увеличить производительность можно с помощью котлов, объединенных в каскады.

Расчет мощности котла

Как и любой котел, двухконтурный нужно выбирать с учетом необходимой мощности. По уму подбирать ее нужно исходя из теплопотерь вашего дома, которые далеко не всегда удается самому просчитать. Самый грубый подход – это закладывать 1 КВт мощности на 10 квадратов вашего дома.

Но другое дело, если вы собираетесь использовать второй контур на постоянной основе. Исходя из мощности котла зависит количество выделяем горячей воды в минуту. Вот тут все проще. Нужно минимально 24 КВт мощности, чтобы быть уверенным в том, что выработки горячей воды вам будет достаточно. Обычно котел такой мощности способен выделять 12-14 литров воды в минуту. Это объема как раз достаточно для того, чтобы принять душ или же в полной мере помыть посуду.