Объем воды в системе отопления. Зависимость от мощности котла

Как подобрать мощность котла под количество воды (объем) в системе отопления, или наоборот? Существует ли зависимость мощности от литров?
Такие вопросы часто волнуют владельцев отопительных систем…
Действительно, какая должна быть мощность котла, для системы с внутренним объемом 100 литров, например?

Нет ли в этом вопросе какого либо подвоха, направленного лишь на то, что бы мы приобретали лишнее оборудование, которое нам ни к чему?

Рассмотрим, как связаны мощность котла и емкость системы отопления, а также более важный вопрос о подборе насоса для определенной мощности котла…

Откуда берется вопрос о зависимости мощности от объема

Как продать лишний радиатор? Установив его в систему, потребитель ничего особого не приобретет и ничего не потеряет, кроме денег. Но дополнительная ощутимая прибыль продавцу будет.

Возникает удобный для наращивания продаж, но не имеющий технического смысла, вопрос о подгонке объема системы отопления под мощность котла. Например, если имеется 20 кВт-ный котел, то нужно докупить еще парочку радиаторов, чтобы объем системы достиг 100 (200, 300) литров, иначе котел не сможет работать на полную мощность… Клиенту ничего не остается, как достать кошелек и начинать отсчитывать дополнительно зеленые (желтые, синие…).

Сколько воды нужно под мощность котла

Вопрос об объеме воды внутри системы отопления имеет большую популярность, так как подогревается строй-бригадами и продавцами. Увеличивать количество оборудования по любой причине – любимое занятие монтажников.

Но технически выбор мощности котла никак не зависит от объема воды в системе отопления, поэтому вопрос о подборках объемов под мощность, или наоборот – выбор котла под литры воды, — не имеет практического смысла.

Котел отдаст всю свою мощность и на 100 литров воды и на 1000 литров. Разница будет лишь во времени нагревания и остывания. Маленькая система нагреется за 10 минут и будет остывать 10 минут, затем снова автоматика включит котел… Большая же будет греться 100 минут и затем остывать долго….

Системы класса low water – в чем преимущества

В последнее время существует тенденция по уменьшению внутреннего объема систем отопления, чтобы уменьшить их тепловую инерционность, для более быстрого нагрева и остывания.

Меньшее количеством воды более гибко и быстро реагируют на изменения температуры внутри здания. Малоемкостную систему котел быстрее разогреет, и она начнет быстрее отдавать тепло, когда это потребуется. После нагрева помещения, лишнего тепла в радиаторах окажется меньше, система быстрее остынет. В этом кроется небольшая экономия.

Какие радиаторы подобрать

Современные радиаторы и конвекторы имеют в разы меньший внутренний объем и теплоемкость, по сравнению со старыми чугунными. Уменьшение теплоемкости дает возможность немного экономить энергии, и делать отопление более гибким и комфортным. Оно оперативней реагирует на изменения температуры, и не накапливает лишней энергии.

Но это больше теоретические выкладки. На практике же ощутимой разницы пользователи не замечают, они могут приобретать любые радиаторы, какие понравятся, какие имеются в магазинах, с полной уверенностью, что система будет работать нормально.

Что важно для мощности котла

Энергия, генерируемая котлом, должна отводиться от него и рассеиваться, — передаваться воздуху и предметам. Иначе котел закипит, расплавится, сгорит…

Через котел должен проходить определенный объем теплоносителя.
Именно количество воды в единицу времени, т.е. ее расход, важно подобрать под определенную мощность котла.

• Не вдаваясь в расчеты, можно сказать, что через теплообменник 20 кВт должно проходить не менее 1000 литров воды в час. Насос должен это обеспечить.
• Мощность радиаторов в доме должна быть чуть больше мощности котла, чтобы ее рассеивать, в противном случае система перегреется, закипит.

Подбор насоса под мощность котла

Важно подобрать насос под мощность котла правильно. Насос должен преодолевать гидравлическое сопротивление системы так, чтобы объем проходящей по котлу воды был бы не менее требуемого, т.е. для 10 кВт-ного котла должно быть не менее 500 литров в час (0,5 м куб./ч.)

• Производительность насоса 25-40 на 3-ей скорости составляет при напоре 3 метра не менее 0,75 м куб в час, что для большинства систем позволяет применять его с котлом до 15 кВт, при площадях до 150 м кв, а в коротких системах и с котлом 20 кВт.

• Производительность насоса 25-60 при напоре 3м составляет уже 2,5 м куб в час, что дает возможность использовать его для котлов до 40 кВт и площадей отопления до 300 м кв…

Как рассчитывать объем теплоносителя в системе отопления

Сталкиваясь с необходимостью монтажа или реконструкции отопления, многие из нас задаются вопросом, как рассчитать достаточное количество рабочей жидкости для эффективной работы отопления. В первую очередь нужно понимать, что общий показатель будет зависеть от суммарного значения объема всех элементов отопительной системы.

Выбор теплоносителя

Чаще всего в качестве рабочей жидкости для систем отопления применяется вода. Впрочем, эффективным альтернативным решением может стать антифриз. Такая жидкость не замерзает при понижении температуры окружающей среды до критической для воды отметки. Несмотря на очевидные преимущества, цена антифриза достаточно высока. Поэтому используют его преимущественно для обогрева незначительных по площади строений.

Заполнение отопительных систем водой нуждается в предварительной подготовке такого теплоносителя. Жидкость должна быть отфильтрована от растворенных минеральных солей. Для этого могут быть использованы специализированные химические реагенты, которые присутствуют в продаже. Более того, из воды в системе отопления должен быть удален весь воздух. В противном случае возможно снижение эффективности обогрева помещений.

Общие расчеты

Определять общую емкость отопления необходимо, чтобы мощности отопительного котла хватило для качественного обогрева всех помещений. Превышение показателей допустимого объема может привести к повышению износа отопительного прибора, а также значительному расходу электроэнергии.

Необходимое количество теплоносителя рассчитывается согласно следующей формуле:
Общий объем = V котла + V радиаторов + V труб + V расширительного бачка

Отопительный котел

Определиться с показателем емкости котла позволяет вычисление мощности нагревательного агрегата. Для этого достаточно взять за основу соотношение, при котором 1 кВт тепловой энергии достаточно для эффективного обогрева 10 м2 жилплощади. Данное соотношение является справедливым при наличии потолков, высота которых составляет не более 3-х метров.

Как только станет известен показатель мощности котла, достаточно отыскать подходящий агрегат в специализированном магазине. Объем оборудования каждый производитель указывает в паспортных данных.

Поэтому в случае выполнения правильного расчета мощности проблем с определением нужного объема не возникнет.

Трубы

Чтобы определить достаточный объем воды в трубах, необходимо вычислить поперечное сечение трубопровода согласно формуле – S = π × R2, где:

• S – поперечное сечение;
• π – постоянная константа, равная 3,14;
• R – внутренний радиус труб.

Рассчитав значение площади поперечного сечения труб достаточно умножить его на общую длину всего трубопровода в системе отопления.

Расширительный бак

Определить, какой емкостью должен обладать расширительный бак, можно, располагая данными о коэффициенте температурного расширения теплоносителя. У воды этот показатель составляет 0,034 при подогреве до 85 оС.

Выполняя расчет достаточно воспользоваться формулой: V-бака = (V сист × K) / D, где:

• V-бака – необходимый объем расширительного бачка;
• V-сист – общий объем жидкости в остальных элементах системы отопления;
• K – коэффициент расширения;
• D – эффективность расширительного бачка (указывается в технической документации).

Радиаторы

В настоящее время существует широкое разнообразие отдельных типов радиаторов для отопительных систем. Помимо функциональных различий все они имеют разную высоту.

Чтобы рассчитать объем рабочей жидкости в радиаторах, необходимо для начала подсчитать их количество. После чего умножить данную сумму на объем одной секции.

Узнать объем одного радиатора можно, воспользовавшись данными из технического паспорта изделия. При отсутствии такой информации можно сориентироваться согласно усредненным параметрам:

• чугунные – 1,5 л на секцию;
• биметаллические – 0,2-0,3 л на секцию;
• алюминиевые – 0,4 л на секцию.

Понять, как правильно рассчитать значение позволит следующий пример. Допустим, имеется 5 радиаторов, изготовленных из алюминия. Каждый обогревательный элемент содержит по 6 секций. Производим расчет: 5×6×0,4 = 12 л.

В итоге

Как видно, расчет емкости отопления сводится к вычислению суммарного значения четырех вышеуказанных элементов.

Определить необходимую емкость рабочей жидкости в системе с математической точностью удается не каждому. Поэтому, не желая выполнять расчет, некоторые пользователи действуют следующим образом. Для начала заполняют систему примерно на 90%, после чего проверяют работоспособность. Далее стравливают скопившийся воздух и продолжают заполнение.

В процессе эксплуатации отопительной системы происходит естественный спад уровня теплоносителя в результате конвекционных процессов. При этом происходит потеря мощности и производительности котла. Отсюда вытекает необходимость наличия резервной емкости с рабочей жидкостью, откуда можно будет отслеживать убыток теплоносителя и при необходимости производить его пополнение.

Как рассчитать объём воды в системе отопления

Приступая к монтажу системы отопления необходимо рассчитать объём жидкости, ведь этот параметр считается основным при выборе котла. Только оптимальный объём теплоносителя позволяет эффективно прогревать дом в зимнее время года. На указанный показатель влияют габариты труб. При использовании циркуляционного насоса допустимо выбирать трубопроводы меньшего диаметра. Это позволяет увеличить число радиаторов отопления.

При выборе труб увеличенного диаметра на предельной мощности котла происходит недогрев теплоносителя. Это связано с тем, что рабочая жидкость успевает остыть прежде чем дойдёт до крайней точки отопительной системы, а это дополнительные материальные затраты. Согласно проведённым ранее расчётам на каждый киловатт мощности котла понадобится 15 литров жидкости. Исходя из этого, проводится подробный расчёт объёма воды в отоплении частного дома.

Формулы подсчёта объёма жидкости в отоплении

Суммарный объём жидкости будет состоять из количества теплоносителя в котле, трубопроводах и батареях. Здесь не учитывается объём расширительного бака, ведь вода будет поступать в этот прибор только в критических случаях при повышении температуры и давления.

Для расчёта количества жидкости в трубе используется следующая формула: V=S*L, где

S – площадь внутреннего сечения трубы;

L – длина трубопровода.

Информация относительно площади сечения трубы, взятая из таблиц может отличаться от фактических размеров (используемый материал, особенности производства сантехнических изделий). Именно поэтому диаметр измеряют штангенциркулем, после чего вычисляют площадь сечения. Подобные расчёты лучше доверить специалистам, так как отопительные системы достаточно протяжённые и разветвлённые конструкции.

Объём теплоносителя в радиаторах и трубах отопления

На современном строительном рынке присутствует огромное количество различных радиаторов отопления. Все они отличаются между собой по материалу изготовления и габаритным размерам. Соответственно в каждой из секций таких приборов будет вмещаться неодинаковое количество воды. Давайте ознакомимся с вместимостью секций различных радиаторов:

• алюминиевые с габаритами 60*8 сантиметров – 0,45 литра жидкости;
• биметаллические, с габаритными размерами 60*8 сантиметра – 0,25 литра
• старые чугунные батареи размером 60*11 сантиметров вмещают 1,7 литра воды;
• современные чугунные радиаторы отопления с габаритами 58*7,5 сантиметра – 1 литр жидкости.

Расхождения по высоте и ширине отопительных приборов у современных производителей находятся в пределах 2 сантиметров, при этом высота батарей колеблется от 20 сантиметров до 1 метра. Объём других отопительных приборов рассчитывают исходя из пропорции. Для этого разделяют объём указанный в таблице на высоту, после чего умножают на высоту необходимой модели радиатора. При наличии сложной, протяжной системы отопления объём жидкости у каждом из радиаторов уточняют у производителя.

Объём трубопроводов тоже отличается, для подсчёта необходимо учитывать внутренний диаметр. Эти данные давно вычислены, каждый метр трубы имеет следующие значения:

• диаметр 15 миллиметров или 0,5 дюйма – 0,170 литра;
• диаметр 20 миллиметров или 0,75 дюйма – 0,3 литра;
• диаметр 25 миллиметров или 1 дюйм – 0,49 литра;
• диаметр 32 миллиметра или 1,25 дюйма – 0,8 литра;
• диаметр 40 миллиметров или 1,5 дюйма – 1,25 литра;
• диаметр 50 миллиметров или 2 дюйма 1,95 литра.

Объём воды в простой отопительной системе может подсчитать каждый. Для этого необходимо знать вместимость котла и радиаторов отопления. Количество жидкости в трубопроводах вычисляют исходя из их диаметра и протяжности. После этого все значения суммируют.

Отопление дома площадью 100 кв. м

Отопить дом площадью 100 м 2 , можно различными способами: газом, твердым топливом, электрическим котлом или тепловым насосом. Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Сравним варианты.

Общие данные

Отопить дом площадью 100 м 2 , можно различными способами: газом, твердым топливом, электрическим котлом или тепловым насосом. Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Независимо от вида котла, отопление будет водяным, с разводкой отопительного контура по трубам к радиаторам отопления или теплому полу.

Общая задача отопления – восполнить тепловые потери дома новым теплом, которые при уличной температуре –24°С и температурой в помещении +21°C, составляют от 30 Вт/кв. м – у хорошо утепленных построек до 110 Вт/кв. м – там, где стены в 1,5 кирпича и старые деревянные окна.

Чтобы упростить задачу обогрева, перед тем как устанавливать или модернизировать систему отопления, нужно максимально снизить потери тепла зданием – утеплить стены, кровлю и фундамент дома. Утепление здания обеспечит экономию тепла до 30-40%.

В наших расчетах возьмем показатель тепловых потерь здания 100 Вт/кв. м, что для климатической зоны Днепра (где среднемесячная температура января составляет –5,5°С) является максимальным значением.

Для дома площадью 100 кв. м в Днепре или Днепропетровской области за весь отопительный сезон потребуется выработать 16,6 тыс. кВт × ч тепловой энергии.

Зная необходимую тепловую производительность системы подбираем теплотехническое оборудование и нужные узлы запорной арматуры.

Мощность выбранного котла должна быть не менее рассчитанных тепловых потерь здания, но и не более, чем на 20% (иначе, придется решать проблему сохранения выработанного тепла).

Перечень оборудования для обвязки при любом из вариантов отопления совпадают на 90%. В каждой схеме требуется циркуляционный насос, группа безопасности котла, расширительный бачок на 10-24 л, запорная арматура: краны, термостатические клапаны, муфты и т.п.

Количество радиаторов и непосредственно секций на каждой батарее рассчитывается исходя из необходимого количества тепла для каждого помещения дома. Устанавливаются радиаторы под каждым окном и на стены, которые граничат с улицей, без окон. Для регулировки температуры на каждом радиаторе устанавливаются терморегулирующие головки с клапанами – это позволит управлять температурой в каждой отдельной комнате и расходовать полученное тепло без напрасных потерь.

Стоимость всего стандартного набора составит от 4000 до 10000 грн. Точный перечень подбирается в соответствии с согласованной с заказчиком схемой обвязки теплотехнического оборудования.

Пример принципиальной схемы отопления частного дома

Отопление частного дома площадью 100 кв. м

Площадь отопления 100 м 2 имеют одноэтажные жилые дома или небольшие двухэтажные дачные домики с мансардой. Общие теплопотери таких зданий составят: 100 Вт × 100 м 2 = 10 кВт.

Система циркуляции теплоносителя в домах 100 кв. м – закрытая с принудительной циркуляцией.

Газовое отопление

Отопление дома газом требует согласованного проекта и получения техусловий от газопоставляющей компании.

Мощность газового котла – не менее 10 кВт. Обычно современные газовые котлы выпускаются со встроенными: горелкой, циркуляционным насосом, расширительным бачком, манометром, термометром, предохранительным клапаном, автоматикой.

Тарифы и стоимость газового отопления

По состоянию на 01.07.2018 года цена газа в Украине для населения – 6,88 грн./м 3 .

Стандартный конвекционный газовый котёл, при теплотворной способности газа 8 м 3 /кВт × ч расходует на отопление 100 кв. м площади около 2235 м 3 газа.

Общие расходы на обогрев дома за сезон составят: 2235 × 6,88 = 15377 грн.

Конденсационный газовый котел с более высоким КПД, чем у обычного, сэкономит около 15% топлива. Но конденсационных котлов мощностью до 10 кВт не выпускают.

Если кроме отопления нужно обеспечить подогрев горячей воды (ГВС) – устанавливают газовый двухконтурный котел с дополнительной производительностью – от 14 до 20 кВт.

Варианты газовых котлов на 10 – 24 кВт

Модель газового котла Вид Цена, грн Aton Atmo АОГВМ-10Е, 10 кВт, напольный, электронный розжиг, расход газа – 1,11 м 3 /ч Конвекционный 7 180 Атем Житомир-3 КС-Г-010 СН, 10 кВт, одноконтурный, КПД 92%, управление механическое Конвекционный 6 830 Атем Житомир-М АДГВ-10 СН, 10 кВт, двухконтурный, КПД 90%, управление механическое Парапетный 8 210

Конденсационный 21 893

Особенности отопления газом

1. Автоматическая подача газа в дом – одно из главных достоинств газового отопления.
2. Не требует регулярного обслуживания процесса сжигания топлива на протяжении сезона.
3. Повышенные требования по пожаро- и взрывобезопасности требуют специальных согласований проектов установки и постоянного контроля выполнения таких требований.
4. Растущие тарифы на газ.
5. Теплотворная способность газа может изменяться, что влияет на производительность котла.

Отопительная система с твердотопливным котлом

Чтобы сократить расходы на отопление, отказавшись от газа, или в случае, когда проведение газа недоступно, устанавливают систему отопления с котлом на твердом топливе.

Выбор модели котла на твердом топливе

В зависимости от предпочтений хозяина выбираем тип твердотопливного котла мощностью не менее 10 кВт: классический, длительного горения, пиролизный или с автоматической подачей топлива.

Выбираем желаемый вид топлива: дрова, брикеты, уголь, пеллеты или универсальный.

Твердотопливный котел на 100 кв м цена и варианты моделей

Тип котла Цена, грн. Котел на дровах Stropuva S-10, КПД 91,6%, без автоматики дровяной, длительного горения 25490 Котел длительного горения GK-1 Wichlach 10 kW, КПД 82-89%, с автоматикой угольный, длительного горения 25230 Котел Kronas Eko 12 кВт, КПД 75-81%, без автоматики классический, дрова/уголь 9100

Из паспорта твердотопливного котла берём параметры дымохода: внутренний диаметр трубы (или площадь сечения дымохода) – Ø150 –160 мм, минимальную высоту – 5 – 6 м.

Теперь определяем комплектацию и считаем стоимость дымохода.

Ориентировочная стоимость дымохода – около 7000 грн.

Примерная стоимость установки системы с твердотопливным котлом и дымоходом (без теплоаккумулирующей ёмкости) – около 7000 гривен.