Выбор мощности котла для системы отопления частного дома

В данной статье рассматриваются особенности подбора отопительного котла для системы отопления и теплоснабжения частного дома (коттеджа) площадью 150 – 450 кв.м., расположенного в Московской области. Рассматривается наиболее часто встречающийся вариант построения системы отопления и теплоснабжения, с наиболее типичными составляющими.

В подавляющем большинстве частных домов (коттеджей) нагрузкой для котла служат три компонента:

·        система радиаторного отопления;

·        система водяных теплых полов;

·        система приготовления горячей воды для бытовых нужд (горячее водоснабжение – ГВС).

Подробнее о производителях котельного оборудования и моделях котлов для систем отопления частных домов, можно узнать в обзорах, проведенных специалистами нашей компании.

Система радиаторного отопления предназначена для покрытия теплопотерь здания и поддержания заданной температуры в его помещениях – это общеизвестный факт. Существуют также варианты безрадиаторного отопления, на основе воздушного отопления или отопления системой теплых полов. Один из таких вариантов – на основе теплого пола - реализован специалистами нашей компании в июне 2009 года. Однако, обзор этих вариантов – тема отдельной статьи.

Тепловая мощность системы радиаторного отопления зависит от многих факторов, основными из которых являются архитектурно-планировочные и конструктивные особенности здания. Анализ теплопотерь реальных частных домов и коттеджей, выполненных в традиционном архитектурном стиле (отсутствие окон от пола до потолка, рациональный контур здания, достаточное утепление ограждающих конструкций) показал, что зависимость мощности системы отопления от площади дома можно представить в виде графика.

График зависимости мощности системы отопления от площади дома.

 Опорными точками показаны теплопотери реализованных проектов систем отопления, проектирование и монтаж которых выполнен специалистами компании "Инж-Ин".

Нетрудно видеть, что удельная мощность системы отопления снижается со значения 127 Вт/м2 для домов меньшей площади (100-150 м2) до 85-80 Вт/м2 для домов площадью 400-500 м2, что несколько не соответствует шаблонной величине 100 Вт/м2, которую обычно используют для предварительного подбора оборудования.

Объясняется этот кажущийся парадокс тем, что отдельно стоящий дом меньшей площади имеет менее рациональное размещение помещений с точки зрения теплотехники. Например, в теоретическом 2-х этажном доме площадью около 150 м2 по 4 комнаты на этаже – все комнаты будут угловыми, и кроме теплопотерь через стены и окна будут иметь теплопотери через пол на 1-м этаже и через кровлю на 2-м.

С ростом общей площади дома появляются помещения, смежные с отапливаемыми, а также внутренние (не имеющие наружных стен) помещения.  Исходя из этого, удельные теплопотери здания снижаются.

Усредненные мощности системы радиаторного отопления для домов различной площади приведены в таблице, в графе "Отопление, КВт". Величины в этой графе не зависят от типа отопительных приборов, выбранных Заказчиком (панельные, трубчатые или секционные радиаторы, конвекторы), усредненное количество которых приведено в таблице в графе "Кол-во приборов".

Таблица основных вариантов расчета мощности котла.

Теплые полы (электрические и водяные) в последние годы получают все большее распространение как средство повышения комфорта пребывания человека в помещении. Анализ технических и экономических характеристик систем теплого пола показал, что, начиная с площади теплого пола в 5-10 кв.м. его целесообразно выполнять водяным.

При устройстве теплого пола для целей повышения комфортности проживания, его рассчитываемая теплоотдача не превышает 50 Вт/м2, поэтому, в данном случае, теплый пол рассматривается как дополнение к радиаторному отоплению, особенно востребованное в помещениях с покрытием пола типа "керамическая плитка" (кухни, ванные комнаты и т.п.).

 Особенность системы теплого пола – это большая продолжительность работы по сравнению с системой радиаторного отопления, доходящая для отдельных помещений до круглогодичной. Такой график работы предполагает два варианта подключения теплого пола к системе теплоснабжения: при общей площади теплых полов более 20-30 м2 целесообразно подключать теплый пол к отдельному насосно-смесительному контуру в котельной с индивидуальным отопительным графиком. При меньшей площади теплых полов его контуры целесообразно подключать к контуру рециркуляции горячего водоснабжения с использованием специальных узлов для ограничения температуры покрытия пола до необходимой величины. В последнем случае это решение тем более оправдано, что теплые полы устраиваются как раз в помещениях с точками разбора горячей воды – санузлах и кухнях.

В обоих случаях мощность теплого пола должна быть учтена при подборе котла для системы индивидуального отопления. Усредненные данные по теплым полам приведены в таблице в графах 7 и 8.

Система приготовления горячей воды для бытовых нужд для каждого жилого дома зависит, в общем случае, от двух основных факторов: от числа людей, проживающих в доме и от заданной заказчиком степени комфорта для пользования горячей водой.

При ограниченном количестве точек разбора горячей воды и их компактном расположении внутри здания оптимальным с точки зрения минимизации стоимости будет использование двухконтурного котла со встроенным теплообменником для приготовления горячей воды (ГВС). Недостатки  такого решения – это абсолютный приоритет приготовления горячей воды (выключение на время разбора всей системы отопления) и невозможность организовать циркуляцию горячей воды, а значит и теплых полов на ее базе.

При расчетном расходе горячей воды более 10-12 л/мин необходима установка емкостного водо-водяного нагревателя, т.е. бойлера ГВС. Большинство таких устройств, представленных на рынке отопительного оборудования, имеет дополнительные выводы для устройства контура рециркуляции горячей воды. Контур рециркуляции позволяет существенно повысить комфорт проживания в доме за счет, во-первых, отсутствия ожидания горячей воды для всех точек разбора независимо от их расположения и во-вторых, за счет возможного устройства водяных теплых полов в отдельных помещениях, о чем говорилось выше.

Дополнительно бойлер ГВС существенно сглаживает неравномерность работы системы отопления за счет покрытия небольших разборов горячей воды без включения котла на нагрев ГВС.

В таблице, в графе 6 приведена примерная емкость бойлера, обеспечивающая требуемый объем горячей воды исходя именно из условия комфортного пользования, а также приведена мощность, потребляемая бойлером в режиме длительного водоразбора.

Штатная автоматика большинства котлов предусматривает режим приоритета приготовления ГВС, что позволяет снизить установленную мощность котла и оптимизировать затраты на систему отопления в целом.

Выводы.

Данные, приведенные в таблице, являются усредненными, полученными на основе проектов инженерных систем, рассчитанных и смонтированных специалистами компании "Инженерные Инновации" в коттеджах площадью 150-500 кв.м. за несколько последних лет. Итоговые графы 10 и 11 показывают мощности котлов, необходимые для комфортного проживания в домах, оборудованных системами радиаторного отопления, теплыми водяными полами и бойлерами ГВС с контуром рециркуляции. Характерно, что для домов площадью менее 350 кв.м. определяющим фактором при выборе мощности котла становится наличие бойлера ГВС и его разумный объем.

Не претендуя на роль истины в последней инстанции, данная статья может быть полезной любому заказчику для предварительного определения мощности котла, который будет установлен в его будущем доме. Окончательно котел подбирают специалисты нашей компании на основе расчета системы отопления, горячего водоснабжения и теплого пола, с учетом требований стандартов и технического задания Заказчика.

Реутов Олег, ООО «Инженерные Инновации»