Як зрозуміти, чи підходить даний котел для опалення вашого будинку? Для відповіді на це питання недостатньо лише даних про його кубатурі. Щоб правильно підібрати опалювальне обладнання, потрібна інформація про тепловтратах будинку. При будівництві або реконструкції будинку виникає необхідність підбору потужності котла для забезпечення житла теплом і гарячою водою. Основною інформацією, необхідної для підбору потужності котла, є тепловтрати будинку, які він повинен компенсувати. Їх необхідно розрахувати. У кожній країні прийнята певна методика розрахунку тепловтрат, яка враховує місцеві кліматичні умови.
Замовляючи архітектору проект будинку, ви маєте право вимагати, щоб проект містив результати таких розрахунків. Виходячи з них. ви зможете підібрати не тільки котел. але і опалювальне обладнання для всіх приміщень. З використанням комп'ютерної програми. Проводити розрахунок тепловтрат полегшують комп'ютерні програми, безкоштовні версії яких поширюють багато фірм, що займаються монтажем. Завдяки расщіренним додаткових функцій програма дозволяє виконувати розрахунки навіть людям, які раніше ніколи не стикалися з проектуванням. Але через відсутність відповідного досвіду для проведення розрахунку ім. швидше за все, буде потрібно значно більше часу. За результатами таких розрахунків краще проконсультуватися з фахівцем.
Якщо у вас немає проекту з розрахованими архітектором (проектантом) тепловтратами, можна спробувати визначити їх самостійно, використовуючи спрощені методи розрахунків. Достатньо точними для невеликих приватних будинків є ще не дуже поширені у нас, але дуже практичні анкети. У них поставлені питання, що стосуються: кубатури будинку, матеріалу стін і їх товщини; матеріалу утеплювача і його товщини; кількості вікон і їх розмірів, кількості камер в склопакетах та інші. На кожне з поставлених питань представлено кілька варіантів відповіді. Потрібно вибрати той, який найкраще описує ваш будинок. Кожному відповіді відповідає певне число. Виробляючи математичні дії з цими числами згідно прикладеної інструкції, отримаємо значення, яке описує тепловтрати вашого будинку. Його точність цілком прийнятна для підбору потужності котла. Заповнення анкети та розрахунки займають всього лише кілька хвилин. Приблизно. Найбільш простим методом розрахунку тепловтрат будинку є їх визначення за допомогою умовного коефіцієнта, який приблизно становить:
• 130-200 Вт / м - для будинків без теплоізоляції;
• 90-110 Вт / м - для будинків з теплоізоляцією, побудованих в 80-90 років XX століття;
• 50-70 Вт / м - для будинків з сучасними вікнами, добре теплоізольованих і побудованих, починаючи з кінця 90-х років XX століття.
Тепловтрати визначають, множачи значення коефіцієнта на площу будинку. Ці розрахунки дуже приблизні, вони не враховують кількість і розміри вікон, форму будинку і його місце розташування - фактори, які значно впливають на тепловтрати будинку. Такі розрахунки не повинні бути основним критерієм при виборі котла, їх можна використовувати для оцінки розрахунків проектувальника. На жаль, різниця між цими результатами буває значною, тому таким чином можна виявити тільки грубу помилку.
«На око». Ще зовсім недавно, коли паливо було дешевим, - вдома практично не утеплялися, а вікна були негерметичними і ніхто не замислювався над поняттям енергозбереження - монтажники підбирали потужність котла дуже просто - 1 кВт на кожні 10 м площі будинку. Але сьогодні потрібно підбирати котел, спираючись на строгі розрахунки.
ЧОМУ НЕ БІЛЬШЕ ПОТУЖНИЙ?
Що відбувається, якщо котел має занадто великою потужністю? Твердопаливний котел. Його продуктивність можна регулювати, тільки лише змінюючи кількість надходить в топку повітря. Працюючи з потужністю, меншою номінальною (тобто з недостачею повітря), паливо буде згоряти не повністю, тому його витрата буде більше. Крім того, незгорілі з'єднання будуть йти в димохід, викликаючи його більш швидке засмічення. Газовий або рідкопаливний котел, що працює з сучасною системою ЦО (містить невелику кількість води), після включення пальника дуже швидко нагріває воду в системі до потрібної температури і вимикає пальник Час роботи пальника буде тим менше, чим більше потужність котла. Може статися так, що воно буде занадто коротким і продукти згоряння не зможуть прогріти димохід до нормальної температури. Тоді в димоході буде випадати конденсат, який, з'єднуючись з іншими продуктами згоряння, утворює кислоти, що руйнують димохід, а іноді й сам котел. Якщо пальник працює тривалий час, відходять гази прогрівають димохід до високої температури, завдяки чому конденсат НЕ утворюватиметься, а виник в початковій фазі роботи пальника, - випарується. При частому включенні і виключенні котел споживає більше палива, ніж при безперервній роботі, тому що при кожному включенні частина енергії буде витрачатися на нагрівання елементів котла і димаря. Крім того, часті зміни температури негативно впливають на його міцність.
Тепловтрати і потужність котла
Розраховані тепловтрати будинку дорівнюють його максимальної потреби в теплі, необхідному для підтримки в будинку комфортної температури - зазвичай +20' С. Максимальна потреба в теплі виникає в найхолодніші дні. коли зовнішня температура опускається (залежно від температурної зони) до-22'С. Слід враховувати, що такі морози бувають лише кілька днів на рік, а іноді не спостерігаються кілька років поспіль. Проте, котел повинен ефективно функціонувати протягом всього опалювального сезону, коли температура коливається найчастіше за все поблизу нуля. У цьому випадку для обігріву будинку досить котла наполовину менший (ніж розрахункова) потужності. Тому часто покупка котла більшої потужності не має сенсу - не тільки у зв'язку з його більш високою ціною, але також з урахуванням зниження ККД його роботи тоді, коли потреба в теплі буде значно нижче розрахункової. Недолік тепла в холодні дні можна заповнити іншими джерелами, наприклад каміном або електричними обігрівачами.
Як поєднати високу потужність з низькою потребою
Найкраще, якщо котел протягом усього часу працює з постійною, номінальною потужністю. Але потреба в тепловій енергії (залежно від зовнішньої температури) весь час змінюється. Як вирішити це завдання? Змішувальні клапани. Одним із способів такого рішення є використання гідравлічних систем з чотирьохходові змішувальним клапаном або з термогідравлічних розподільником. У таких системах температура води, що надходить в радіатори, регулюється не зміною потужності котла, а зміною положення регулюючого клапана і продуктивністю циркуляційних насосів. Завдяки цьому котел постійно працює в оптимальних умовах. Це дуже хороше, але досить дороге рішення. Багатоступінчасті пальника. У невеликих і не дуже дорогих системах з газовими або рідкопаливними котлами питання адаптації продуктивності котла до актуальної потреби в теплі вирішується за допомогою багатоступеневих пальників. Коли не потрібна повна потужність, котел, оснащений такою пальником, працює з більш низькою потужністю (більш низька ступінь пальника). Більш досконалим варіантом є пальники з плавним регулюванням потужності, так званої модуляцією. Вони повсюдно використовуються в навісних газових котлах. У рідкопаливних котлах вони зустрічаються значно рідше. Котел з модуляційної пальником є дешевшим і менш клопіткою варіантом, ніж система зі змішувальним клапаном. Не потрібно ніяких додаткових елементів - вся необхідна арматура змонтована в корпусі котла. Регулювання потужності можлива також в сучасних твердопаливних котлах, які працюють на пелетах і оснащених автоматизованою системою подачі палива (на жаль, дорогих).
Модуляція не є ідеальним рішенням
Котел з модуляційної пальником виробляє енергію, рівну поточної потреби в теплі. На перший погляд, можна було б припустити, що при виборі такого котла не потрібно точно визначати тепловтрати будинку. Адже знаючи їх лищь приблизно, можна купити котел більшої потужності, який в будь-якому випадку буде працювати з необхідною на певний момент потужністю. На жаль, на практиці модуляція потужності котла в повному обсязі розв'язує всі питання. Відразу після включення котел починає працювати з максимальною потужністю, по закінченню деякого часу його автоматика починає знижувати потужність до оптимального рівня. Якщо потужний котел буде працювати в невеликій системі, то в умовах, коли потреба в теплі невелика (тобто зовнішня температура близько нуля або вище), вода в системі нагріється ще до того, як пальник досягне необхідного рівня модуляції і котел відключиться. Вода в системі швидко охолоне і ситуація повториться. Котел працюватиме в імпульсному режимі - так, як ніби він оснащений одноступінчастої пальником великої потужності. Модуляція потужності можлива лише в обмеженому діапазоні, який зазвичай складає не менше. ніж 30% максимальної потужності. Тому занадто велика максимальна потужність котла призведе до виникнення складнощів з адаптацією його продуктивності при вищій зовнішній температурі. Є котли з більш широким діапазоном модуляції потужності, але це більш дорогі конденсаційні котли.
Жідкотоплівний котел знову не для маленького будинку
Чималі труднощі виникають при підборі жидкотопливного котла для невеликого будинку. Для компенсації тепловтрат добре утепленого будинку площею близько 150 м-звичайно досить котла потужністю не більше 10 кВт, а потужність представлених на ринку рідкопаливних котлів мінімум в два рази вище. Робота жидкотопливного котла в імпульсному режимі (тобто часте вмикання і вимикання) ще більш несприятлива для нього, ніж для газового котла. Відразу після включення жидкотопливной пальники з продуктів згоряння виділяється багато сажі та продуктів неповного згоряння, які засмічують камеру згоряння котла. Тому її доведеться часто чистити, інакше шар сажі буде ускладнювати теплообмін, і ККД котла знизиться, тобто він буде споживати більше палива.
Центральне опалення - це тільки початок
Більшості описаних проблем, які виникають, теоретично можна уникнути, підібравши котел з потужністю, яка не перевищує, а навіть трохи нижче розрахункових тепловтрат будинку. Але на практиці енергія котла зазвичай використовується не тільки для системи ЦО, а й для підігріву води системи ГВП. У невеликих, добре утепленньге будинках потужність, необхідна для обігріву будинку значно менше, ніж та, яка потрібна для швидкого нагрівання необхідної кількості води системи ГВП. Це ускладнює проблему оптимального вибору котла.
Потужність котла і гаряча вода
Двоконтурний котел нагріває воду для системи ГВП проточним способом. Час протікання води через теплообмінник є нетривалим, тому котел повинен володіти високою потужністю, щоб за цей час міг нагріти достатню кількість води. Самі малопотужні двоконтурні котли мають потужність 18 кВт, тому що це той мінімум, який ще дозволяє приготувати достатню (для прийняття душу) кількість гарячої води. Якщо такий котел буде оснащений модуляційної пальником, він зможе працювати з мінімальною потужністю близько 6 кВт, тобто наближеною до максимальних втрат тепла в добре утепленому будинку площею близько 100 м. На практиці протягом більшої частини опалювального сезону потреба в потужності для опалення такого будинку, швидше за все, становитиме близько 3 кВт. Отже, це не ідеальна, але прийнятна ситуація. Одним із способів зниження необхідної потужності двоконтурного котла є використання накопичувального бака для гарячої води системи ГВП. Тоді котел може нагрівати воду повільніше, тому що після відкривання крана в розпорядженні є запас теплої води в накопичувальному баці.
Одноконтурний котел з бойлером. Об'єм бойлера непрямого нагріву (накопичувального водонагрівача з теплообмінником), який підключений до одноконтурного котла, зазвичай складає більше 100 літрів. Завдяки цьому одночасне використання гарячої води декількома споживачами не приводить до вичерпання її запасу протягом декількох хвилин, отже, потужність котла, що працює спільно з водонагрівачем, може бути нижче, ніж потужність двоконтурного котла. Тому можна вважати, що потужності котла, яка необхідна для компенсації тепловтрат будинку, достатньо також для нагріву води в бойлері.
Це досить довго, особливо враховуючи, що під час нагрівання води в бойлері, з котла, який працює на повну потужність, в систему ЦО тепла вода не надходить. За цей час в приміщеннях може стати прохолодно. Однак слід зазначити, що ситуація, при якій весь об'єм води має температуру Ю ^ С, може відбутися тільки після відключення котла мінімум на кілька годин. На практиці холодна вода надходить в бойлер в міру витрати гарячої. Навіть при її інтенсивному використанні, наприклад, при дуже швидкому наповненні ванни до країв, з такої великої бойлера буде використано близько половини гарячої води. Після цього температура води (гарячої, змішаної з холодною) в бойлері становитиме близько ЗСС. У цьому випадку час нагріву води становитиме 23 хвилини і його можна вважати задовільним. Разове споживання гарячої води в будинку на одну сім'ю зазвичай значно нижче, тому вода в бойлері буде нагріватися ще швидше. Варіант вирішення проблеми. Проблему спільного використання потужності котла для системи ЦО і для підготовки води ГВП можна вирішити радикальним способом: купивши два незалежні прилади - котел для системи ЦО і водонагрівач для ГВП. Але це, безумовно, дороге рішення.