Как рассчитать мощность котельной?

Николай Логанов

Должность: Специалист по электромонтажу

Опыт работы: 8 лет

Расчет мощности котельной — обязательный этап проектирования системы теплоснабжения дома, здания, промышленного объекта или их группы. По этому критерию определяют технические параметры котлов и вспомогательного оборудования, их количество, тип схемы и т.д. Мощность энергетического объекта должна соответствовать максимальной тепловой нагрузке, создаваемой потребителями с учетом требований к резервированию.

Расчеты мощности выполняют при строительстве или реконструкции. Ниже подробно рассмотрим методики для определения одной из главных характеристик котельной.   

Содержание:

1. Расчет мощности котельной по площади отапливаемых помещений
2. Дополнительные факторы
3. Расчет мощности котельной по объёму отапливаемых помещений: формула
4. Расчет мощности котельной для централизованных теплосетей
5. К чему могут привести неправильные вычисления?
6. Проектирование газовых котельных в компании «Невал»

Расчет мощности котельной по площади отапливаемых помещений

Самый простой способ расчета мощности котельной — по площади отапливаемых помещений. На 1 м² площади должно приходится примерно 0,1 кВт плюс запас 15–20%. Такая методика очень приблизительна и обычно используется для частных домов с потолками высотой 2,7 м, расположенных в умеренной климатической зоне.   

Для более точного определения мощности отопительных и промышленных котельных применяют другие способы, которые рассмотрим ниже.  

Дополнительные факторы 

Температура воздуха в помещениях здания и сооружения зависит от количества подаваемой тепловой энергии и теплопотерь. Для точного выбора мощности котельной требуется учесть целый ряд дополнительных факторов:

• Конструктивные особенности здания: тип объекта (каркасный, бескаркасный, кирпичный, блочный, быстровозводимый и т.д.), общая площадь наружных стен и остекления.
• Назначение объекта (жилой, общественный, производственный).
• Степень утепления стен, кровли и фундамента.
• Климатическую зону, где расположено здание.
• Высоту потолков во всех помещениях.

Для вычисления мощности котельной также необходима информация об источниках, выделяющих тепловую энергию (промышленное оборудование, печи, сушилки, конденсаторы холодильных агрегатов и т.д.), а также о процессах, протекающих с поглощением тепла.

Тип системы отопления также имеет значение, так как мощности радиаторных систем и водяных теплых полов значительно отличается.

Расчет мощности котельной по объёму отапливаемых помещений: формула

Точную мощность автономной котельной с учетом дополнительных факторов рассчитывают по формуле:  

Q= Кз ((V х ∆t х К)/860);

где Q — искомая величина, V — объем помещений здания, ∆t — разность температур в помещениях и на улице, К — коэффициент утепления, Кз — коэффициент запаса, 860 — коэффициент перевода единиц измерения.

Коэффициент запаса Кз мощности котельной вводится для компенсации:

• Снижения температуры воздуха на улице при погодных аномалиях.
• Уменьшения выработки тепла при поломке одного из котлов.
• Естественного износа оборудования и сети.
• Увеличения количества потребителей или тепловой нагрузки.

Рекомендуемые величины коэффициента запаса: 10–20% для жилых зданий, 25–30% для производственных и общественных объектов.

Объем V определяется как площадь всех отапливаемых помещений, умноженная на высоту потолков.

Разность ∆t рассчитывается по выражению ∆t=t1−t2; где t1 это нормируемая температура воздуха в помещении в зависимости от назначения, t2 — средняя температура наружного воздуха в отопительный сезон. Величина t1 берется из СНИП для жилых, общественных и производственных объектов, значение t2 — из климатического справочника.

Коэффициент утепления — также справочная величина. Ее значение зависит от площади окон, дверей, строительных материалов, типа здания:

• 0,5–0,8 — для объектов с незначительной площадью остекления, теплоизолированными стенами, крышей и фундаментом, небольшим количеством дверей.
• 0,9–1,8 — для зданий со средним утеплением, небольшим количеством окон, домов на свайном фундаменте.
• 1,9–2,8 — для малоутепленных объектов, домов со значительной площадью остекления.
• 3–4 — для неутепленных сооружений.

Существует методика, где отдельно учитывают потери тепла через окна, стены, полы, дверные проемы, подкровельное пространство. В этом случае вместо коэффициента утепления вводятся значения потерь тепла через различие конструкции здания:

• Через кровлю теряется 10–25%
• Вентиляция уносит 30–40% тепла.
• Теплопотери стен составляют 20–30% (в зависимости от материала).
• Через окна и двери уходит 15–25% тепловой энергии.
• Через пол теряется 3–6% тепла.

Величину теплопотерь для каждого типа материалов и конструкций здания берут из справочника. Для более точного определения выполняют обследование тепловизором. В этом случае можно выявить точки утечки, дополнительно утеплить их, что позволит выбрать котел меньшей мощности и сэкономить на топливе. 

Расчет мощности котельной для централизованных теплосетей 

Производительность теплоэнергетических объектов значительной мощности, работающих на теплосети, определяется при разработке расчетно-конструкторского раздела проекта котельной. Мощность, тип и количество котлов выбирают исходя из расходов тепла:

• На отопление.
• На вентиляцию.
• На горячее водоснабжение.
• На технологические процессы.

В процессе определяют укрупненные показатели, среднечасовые, среднегодовые расходы тепла по зданиям и в сумме по каждой позиции в зависимости от назначения объектов. При этом также учитывают потери в сети, климатическую зону, перспективы развития населенного пункта, района или предприятия.  

Общее количество вырабатываемого тепла котельной рассчитывают по формуле: ∑Q = Qобщ + Qсн, где Qобщ — суммарное количество тепловой энергии, подаваемой потребителям, Qсн — количество теплоты для собственных нужд энергетического объекта.

Исходя из требований к надежности теплоснабжения, технической целесообразности и выбранной схемы, определяют тип и мощность одного котла. Количество агрегатов определяют по выражению n= (∑ Q)/Qк; где: ∑Q — это общая мощность котельной, Qк — теплопроизводительность одного агрегата.   

К чему могут привести неправильные вычисления? 

Чем точнее рассчитывают мощность котельной, тем меньше дополнительные затраты. При ошибках в большую сторону существенно возрастают расходы на покупку, монтаж, обслуживание, ремонт основного и дополнительного оборудования. Часть котлов или простаивает, или работает в треть мощности.

При недостаточной производительности наступает дефицит тепловой энергии для потребителей, что негативно сказывается на функционировании объектов. Воздух в помещениях и вода ГВС недостаточно прогреваются, на промышляемых предприятиях нарушается течение технологических процессов. Кроме того, котлы постоянно работают на полную мощность. Оборудование намного быстрее изнашивается, чаще нуждается в техническом облуживании и ремонте.

Самая распространенная причина ошибок при проектировании мощности котельной — стремление организовать объект теплоэнергетики как можно дешевле. При этом часто игнорируют климатические особенности, требования к надежности теплоснабжения.

Проектирование газовых котельных в компании «Невал» 

ООО «Невал» оказывает услуги монтажа котельных различного назначения в Москве и Московской области. Наша компания также разрабатывает системы автоматизации, выполняет монтаж, наладку АСУТП теплоэнергетических объектов. Мы учитываем все факторы, применяем современные энергосберегающие подходы, отвечающие требованиям проекта и нормативов.  

Звоните по номеру +7 (495) 133-65-32. Мы подберем экономически выгодное решение без ущерба надежности теплоснабжения и технической эффективности.