Калькулятор бойлера косвенного нагрева: подбор объема, мощности и времени нагрева

Выбор котла для отопления — это только половина задачи. Вторая, и часто более важная, — это приготовление горячей воды (ГВС). Вы можете идеально рассчитать теплопотери, но если мощности не хватит на ГВС, ваша семья будет принимать контрастный душ, а котел — работать на износ.

Бойлер косвенного нагрева (БКН) — это «золотой стандарт» комфорта в частном доме. В отличие от проточного нагревателя (в двухконтурных котлах), он дает большой запас горячей воды сразу, не боится перепадов давления и позволяет открыть два крана одновременно без «сюрпризов».

Этот калькулятор решает три главные инженерные задачи:

1. Какой ОБЪЕМ бойлера мне нужен? (Исходя из числа жильцов и точек водоразбора).
2. За СКОЛЬКО он нагреется? (Зная объем и мощность змеевика).
3. Какая МОЩНОСТЬ котла мне нужна? (Зная объем и желаемое время нагрева).

Как пользоваться калькулятором?

Калькулятор разделен на три логических блока, которые отвечают на три главных вопроса. Блоки 2 и 3 — это обратные расчеты друг друга.

1. Раздел 1. Расчет объема:
   Это самый важный раздел для выбора бойлера. Укажите, сколько точек водоразбора (кранов, душей) у вас может работать одновременно в час пик (например, утром, когда один человек в душе, а второй моет посуду). Калькулятор рассчитает пиковый 10-минутный расход по нормам СП 30.13330.2020 и предложит ближайший стандартный объем бойлера.
2. Раздел 2. Расчет времени:
   Этот раздел отвечает на вопрос: «У меня есть бойлер на 200л и змеевик на 24 кВт. За сколько он нагреется?». Введите объем (он подставится из Раздела 1) и паспортную мощность змеевика (ее нужно взять из документов на бойлер). Калькулятор покажет реальное время нагрева.
3. Раздел 3. Расчет мощности:
   Это обратный расчет. Он отвечает на вопрос: «Я хочу, чтобы мой 200л бойлер грелся за 45 минут. Какой мощности котел мне нужен?». Калькулятор покажет, какую мощность (в кВт) должен выдавать змеевик (а значит, и котел) для решения этой задачи.
4. Раздел 4. Температуры:
   Укажите температуру холодной воды (зимой 5-10°C) и желаемую температуру в бойлере. Важно: По санитарным нормам (СанПиН) рекомендуется греть воду до 60°C, чтобы предотвратить рост опасных бактерий (Легионелла).

Объяснение методики расчета (Формулы в HTML)

В основе всех расчетов лежит фундаментальная формула теплофизики.

Шаг 1. Расчет пикового расхода (по СП 30.13330.2020)

Мы не считаем суточный расход (он не важен), мы считаем расход в «час пик». Калькулятор использует нормативы расхода горячей воды (q₀) для каждого прибора:

• Раковина: 6 л/мин (0.1 л/с)
• Душ: 9 л/мин (0.15 л/с)
• Ванна: 12 л/мин (0.2 л/с)

Расходпик (л/мин) = (Nраковин · 6) + (Nдушей · 9) + (Nванн · 12)

Объемпик (л) = Расходпик · 10 мин · k

Где k — коэффициент одновременности. Калькулятор применяет упрощенный коэффициент (0.7-1.0) в зависимости от числа точек, чтобы не получить бойлер на 1000 литров, если у вас 5 душей, которые никогда не включаются сразу.

Шаг 2. Расчет тепловой энергии (Q)

Чтобы нагреть тело, ему нужно передать энергию. Формула:

Q (Дж) = V · ρ · c · (Tнагр - Tхол)

В инженерных расчетах ее упрощают до кВт*ч (киловатт-часов):

Q (кВт*ч) = [ V (л) · (Tнагр - Tхол) · 1.163 ] / 1000

• V — Объем бойлера в литрах.
• (Tнагр - Tхол) — Наша дельта T, (например, 60°C — 10°C = 50°C).
• 1.163 — «Магическая» константа, это теплоемкость воды в Вт·ч/(кг·K).

Шаг 3. Расчет Времени (t) и Мощности (P)

Мощность — это скорость совершения работы (скорость передачи энергии). Они связаны простой формулой:

Время (ч) = Энергия (кВт*ч) / Мощность (кВт)

Мощность (кВт) = Энергия (кВт*ч) / Время (ч)

Калькулятор просто использует эти две формулы в Разделах 2 и 3, переводя часы в минуты для вашего удобства.

Приоритет ГВС — «Святой Грааль» комфорта

Это самая важная функция современной котельной. Приоритет ГВС — это когда ваш котел (по команде датчика в бойлере) полностью прекращает отапливать дом и всю свою мощность (например, 24 кВт) направляет только на нагрев бойлера.

Это делается с помощью трехходового клапана. Как только бойлер «остыл» (например, до 55°C), клапан переключается:

1. Отопление (радиаторы, теплый пол) отключается.
2. Вся горячая вода от котла (например, 80°C) идет в змеевик бойлера.
3. Бойлер быстро (за 20-30 минут) нагревается до 60°C.
4. Клапан переключается обратно, и котел снова работает на отопление.

Почему это хорошо: За 20-30 минут дом не успевает остыть, зато вы получаете горячую воду максимально быстро. Без приоритета котел будет пытаться греть и дом, и воду (разделив мощность), и нагрев бойлера растянется на 2-3 часа.

Советы по монтажу и выбору

1. Мощность змеевика ≥ Мощность котла? Нет!
   Это частая ошибка. Смотрите в паспорт бойлера! Бессмысленно покупать котел на 35 кВт, если змеевик в вашем бойлере может «принять» только 20 кВт. Избыток мощности котла будет уходить в «никуда» (котел будет тактовать). Подбирайте мощность котла под мощность змеевика (или наоборот).
2. Группа безопасности бойлера — ОБЯЗАТЕЛЬНА.
   Это не то же самое, что группа безопасности котла. Она ставится на входе холодной воды в бойлер и включает в себя: обратный клапан (не дает горячей воде уйти в холодную трубу) и предохранительный клапан (обычно на 6-8 бар). Без него при нагреве бойлер (который расширяется) может взорваться.
3. Ставьте расширительный бак для ГВС.
   Это маленький бак (обычно синего или белого цвета) на 8-20 литров. Он ставится на входе холодной воды. Он нужен, чтобы при нагреве излишки воды (0.5-2 литра) уходили в него, а не капали из предохранительного клапана. Это экономит воду и продлевает жизнь клапану.
4. Рециркуляция — это комфорт.
   Это линия, по которой горячая вода постоянно циркулирует от бойлера до дальнего крана и обратно. Это гарантирует, что горячая вода пойдет мгновенно, как только вы откроете кран. Без нее вам придется ждать 30-60 секунд, сливая остывшую воду.

FAQ (Часто задаваемые вопросы)

Q: Калькулятор советует 200л. Может, хватит 100л?
A: 100л хватит для одного душа или экономичного проживания 2 человек. Но если кто-то примет ванну (150 л), то второму человеку воды уже не хватит. 200л — это «золотой стандарт» для семьи 3-5 человек, который покрывает 99% пиковых нагрузок.

Q: Что такое «Легионелла» и почему нужно греть до 60°C?
A: Legionella — это опасная бактерия, которая вызывает тяжелую пневмонию («болезнь легионеров»). Она идеально размножается в теплой, стоячей воде при температуре от 30°C до 45°C (т.е. в вашем бойлере, если он выставлен на «комфортные» 42°C). При 60°C и выше бактерия гарантированно погибает. НИКОГДА не выставляйте бойлер ниже 55-60°C из соображений экономии.

Q: Что такое рециркуляция ГВС?
A: Это третья труба у бойлера. От нее по всему дому идет кольцо, которое возвращается в бойлер. По этому кольцу маленький насос постоянно гоняет горячую воду. Это нужно, чтобы у вас из самого дальнего крана горячая вода шла мгновенно, а не через 30 секунд. Это повышает комфорт, но немного увеличивает теплопотери бойлера.

Q: Мой котел всего 15 кВт, а калькулятор говорит, что нужно 25 кВт. Что делать?
A: У вас два пути. 1) Смириться, что ваш 15 кВт котел будет греть бойлер не 45 минут, а (по Разделу 2) ~75 минут. 2) Взять бойлер большего объема (например, 300л), чтобы «пережить» пик на запасе, пока котел его медленно греет.

Q: Зачем в бойлере место под ТЭН?

A: Это резервный нагреватель. Он нужен в двух случаях: 1) На лето, чтобы полностью выключить газовый котел и греть воду электричеством. 2) На случай поломки котла зимой. Это очень полезная опция.

Интересные факты о горячей воде

1. Феномен «Бак в баке»: Существуют премиальные бойлеры (например, ACV) по технологии «бак в баке». У них нет змеевика. Вместо этого сам бак с горячей водой «плавает» внутри внешнего бака, в котором циркулирует теплоноситель от котла. За счет огромной площади теплообмена такой бойлер на 150л может иметь мощность 40-50 кВт и греться за 15-20 минут.
2. Экономия на воде, не на тепле: Линия рециркуляции (см. FAQ) не экономит энергию (наоборот, она немного ее тратит), но она экономит воду. Семья из 4 человек без рециркуляции сливает в канализацию «впустую» до 10 000 — 15 000 литров чистой воды в год, ожидая, пока она станет горячей.
3. Скрытый потребитель: Посудомоечная и стиральная машины в 90% случаев греют воду сами, своим ТЭНом. Они подключаются к ХОЛОДНОЙ воде. Поэтому их можно не учитывать в расчете пиковой нагрузки на бойлер.
4. «Телохранитель» вашего бойлера: Магниевый анод Внутри каждого стального эмалированного бойлера (а это 90% всех БКН) находится длинный металлический стержень — магниевый (или алюминиевый) анод. Вода и кислород неизбежно вызывают коррозию (ржавчину). Так как магний является более активным металлом, чем сталь бака, он «жертвует» собой: коррозия съедает его, а не стенки бойлера. Этот анод нужно менять каждые 1-3 года. Если этого не сделать, бак «съест» коррозией за 5-7 лет.
5. Секрет безопасности и экономии: Термостатический смеситель Греть воду до 60°C (для борьбы с легионеллой) — обязательно, но подавать 60°C в кран — опасно (можно получить ожог за 3 секунды). Решение — термостатический смесительный клапан. Он ставится на выходе из бойлера, подмешивает холодную воду и подает в краны «безопасные» 40-45°C. Это не только безопасно, но и увеличивает запас горячей воды: ваш бойлер на 200л (60°C) по ощущениям превращается в 300л (40°C).
6. «Убийца» эффективности: Накипь Всего 1 мм известковой накипи (карбоната кальция) на змеевике бойлера снижает эффективность теплопередачи примерно на 10%. Слой накипи в 5-6 мм (что не редкость для «жесткой» воды за пару лет) может увеличить время нагрева бойлера на 40-60%. Вода в бойлере будет греться часами, а котел — работать впустую, пытаясь «пробить» теплом эту «шубу» на змеевике.
7. Физика на службе комфорта: Стратификация (расслоение) Современные бойлеры специально сконструированы так, чтобы холодная вода из водопровода подавалась в самый низ бака, а горячая забиралась сверху. Благодаря этому вода в баке не перемешивается. Это позволяет получить первую порцию горячей воды (сверху) намного раньше, чем прогреется весь объем, и обеспечивает более стабильную температуру на выходе.

Заключение

Не экономьте на объеме бойлера. Это «батарейка» вашего комфорта. Маленький бойлер, который котел вынужден греть каждые 30 минут, — это дискомфорт, частое «тактование» котла и повышенный износ трехходового клапана.

Используйте этот калькулятор, чтобы найти баланс трех величин: комфортный Объем (чтобы воды хватало), комфортное Время нагрева (чтобы не ждать) и адекватную Мощность (чтобы котел справлялся). Золотая середина для дома на 4 человек — это 200 л, время нагрева 40-60 мин и мощность змеевика/котла 24-30 кВт.

Список нормативных документов

• СП 30.13330.2020 «Внутренний водопровод и канализация зданий» (Актуализированная редакция СНиП 2.04.01-85*) (Главный документ. Регламентирует нормы расхода горячей воды (л/с) на один прибор, которые легли в основу Раздела 1 калькулятора).
• СанПиН 2.1.3684-21 «Санитарно-эпидемиологические требования к…» (Устанавливает требования к температуре горячей воды в точках водоразбора (не ниже 60°C) для предотвращения размножения бактерий Legionella).
• СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» (Регламентирует обвязку котельного оборудования и правила подключения потребителей, включая контур ГВС).

Список литературы

• «Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства» (под ред. И. Г. Староверова) (Классическое пособие с подробными формулами расчета ГВС, включая коэффициенты одновременности и расчет пиковых нагрузок).
• «Теплоснабжение» (А.А. Ионин, Б.М. Хлыбов и др.) (ВУЗовский учебник, подробно описывающий физику теплопередачи в теплообменниках, включая змеевики бойлеров).
• Техническая документация производителей бойлеров (Buderus, Vaillant, Stout, ACV, Baxi) (Самый важный практический источник. Содержит точные данные о мощности змеевиков (Вт) при разных температурах теплоносителя и времени нагрева).

Официальный дисклеймер: Данный калькулятор предоставляет оценочные данные для предварительного подбора оборудования. Расчет пиковой нагрузки по СП 30.13330 упрощен и не учитывает все вероятностные коэффициенты. Для точного подбора бойлера и котла обратитесь к лицензированной проектной организации.