Sådan beregnes effekten af ​​en gasvarmekedel: formler og beregningseksempel

Før du designer et varmesystem, installerer varmeudstyr, er det vigtigt at vælge en gaskedel, der kan generere den nødvendige mængde varme til rummet. Derfor er det vigtigt at vælge en enhed med en sådan kraft, at dens ydeevne er så høj som muligt, og ressourcen er stor.

Vi vil tale om, hvordan man beregner effekten af ​​en gaskedel med høj nøjagtighed og under hensyntagen til bestemte parametre. I den artikel, vi præsenterede, er alle typer varmetab gennem åbninger og bygningskonstruktioner beskrevet detaljeret, der er formler til beregning heraf. Et specifikt eksempel introducerer funktionerne i produktionen af ​​beregninger.

Typiske fejl, når du vælger en kedel

Den korrekte beregning af gaskedelens effekt sparer ikke kun forbrugsstoffer, men øger også enhedens effektivitet. Udstyr, hvis varmeoverførsel overstiger det faktiske varmebehov, fungerer ikke effektivt, når det som en utilstrækkelig kraftig enhed ikke kan varme rummet korrekt.

Der er moderne automatiseret udstyr, der uafhængigt regulerer gasforsyningen, hvilket eliminerer urimelige udgifter. Men hvis en sådan kedel gør sit arbejde til det yderste, reduceres dens levetid.

Som et resultat falder udstyrets effektivitet, dele slides hurtigere og kondensationsformer. Derfor bliver det nødvendigt at beregne den optimale effekt.

Der er en opfattelse af, at kedlens effekt udelukkende afhænger af rumets overfladeareal, og for ethvert hjem vil beregningen af ​​100 W per 1 kvm være optimal. For at vælge kapaciteten på kedlen, for eksempel for et hus på 100 kvadratmeter. m, har du brug for udstyr, der genererer 100 * 10 = 10.000 watt eller 10 kW.

Sådanne beregninger er grundlæggende forkerte i forbindelse med udseendet af nye efterbehandlingsmaterialer, forbedret isolering, som reducerer behovet for at købe udstyr med høj effekt.

Kedelens kraft vælges under hensyntagen til husets individuelle egenskaber. Korrekt valgt udstyr fungerer så effektivt som muligt med minimalt brændstofforbrug

Udfør effektberegning gaskedel Der er to måder at opvarme - manuelt eller ved hjælp af det specielle Valtec-program, der er designet til professionelle beregninger med høj præcision.

Udstyrets nødvendige strøm afhænger direkte af varmetabet i rummet. Når du har lært hastigheden af ​​varmetab, kan du beregne effekten af ​​en gaskedel eller enhver anden opvarmningsanordning.

Hvad er rumvarmetab?

Ethvert rum har visse varmetab. Varme efterlader vægge, vinduer, gulve, døre og lofter, så en gaskedel har til opgave at kompensere for mængden af ​​varme, der frigøres, og at give en bestemt temperatur i rummet. Dette kræver en vis termisk effekt.

Det er eksperimentelt konstateret, at den største mængde varme forlader gennem væggene (op til 70%). Op til 30% af termisk energi kan gå ud gennem tag og vinduer og op til 40% gennem ventilationssystemet. Det mindste varmetab ved døren (op til 6%) og gulvet (op til 15%)

Følgende faktorer påvirker et hus varmetab.

• Placeringen af ​​huset. Hver by har sine egne klimatiske træk. Ved beregning af varmetab er det nødvendigt at tage hensyn til regionens kritiske negative temperaturkarakteristik samt den gennemsnitlige temperatur og varighed af opvarmningssæsonen (til nøjagtige beregninger ved hjælp af programmet).
• Placeringen af ​​væggene i forhold til kardinalpunkterne. Det er kendt, at en vindrose er placeret på nordsiden, så varmetabet på muren i dette område vil være størst. Om vinteren blæser en kold vind med stor kraft fra den vestlige, nordlige og østlige side, så varmetabet på disse vægge vil være højere.
• Området med det opvarmede rum. Mængden af ​​spildvarme afhænger af rumets størrelse, området med vægge, lofter, vinduer, døre.
• Varmeteknik af bygningskonstruktioner. Ethvert materiale har sin egen koefficient for termisk modstand og varmeoverførselskoefficient - evnen til at passere gennem en bestemt mængde varme.For at finde ud af det, skal du bruge tabeldata samt anvende visse formler. Oplysninger om sammensætningen af ​​vægge, lofter, gulve og deres tykkelse kan findes i den tekniske plan for boliger.
• Vindue og døråbninger. Størrelse, ændring af døren og dobbeltvinduer. Jo større areal med vindue og døråbninger er, jo højere er varmetabet. Det er vigtigt at overveje egenskaberne ved installerede døre og dobbeltvinduer i beregningerne.
• Ventilationsregnskab. Ventilation findes altid i huset, uanset tilstedeværelsen af ​​kunstige hætter. Gennem de åbne vinduer er rummet ventileret, der skabes luftbevægelse, når indgangsdørene lukkes og åbnes, folk bevæger sig fra rum til rum, hvilket bidrager til afgang af varm luft fra rummet, dets cirkulation.

Når du kender ovenstående parametre, kan du ikke kun beregne varmetab derhjemme og bestem kraftens kedel, men også til at identificere steder, der har behov for yderligere isolering.

Formler til beregning af varmetab

Disse formler kan bruges til at beregne varmetabet ikke kun i et privat hus, men også i en lejlighed. Inden beregningerne startes, er det nødvendigt at skildre plantegningen, markere placeringen af ​​væggene i forhold til kardinalpunkterne, udpege vinduer, døråbninger og også beregne dimensionerne på hver væg, vindue og døråbninger.

For at bestemme varmetabet er det nødvendigt at kende væggens struktur såvel som tykkelsen på de anvendte materialer. Beregningerne tager højde for murværk og isolering

Ved beregning af varmetab bruges to formler - ved hjælp af den første bestemmes bygningskonvolutets varmemodstandsværdi, og den anden bruges til varmetab.

Brug udtrykket til at bestemme varmemodstanden:

R = B / K

her:

• R - værdien af ​​termiske modstand for bygningskonvolutter, målt i (m²* K) / W.
• K - koefficienten for varmeledningsevne for det materiale, som den lukkede struktur er lavet af, måles i W / (m * K).
• den - tykkelsen på det materiale, der er registreret i meter.

Koefficienten for varmeledningsevne K er en tabelformet parameter, tykkelsen B er hentet fra husets tekniske plan.

Koefficienten for varmeledningsevne er en tabelværdi, det afhænger af materialets densitet og sammensætning, det kan afvige fra tabellen, så det er vigtigt at gøre dig bekendt med den tekniske dokumentation for materialet (+)

Den grundlæggende formel til beregning af varmetab bruges også:

Q = L × S × dT / R

I udtrykket:

• Q - varmetab, målt i watt.
• S - Område med vægge (vægge, gulve, lofter).
• dT - forskellen mellem den ønskede temperatur inden for og udendørs, målt og registreret i C.
• R - værdien af ​​strukturens termiske modstand, m²• C / W, som findes ved formlen ovenfor.
• L - koefficient afhængigt af væggenes orientering i forhold til kardinalpunkterne.

Når du har de nødvendige oplysninger til rådighed, kan du manuelt beregne et bygnings varmetab.

Eksempel på beregning af varmetab

Som et eksempel beregner vi varmetabet i et hus med specificerede egenskaber.

Figuren viser en husplan, som vi vil beregne varmetab for. Når man udarbejder en individuel plan, er det vigtigt at bestemme væggernes orientering i forhold til kardinalpunkterne korrekt, beregne konstruktionens højde, bredde og længde samt notere placeringen af ​​vindue- og døråbninger, deres størrelser (+)

Baseret på planen er strukturens bredde 10 m, længden 12 m, loftshøjden 2,7 m, væggene er orienteret mod nord, syd, øst og vest. Tre vinduer er indbygget i den vestlige væg, to af dem har dimensioner 1,5x1,7 m, et - 0,6x0,3 m.

Ved beregning af taget tages der hensyn til isolationslaget, efterbehandlingen og tagmaterialet. Der tages ikke højde for damp- og vandisoleringsfilm, der ikke påvirker termisk isolering

Døre med dimensioner på 1,3 × 2 m er integreret i den sydlige væg, der er også et lille vindue 0,5 × 0,3 m. På den østlige side er der to vinduer 2,1 × 1,5 m og et 1,5 × 1,7 m.

Vægge består af tre lag:

• foringen af ​​væggene i fiberplade (isoplit) udvendigt og indvendigt - 1,2 cm hver, koefficienten er 0,05.
• glasuld placeret mellem væggene, dens tykkelse er 10 cm og koefficienten er 0,043.

Den termiske modstand for hver væg beregnes separat, fordi tager højde for placeringen af ​​strukturen i forhold til kardinalpunkterne, antallet og området med åbninger. Vægberegningsresultater opsummeres.

Gulvet er flerlag, over hele området er fremstillet i henhold til en teknologi, inkluderer:

• skærepladen er rillet, dens tykkelse er 3,2 cm, koefficienten for varmeledningsevne er 0,15.
• 10 cm tykt spånplade tørt nivelleringslag med en koefficient på 0,15.
• isolering - mineraluld 5 cm tyk, koefficient 0,039.

Antag, at gulvet ikke har luger, der forværrer varmeteknik. Derfor foretages beregningen for arealet af alle værelser efter en enkelt formel.

Lofterne er lavet af:

• 4 cm træskærme med en koefficient på 0,15.
• mineraluld 15 cm, dens koefficient er 0,039.
• damp, vandisoleringslag.

Antag, at loftet heller ikke har adgang til loftet over et bolig- eller bryggers.

Huset ligger i Bryansk-regionen i Bryansk, hvor den kritiske negative temperatur er -26 grader. Det er eksperimentelt konstateret, at jordens temperatur er +8 grader. Ønsket stuetemperatur + 22 grader.

Beregning af varmetab på væggen

For at finde den samlede termiske modstand for en væg er det først nødvendigt at beregne den termiske modstand for hvert af dens lag.

Glasuldlaget har en tykkelse på 10 cm. Denne værdi skal konverteres til meter, det vil sige:

B = 10 × 0,01 = 0,1

Modtog en værdi på B = 0,1. Koefficienten for termisk ledningsevne for termisk isolering er 0,043. Indsæt dataene i formlen for termisk modstand og få:

R_glas=0.1/0.043=2.32

Ved et lignende eksempel beregner vi isoplitens varme modstand:

R_Izoplit=0.012/0.05=0.24

Væggenes samlede termiske modstand vil være lig summen af ​​hvert lags termiske modstand, da vi har to fiberplader.

R = R_glas+ 2 × R_Izoplit=2.32+2×0.24=2.8

Ved at bestemme væggens totale termiske modstand kan man finde varmetabet. For hver væg beregnes de separat. Beregn Q for nordvæggen.

Yderligere koefficienter gør det muligt i beregningerne at tage hensyn til varmetabet på vægge placeret i forskellige dele af verden

Baseret på planen har den nordlige væg ikke vindueåbninger, dens længde er 10 m, dens højde er 2,7 m. Derefter beregnes vægområdet S ved hjælp af formlen:

S_nordvæg=10×2.7=27

Vi beregner parameteren dT. Det er kendt, at den kritiske omgivelsestemperatur for Bryansk er -26 grader, og den ønskede stuetemperatur er +22 grader. derefter

dT = 22 - (- 26) = 48

På nordsiden tages en yderligere koefficient L = 1,1 med i betragtning.

Tabellen viser varmeledningsevne koefficienter for nogle materialer, der bruges til konstruktion af vægge. Som du kan se, passerer mineraluld den mindste mængde varme gennem sig selv, armeret beton - det maksimale

Når du har foretaget foreløbige beregninger, kan du bruge formlen til beregning af varmetab:

Q_nordvægge= 27 × 48 × 1,1 / 2,8 = 509 (W)

Vi beregner varmetabet for den vestlige væg. Baseret på dataene er der indbygget 3 vinduer i dem, to af dem har dimensioner 1,5x1,7 m og et - 0,6x0,3 m. Vi beregner arealet.

S_vestvæg1=12×2.7=32.4.

Fra det samlede område af den vestlige væg er det nødvendigt at udelukke vinduernes område, fordi deres varmetab vil være anderledes. For at gøre dette skal du beregne området.

S_okn1=1.5×1.7=2.55

S_okn2=0.6×0.4=0.24

Ved beregning af varmetab bruger vi vægområdet uden at tage højde for vinduerne, dvs.

S_vestvæg=32.4-2.55×2-0.24=25.6

For den vestlige side er den trinvise koefficient 1,05. Udskift de opnåede data i hovedformlen til beregning af varmetab.

Q_vestvæg=25.6×1.05×48/2.8=461.

Vi foretager lignende beregninger for østsiden. Der er 3 vinduer her, den ene har dimensioner 1,5x1,7 m, den anden to - 2,1x1,5 m. Vi beregner deres areal.

S_okn3=1.5×1.7=2.55

S_okn4=2.1×1.5=3.15

Området med den østlige mur er:

S_østvæg1=12×2.7=32.4

Fra det samlede vægareal trækker vi værdierne for vinduesområdet:

S_østvæg=32.4-2.55-2×3.15=23.55

Den ekstra koefficient for østvæggen er -1,05. Baseret på dataene beregner vi varmetabet på den østlige væg.

Q_østvæg=1.05×23.55×48/2.8=424

På den sydlige væg er der en dør med parametre 1,3x2 m og et vindue 0,5x0,3 m. Vi beregner deres areal.

S_okn5=0.5×0.3=0.15

S_døren=1.3×2=2.6

Området med den sydlige mur vil være lig med:

S_sydvæg1=10×2.7=27

Vi bestemmer murens areal eksklusive vinduer og døre.

S_sydvægge=27-2.6-0.15=24.25

Vi beregner varmetabet på sydvæggen under hensyntagen til koefficienten L = 1.

Q_sydvægge=1×24.25×48/2.80=416

Når du har bestemt varmetabet på hver væg, kan du finde deres totale varmetab ved hjælp af formlen:

Q_væggene= Q_sydvægge+ Q_østvæg+ Q_vestvæg+ Q_nordvægge

Ved at udskifte værdierne får vi:

Q_væggene= 509 + 461 + 424 + 416 = 1810 W

Som et resultat udgjorde varmetabet på væggene 1810 watt i timen.

Beregning af varmetab i vinduer

Der er 7 vinduer i huset, tre af dem har dimensioner 1,5 × 1,7 m, to - 2,1 × 1,5 m, en - 0,6 × 0,3 m og en mere - 0,5 × 0,3 m.

Vinduer med dimensioner på 1,5 × 1,7 m er en to-kammer PVC-profil med I-glas. Fra den tekniske dokumentation kan du finde ud af, at dens R = 0,53. Vinduer med dimensioner på 2,1 × 1,5 m er to-kammer med argon og I-glas, de har termisk modstand R = 0,75, vinduer 0,6x0,3 m og 0,5 × 0,3 - R = 0,53.

Arealet af vinduerne blev beregnet ovenfor.

S_okn1=1.5×1.7=2.55

S_okn2=0.6×0.4=0.24

S_okn3=2.1×1.5=3.15

S_okn4=0.5×0.3=0.15

Det er også vigtigt at overveje vinduernes orientering i forhold til kardinalpunkterne.

Typisk behøver den termiske modstand for vinduer ikke at blive beregnet, denne parameter er angivet i den tekniske dokumentation for produktet

Vi beregner varmetabet i de vestlige vinduer under hensyntagen til koefficienten L = 1,05. På siden er 2 vinduer med dimensioner på 1,5 × 1,7 m og et med 0,6 × 0,3 m.

Q_okn1=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_okn2=0.24×1.05×48/0.53=23

De samlede samlede tab af de vestlige vinduer er

Q_undervindue=243×2+23=509

I sydsiden er et vindue 0,5 × 0,3, dets R = 0,53. Vi beregner dets varmetab under hensyntagen til koefficienten 1.

Q_{syd vindue}=0.15*48×1/0.53=14

På den østlige side er der 2 vinduer med mål 2,1 × 1,5 og et vindue 1,5 × 1,7. Vi beregner varmetabet under hensyntagen til koefficienten L = 1,05.

Q_okn1=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_okn3=3.15×1.05×48/075=212

Vi opsummerer varmetabet i de østlige vinduer.

Q_{øst vindue}=243+212×2=667.

Det samlede varmetab i vinduerne vil være lig med:

Q_vindue= Q_{øst vindue}+ Q_{syd vindue}+ Q_undervindue=667+14+509=1190

I alt gennem vinduerne kommer 1190 watt termisk energi.

Bestemmelse af varmetab i døren

Huset har en dør, det er indbygget i sydvæggen, har dimensioner på 1,3 × 2 m. Baseret på pasdataene er dørmaterialets termiske ledningsevne 0,14, dens tykkelse er 0,05 m. Takket være disse indikatorer kan du beregne dørens termiske modstand.

R_døren=0.05/0.14=0.36

For beregninger skal du beregne dets areal.

S_døren=1.3×2=2.6

Efter beregning af termisk modstand og område kan du finde varmetabet. Døren er placeret på sydsiden, så vi bruger en ekstra faktor på 1.

Q_døren=2.6×48×1/0.36=347.

I alt kommer 347 watt varme ud gennem døren.

Beregning af gulvets termiske modstand

I henhold til teknisk dokumentation er gulvet flerlag, det er lavet i hele området, har dimensioner på 10x12 m. Vi beregner dets areal.

S_køn=10×12=210.

Gulvets sammensætning inkluderer plader, spånplader og isolering.

Fra tabellen kan du finde varmeledningsevne koefficienter for nogle materialer, der bruges til at dække gulvet. Denne parameter kan også specificeres i den tekniske dokumentation for materialer og kan afvige fra tabellen

Termisk modstand skal beregnes for hvert gulvlag separat.

R_brædder=0.032/0.15=0.21

R_Spånplade=0.01/0.15= 0.07

R_{vil isolere}=0.05/0.039=1.28

Gulvets samlede varmemodstand er:

R_køn= R_brædder+ R_Spånplade+ R_{vil isolere}=0.21+0.07+1.28=1.56

I betragtning af at vinteren holdes jordens temperatur på +8 grader, vil temperaturforskellen være lig med:

dT = 22-8 = 14

Ved hjælp af foreløbige beregninger kan du finde varmetabet derhjemme gennem gulvet.

Ved beregning tages der hensyn til varmetab for gulvmaterialer, der påvirker den varmeisolering (+)

Ved beregning af varmetabet på gulvet tager vi højde for koefficienten L = 1.

Q_køn=210×14×1/1.56=1885

Det samlede varmetab på gulvet er 1885 watt.

Beregning af varmetab gennem loftet

Ved beregning af varmetabet i loftet tages et lag mineraluld og træpaneler med i betragtning. Damp- og vandtætning deltager ikke i processen med varmeisolering, derfor tager vi ikke højde for det. Til beregninger er vi nødt til at finde den termiske modstand fra træplader og et lag mineraluld. Vi bruger deres varmeledningsevne koefficienter og tykkelse.

R_{landsbyskjold}=0.04/0.15=0.27

R_mineraluld=0.05/0.039=1.28

Den samlede varmemodstand vil være lig med summen af ​​R_{landsbyskjold} og R_mineraluld.

R_taget=0.27+1.28=1.55

Loftsområdet er det samme som gulvet.

S _loftet = 120

Dernæst beregnes loftets varmetab under hensyntagen til koefficienten L = 1.

Q_loftet=120×1×48/1.55=3717

Samlet gennem loftet går 3717 watt.

Tabellen viser de populære varmeapparater til lofter og deres koefficienter for varmeledningsevne. Polyurethanskum er den mest effektive isolering; halm har den højeste varmetabskoefficient.

For at bestemme det samlede varmetab derhjemme er det nødvendigt at tilføje varmetabet på vægge, vinduer, døre, loft og gulv.

Q_samfund= 1810 + 1190 + 347 + 1885 + 3717 = 8949 W

For at varme et hus med de specificerede parametre er der behov for en gaskedel, der understøtter en effekt på 8949 W eller ca. 10 kW.

Bestemmelse af varmetab under hensyntagen til infiltration

Infiltration er en naturlig proces med varmeudveksling mellem det ydre miljø, der opstår, når folk bevæger sig rundt i huset, når man åbner indgangsdøre, vinduer.

Til beregning af varmetab til ventilation du kan bruge formlen:

Q_inf= 0,33 × K × V × dT

I udtrykket:

• K - den beregnede hastighed for luftudveksling, for stuer bruger en koefficient på 0,3, for værelser med varme - 0,8, til et køkken og et badeværelse - 1.
• V - rumets rumfang, beregnet under hensyntagen til højden, længden og bredden.
• dT - temperaturforskel mellem miljøet og lejlighedsbygningen.

En lignende formel kan bruges, hvis der er installeret ventilation i rummet.

Hvis der er kunstig ventilation i huset, er det nødvendigt at bruge den samme formel som til infiltration, bare udskift udstødningsparametrene i stedet for K, og beregne dT under hensyntagen til temperaturen på den indkommende luft

Rumets højde er 2,7 m, bredde - 10 m, længde - 12 m. Når du kender disse data, kan du finde dens volumen.

V = 2,7 × 10 × 12 = 324

Temperaturdifferensen vil være lig med

dT = 48

Som koefficient K tager vi indikatoren 0,3. derefter

Q_inf=0.33×0.3×324×48=1540

Q skal føjes til det samlede Q_inf. I sidste ende

Q_samfund=1540+8949=10489.

I alt vil infiltration af varmetab derhjemme være 10489 watt eller 10,49 kW.

Beregning af kedeleffekt

Ved beregning af kedelkapaciteten er det nødvendigt at bruge en sikkerhedsfaktor på 1,2. Det vil sige, at kraften vil være lig med:

W = Q × k

her:

• Q - varmetab i bygningen.
• k - sikkerhedsfaktor.

I vores eksempel skal du erstatte Q = 9237 W og beregne den krævede kedeleffekt.

W = 10489 × 1,2 = 12587 W.

I betragtning af sikkerhedsfaktoren er den nødvendige kedelkapacitet til opvarmning af et hus 120 m² 13 kW.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Videoinstruktion: hvordan man beregner varmetab hjemme og kedeleffekt ved hjælp af Valtec-programmet.

Korrekt beregning af varmetab og effekt på en gaskedel ved hjælp af formler eller softwaremetoder giver dig mulighed for med høj nøjagtighed at bestemme de nødvendige parametre for udstyret, hvilket gør det muligt at udelukke urimelige brændstofomkostninger.

Skriv kommentarer i blokformularen nedenfor. Fortæl os om, hvordan varmetabet blev beregnet, før du køber varmeudstyr til dit eget sommerhus eller landsted. Stil spørgsmål, del oplysninger og fotos om emnet.