Kako izračunati snagu plinskog kotla za grijanje: formule i primjer izračuna

Prije dizajniranja sustava grijanja, instaliranja opreme za grijanje, važno je odabrati plinski kotao koji može stvoriti potrebnu količinu topline za sobu. Stoga je važno odabrati uređaj takve snage da su njegove performanse što veće, a resurs velik.

Razgovarat ćemo o tome kako izračunati snagu plinskog kotla s velikom točnošću i uzimajući u obzir određene parametre. U članku koji smo predstavili detaljno su opisane sve vrste gubitka topline kroz otvore i građevinske konstrukcije, date su formule za njihov izračun. Konkretnim primjerom uvode se značajke izrade proračuna.

Tipične pogreške pri odabiru kotla

Ispravan izračun snage plinskog kotla ne samo da će uštedjeti na potrošnom materijalu, već i povećati učinkovitost uređaja. Oprema čiji prijenos topline prelazi stvarnu potrebu za toplinom neće raditi učinkovito kad, kao nedovoljno moćan uređaj, ne može pravilno zagrijati prostor.

Postoji moderna automatizirana oprema koja neovisno regulira opskrbu plinom, što uklanja nerazumne troškove. Ali ako takav kotao obavlja svoj posao do krajnjih granica, tada mu se smanjuje život.

Kao rezultat toga, učinkovitost opreme opada, dijelovi se brže istroše i formira se kondenzacija. Stoga postaje potrebno izračunati optimalnu snagu.

Postoji mišljenje da snaga kotla ovisi isključivo o površini prostorije, a za bilo koji dom proračun od 100 W po 1 m² bit će optimalan. Stoga, kako biste odabrali kapacitet kotla, na primjer, 100 kvadratnih metara po kući m, trebat će vam oprema koja generira 100 * 10 = 10 000 vata ili 10 kW.

Takvi proračuni su u osnovi pogrešni u vezi s pojavom novih materijala za završnu obradu, poboljšane izolacije, koji smanjuju potrebu za kupnjom opreme velike snage.

Snaga plinskog kotla odabrana je uzimajući u obzir pojedinačne karakteristike kuće. Ispravno odabrana oprema će raditi što je moguće efikasnije uz minimalnu potrošnju goriva

Izvršite izračunavanje snage plinski kotao Postoje dva načina grijanja - ručno ili pomoću posebnog Valtec programa koji je dizajniran za profesionalne izračune visoke preciznosti.

Potrebna snaga opreme izravno ovisi o gubitku topline u sobi. Naučivši brzinu gubitka topline, možete izračunati snagu plinskog kotla ili bilo kojeg drugog grijaćeg uređaja.

Što je gubitak topline u sobi?

Svaka soba ima određene gubitke topline. Toplina ostavlja zidove, prozore, podove, vrata i stropove, pa je zadatak plinskog kotla nadoknaditi količinu topline koja se oslobađa i osigurati određenu temperaturu u sobi. Za to je potrebna određena toplinska snaga.

Eksperimentalno je utvrđeno da najveća količina topline prolazi kroz zidove (do 70%). Do 30% toplinske energije može izaći kroz krov i prozore, a do 40% kroz ventilacijski sustav. Najmanji gubitak topline na vratima (do 6%) i podu (do 15%)

Sljedeći čimbenici utječu na gubitak topline kuće.

• Lokacija kuće. Svaki grad ima svoje klimatske značajke. Pri proračunu gubitka topline potrebno je uzeti u obzir kritičnu negativnu temperaturu karakterističnu za regiju, kao i prosječnu temperaturu i trajanje sezone grijanja (za točne izračune pomoću programa).
• Položaj zidova u odnosu na kardinalne točke. Poznato je da se na sjevernoj strani nalazi ruža vjetra, pa će toplinski gubici zida koji se nalazi na ovom području biti najveći. Zimi puše hladan vjetar s velikom silom sa zapadne, sjeverne i istočne strane, tako da će toplinski gubici ovih zidova biti veći.
• Područje grijane prostorije. Količina otpadne topline ovisi o veličini prostorije, području zidova, stropova, prozora, vrata.
• Toplinska tehnika građevinskih konstrukcija. Bilo koji materijal ima svoj koeficijent toplinskog otpora i koeficijenta prijenosa topline - sposobnost prolaska kroz određenu količinu topline.Da biste to saznali, morate koristiti tablične podatke, kao i primijeniti određene formule. Informacije o sastavu zidova, stropova, poda, njihove debljine mogu se naći u tehničkom planu kućišta.
• Prozori i vrata. Veličina, modifikacija vrata i prozora sa dvostrukim staklima. Što je veća površina otvora na prozorima i vratima, to su veći gubici topline. Važno je u proračunu uzeti u obzir karakteristike ugrađenih vrata i prozora s dvostrukim staklima.
• Ventilacijsko računovodstvo, Ventilacija uvijek postoji u kući, bez obzira na prisutnost umjetnih kapuljača. Kroz otvorene prozore prostorija se prozračuje, stvara se kretanje zraka kada se ulazna vrata zatvore i otvore, ljudi se kreću iz sobe u sobu, što pridonosi odlasku toplog zraka iz sobe, njenoj cirkulaciji.

Znajući gore navedene parametre, ne možete samo izračunati gubitak topline kod kuće i odrediti snagu kotla, ali i identificirati mjesta koja trebaju dodatnu izolaciju.

Formule za proračun gubitka topline

Te se formule mogu koristiti za izračun gubitka topline ne samo privatne kuće, već i stana. Prije početka izračuna potrebno je prikazati tlocrt, označiti mjesto zidova u odnosu na kardinalne točke, odrediti prozore, vrata, a također izračunati dimenzije svakog zida, prozora i vrata.

Da biste odredili gubitak topline, potrebno je znati strukturu zida, kao i debljinu korištenih materijala. U proračunima se uzima u obzir zidanje i izolacija

Pri izračunavanju gubitka topline koriste se dvije formule - korištenjem prve utvrđuje se vrijednost toplinske otpornosti ovojnice zgrade, a druga se koristi za gubitak topline.

Da biste odredili otpornost na toplinu, upotrijebite izraz:

R = B / K

ovdje:

• R - vrijednost toplinske otpornosti ovojnica zgrade, izmjerena u (m²* K) / W.
• K - koeficijent toplinske vodljivosti materijala od kojeg je izrađena ogradna konstrukcija mjeri se u W / (m * K).
• - debljina materijala zabilježena u metrima.

Koeficijent toplinske vodljivosti K je tabelarni parametar, debljina B preuzeta je iz tehničkog plana kuće.

Koeficijent toplinske vodljivosti je tabelarna vrijednost, ovisi o gustoći i sastavu materijala, može se razlikovati od tablice, stoga je važno upoznati se s tehničkom dokumentacijom materijala (+)

Koristi se i osnovna formula za proračun gubitka topline:

Q = L × S × dT / R

U izrazu:

• P - gubitak topline, mjereno u vatima.
• S - područje zidanja (zidovi, podovi, stropovi).
• dT - razlika između željene temperature unutarnje i vanjske, izmjerena i zabilježena u C.
• R - vrijednost toplinske otpornosti konstrukcije, m²• C / W, što se može naći gornjom formulom.
• L - koeficijent ovisno o orijentaciji zidova u odnosu na kardinalne točke.

Imajući potrebne podatke pri ruci, možete ručno izračunati gubitak topline zgrade.

Primjer izračuna gubitka topline

Kao primjer izračunavamo gubitak topline kuće s određenim karakteristikama.

Na slici je prikazan plan kuće za koji ćemo izračunati gubitak topline. Prilikom izrade individualnog plana važno je pravilno odrediti orijentaciju zidova u odnosu na kardinalne točke, izračunati visinu, širinu i duljinu konstrukcije, kao i zabilježiti mjesto otvora prozora i vrata, njihove veličine (+)

Na temelju plana širina konstrukcije je 10 m, duljina 12 m, visina stropova 2,7 m, zidovi su orijentirani na sjever, jug, istok i zapad. U zapadni zid ugrađena su tri prozora, od kojih su dva dimenzija 1,5x1,7 m, a jedan - 0,6x0,3 m.

Pri proračunu krova uzimaju se u obzir sloj izolacije, završni i krovni materijal. Parni i hidroizolacijski filmovi koji ne utječu na toplinsku izolaciju ne uzimaju se u obzir

Vrata dimenzija 1,3 × 2 m integrirana su u južni zid, postoji i mali prozor 0,5 × 0,3 m. Na istočnoj su strani dva prozora 2,1 × 1,5 m i jedan 1,5 × 1,7 m.

Zidovi se sastoje od tri sloja:

• obloga zidova vlaknaste ploče (izoplit) izvana i iznutra je 1,2 cm svaki, koeficijent je 0,05.
• staklena vuna koja se nalazi između zidova, debljina joj je 10 cm, a koeficijent 0,043.

Toplinski otpor svakog zida izračunava se zasebno, jer uzima u obzir mjesto strukture u odnosu na kardinalne točke, broj i područje otvora. Rezultati izračunavanja zida sažeti su.

Pod je višeslojni, preko cijelog područja izrađen je po jednoj tehnologiji, uključuje:

• rezna ploča je brazdana, debljina joj je 3,2 cm, koeficijent toplinske vodljivosti 0,15.
• 10 cm suhi izravnavajući sloj od iverice s koeficijentom 0,15.
• izolacija - mineralna vuna debljine 5 cm, koeficijent 0,039.

Pretpostavimo da pod nema otvori koji pogoršavaju toplinsku tehniku. Stoga se izračunava za površinu svih prostorija prema jednoj formuli.

Stropovi su izrađeni od:

• Drveni štitnici od 4 cm s koeficijentom 0,15.
• mineralna vuna 15 cm, koeficijent mu je 0,039.
• para, hidroizolacijski sloj.

Pretpostavimo da strop također nema pristup potkrovlju iznad stambene ili pomoćne sobe.

Kuća se nalazi u regiji Bryansk, u gradu Bryansk, gdje je kritična negativna temperatura -26 stupnjeva. Eksperimentalno je utvrđeno da je temperatura zemlje +8 stupnjeva. Željena sobna temperatura + 22 stupnja.

Proračun gubitka topline zida

Da biste pronašli ukupni toplinski otpor zida, prvo je potrebno izračunati toplinski otpor svakog njegovog sloja.

Sloj staklene vune ima debljinu od 10 cm. Ova vrijednost mora se pretvoriti u metre, to jest:

B = 10 × 0,01 = 0,1

Primljena je vrijednost B = 0,1. Koeficijent toplinske vodljivosti toplinske izolacije iznosi 0,043. Zamijenite podatke u formuli toplinskog otpora i dobijete:

R_staklo=0.1/0.043=2.32

Na sličnom primjeru izračunavamo otpornost na toplinu izoplita:

R_Izoplit=0.012/0.05=0.24

Ukupni toplinski otpor zida bit će jednak zbroju toplinskog otpora svakog sloja, s obzirom na to da imamo dva sloja vlaknaste ploče.

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

Određivanjem ukupnog toplinskog otpora zida može se pronaći gubitak topline. Za svaki zid izračunavaju se zasebno. Izračunajte Q za sjeverni zid.

Dodatni koeficijenti omogućuju da se u proračunima uzmu u obzir gubici topline zidova koji se nalaze u različitim dijelovima svijeta

Na temelju plana, sjeverni zid nema prozorske otvore, dužina mu je 10 m, visina 2,7 m. Tada se površina zida S izračunava po formuli:

S_{sjeverni zid}=10×2.7=27

Izračunavamo parametar dT. Poznato je da je kritična temperatura okoliša za Brjansk -26 stupnjeva, a željena sobna temperatura +22 stupnja. tada

dT = 22 - (- 26) = 48

Za sjevernu stranu uzima se u obzir dodatni koeficijent L = 1,1.

Tablica prikazuje koeficijente toplinske vodljivosti nekih materijala koji se koriste u izgradnji zidova. Kao što vidite, mineralna vuna prolazi minimalnu količinu topline kroz sebe, armirani beton - maksimalnu

Nakon izrade preliminarnih izračuna, možete koristiti formulu za izračun gubitka topline:

P_{sjeverni zidovi}= 27 × 48 × 1,1 / 2,8 = 509 (W)

Izračunavamo gubitak topline za zapadni zid. Na temelju podataka ugrađena su 3 prozora, od kojih dva imaju dimenzije 1,5x1,7 m, a jedan - 0,6x0,3 m. Izračunavamo površinu.

S_{zapadni zid1}=12×2.7=32.4.

Iz ukupne površine zapadnog zida potrebno je izuzeti područje prozora, jer će njihov gubitak topline biti različit. Da biste to učinili, morate izračunati područje.

S_okn1=1.5×1.7=2.55

S_okn2=0.6×0.4=0.24

Za proračun gubitka topline koristit ćemo površinu zida ne vodeći računa o površini prozora, to jest:

S_{zapadni zid}=32.4-2.55×2-0.24=25.6

Za zapadnu stranu, koeficijent koraka je 1,05. Zamijenite dobivene podatke glavnom formulom za izračun gubitka topline.

P_{zapadni zid}=25.6×1.05×48/2.8=461.

Izrađujemo slične proračune za istočnu stranu. Ovdje su 3 prozora, jedan ima dimenzije 1,5x1,7 m, druga dva - 2,1x1,5 m. Izračunavamo njihovu površinu.

S_okn3=1.5×1.7=2.55

S_okn4=2.1×1.5=3.15

Područje istočnog zida je:

S_{istočni zid1}=12×2.7=32.4

Od ukupne površine zida oduzimamo vrijednosti površine prozora:

S_{istočni zid}=32.4-2.55-2×3.15=23.55

Dodatni koeficijent za istočni zid iznosi -1,05. Na temelju podataka izračunavamo gubitak topline istočnog zida.

P_{istočni zid}=1.05×23.55×48/2.8=424

Na južnom zidu nalaze se vrata s parametrima 1,3x2 m i prozor 0,5x0,3 m. Izračunavamo njihovu površinu.

S_okn5=0.5×0.3=0.15

S_vrata=1.3×2=2.6

Površina južnog zida bit će jednaka:

S_{južni zid1}=10×2.7=27

Određujemo područje zida isključujući prozore i vrata.

S_{južni zidovi}=27-2.6-0.15=24.25

Izračunavamo gubitak topline južne stijenke, uzimajući u obzir koeficijent L = 1.

P_{južni zidovi}=1×24.25×48/2.80=416

Određujući gubitak topline svakog zida, možete pronaći njihov ukupni gubitak topline po formuli:

P_zidovi= Q_{južni zidovi}+ Q_{istočni zid}+ Q_{zapadni zid}+ Q_{sjeverni zidovi}

Zamjenom vrijednosti, dobivamo:

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

Kao rezultat toga, gubitak topline zidova iznosio je 1810 vata na sat.

Proračun toplinskih gubitaka prozora

U kući je 7 prozora, od kojih su tri dimenzija 1,5 × 1,7 m, dva - 2,1 × 1,5 m, jedan - 0,6 × 0,3 m i još jedan - 0,5 × 0,3 m.

Prozori dimenzija 1,5 × 1,7 m su dvokomorni PVC profil sa I staklom. Iz tehničke dokumentacije možete saznati da je njegov R = 0,53. Prozori dimenzija 2,1 × 1,5 m dvokomorni su sa argonom i I-staklom, imaju toplinski otpor R = 0,75, prozori 0,6x0,3 m i 0,5 × 0,3 - R = 0,53.

Površina prozora izračunata je gore.

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

Također je važno uzeti u obzir orijentaciju prozora u odnosu na kardinalne točke.

Uobičajeno, toplinski otpor prozora nije potrebno izračunati, ovaj je parametar naveden u tehničkoj dokumentaciji proizvoda

Izračunavamo toplinski gubitak zapadnih prozora, uzimajući u obzir koeficijent L = 1,05. Sa strane su 2 prozora dimenzija 1,5 × 1,7 m i jedan s 0,6 × 0,3 m.

P_okn1=2.55×1.05×48/0.53=243

P_okn2=0.24×1.05×48/0.53=23

Ukupni ukupni gubici zapadnih prozora su

P_potprozor=243×2+23=509

Na južnoj strani je prozor 0,5 × 0,3, njegova R = 0,53. Izračunavamo njegov gubitak topline uzimajući u obzir koeficijent 1.

P_{južni prozor}=0.15*48×1/0.53=14

Na istočnoj strani nalaze se 2 prozora dimenzija 2,1 × 1,5 i jedan prozor 1,5 × 1,7. Izračunavamo gubitak topline uzimajući u obzir koeficijent L = 1,05.

P_okn1=2.55×1.05×48/0.53=243

P_okn3=3.15×1.05×48/075=212

Rezimiramo toplotni gubitak istočnih prozora.

P_{istočni prozor}=243+212×2=667.

Ukupni toplinski gubici prozora bit će jednaki:

P_prozor= Q_{istočni prozor}+ Q_{južni prozor}+ Q_potprozor=667+14+509=1190

Ukupno kroz prozore izlazi 1190 vata toplinske energije.

Određivanje gubitka topline na vratima

Kuća ima jedna vrata, ugrađena je u južni zid, dimenzija je 1,3 × 2 m. Na temelju podataka o putovnicama toplinska vodljivost materijala vrata je 0,14, debljina mu je 0,05 m. Zahvaljujući tim pokazateljima možete izračunati toplinski otpor vrata.

R_vrata=0.05/0.14=0.36

Za proračun, morate izračunati njegovu površinu.

S_vrata=1.3×2=2.6

Nakon izračuna toplinskog otpora i površine, možete pronaći gubitak topline. Vrata se nalaze na južnoj strani, pa koristimo dodatni faktor 1.

P_vrata=2.6×48×1/0.36=347.

Ukupno, 347 vata topline izlazi kroz vrata.

Proračun toplinske otpornosti poda

Prema tehničkoj dokumentaciji, pod je višeslojan, izrađen je jednako na cijelom području, ima dimenzije 10x12 m. Izračunavamo njegovu površinu.

S_rod=10×12=210.

Sastav poda uključuje ploče, iverice i izolaciju.

Iz tablice možete pronaći koeficijente toplinske vodljivosti nekih materijala koji se koriste za oblaganje poda. Ovaj se parametar može također odrediti u tehničkoj dokumentaciji materijala i može se razlikovati od tablice

Toplinski otpor mora se izračunati za svaki podni sloj zasebno.

R_ploče=0.032/0.15=0.21

R_iverica=0.01/0.15= 0.07

R_{će se izolirati}=0.05/0.039=1.28

Ukupna toplinska otpornost poda je:

R_rod= R_ploče+ R_iverica+ R_{će se izolirati}=0.21+0.07+1.28=1.56

S obzirom da se zimi temperatura zemlje održava na +8 stupnjeva, temperaturna razlika bit će jednaka:

dT = 22-8 = 14

Pomoću preliminarnih izračuna, gubitak topline možete pronaći kod kuće kroz pod.

Pri izračunavanju toplinskih gubitaka poda uzimaju se u obzir materijali koji utječu na toplinsku izolaciju (+)

Prilikom izračunavanja toplinskih gubitaka poda uzimamo u obzir koeficijent L = 1.

P_rod=210×14×1/1.56=1885

Ukupni gubitak topline poda je 1885 vata.

Proračun gubitka topline kroz strop

Pri izračunavanju toplinskih gubitaka stropa uzima se u obzir sloj mineralne vune i drvenih ploča. Parna i hidroizolacija ne sudjeluje u procesu toplinske izolacije, stoga ga ne uzimamo u obzir. Za proračun moramo pronaći toplinski otpor drvenih dasaka i sloj mineralne vune. Koristimo njihove koeficijente toplinske vodljivosti i debljinu.

R_{seoski štit}=0.04/0.15=0.27

R_{mineralna vuna}=0.05/0.039=1.28

Ukupni toplinski otpor bit će jednak zbroju R_{seoski štit} i R_{mineralna vuna}.

R_krov=0.27+1.28=1.55

Površina stropa jednaka je podu.

S _strop = 120

Dalje, izračun toplinskih gubitaka stropa, uzimajući u obzir koeficijent L = 1.

P_strop=120×1×48/1.55=3717

Ukupno kroz strop ide 3717 vata.

Tablica prikazuje popularne grijače za stropove i njihove koeficijente toplinske vodljivosti. Poliuretanska pjena je najučinkovitija izolacija, slama ima najveći koeficijent gubitka topline.

Da biste odredili ukupni gubitak topline kod kuće, potrebno je dodati gubitak topline zidova, prozora, vrata, stropa i poda.

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

Za grijanje kuće s navedenim parametrima potreban je plinski kotao koji podržava snagu od 8949 W ili oko 10 kW.

Određivanje gubitka topline uzimajući u obzir infiltraciju

Infiltracija je prirodni proces izmjene topline između vanjskog okruženja, koji se događa kada se ljudi kreću po kući, prilikom otvaranja ulaznih vrata, prozora.

Za proračun gubitka topline za ventilaciju možete koristiti formulu:

P_inf= 0,33 × K × V × dT

U izrazu:

• K - izračunata brzina izmjene zraka, za dnevne sobe koristi se koeficijent 0,3, za sobe s grijanjem - 0,8, za kuhinju i kupaonicu - 1.
• V - volumen prostorije, izračunato uzimajući u obzir visinu, duljinu i širinu.
• dT - temperaturna razlika između okoline i stambene zgrade.

Slična se formula može upotrijebiti ako je u sobi instalirana ventilacija.

Ako u kući postoji umjetna ventilacija, potrebno je koristiti istu formulu kao za infiltraciju, samo zamijenite parametre ispuha umjesto K i izračunajte dT uzimajući u obzir temperaturu dolaznog zraka

Visina sobe je 2,7 m, širina - 10 m, duljina - 12 m. Znajući ove podatke, možete pronaći njezin volumen.

V = 2,7 × 10 × 12 = 324

Temperaturna razlika bit će jednaka

dT = 48

Kao koeficijent K uzimamo pokazatelj 0,3. tada

P_inf=0.33×0.3×324×48=1540

Q treba dodati ukupnom Q_inf, Na kraju

P_društvo=1540+8949=10489.

Ukupno, uzimajući u obzir gubitak topline kod kuće, bit će 10489 vata ili 10,49 kW.

Proračun snage kotla

Prilikom izračunavanja kapaciteta kotla potrebno je upotrijebiti faktor sigurnosti 1,2. Odnosno, snaga će biti jednaka:

W = Q × k

ovdje:

• P - gubitak topline zgrade.
• k - faktor sigurnosti

U našem primjeru zamijenite Q = 9237 W i izračunajte potrebnu snagu kotla.

Š = 10489 × 1,2 = 12587 W.

S obzirom na faktor sigurnosti, potreban kapacitet kotla za grijanje kuće je 120 m² jednaka otprilike 13 kW.

Zaključci i korisni video na temu

Video uputa: kako izračunati gubitak topline u kući i kotlu pomoću Valtec programa.

Kompetentni proračun gubitka topline i snage plinskog kotla pomoću formula ili softverskih metoda omogućuje vam da s velikom točnošću odredite potrebne parametre opreme, što omogućuje isključenje nerazumnih troškova goriva.

Napišite komentare u blok obrazac ispod. Recite nam o tome kako je izračunan gubitak topline prije kupnje opreme za grijanje vlastite ljetne kuće ili seoske kuće. Postavljajte pitanja, dijelite informacije i fotografije o temi.