Hoe het vermogen van een gasverwarmingsketel te berekenen: formules en rekenvoorbeeld
Voordat u een verwarmingssysteem ontwerpt en verwarmingsapparatuur installeert, is het belangrijk om een gasketel te kiezen die de benodigde hoeveelheid warmte voor de kamer kan genereren. Daarom is het belangrijk om een apparaat met zo'n vermogen te kiezen dat de prestaties zo hoog mogelijk zijn en de bron groot is.
We zullen het hebben over het berekenen van het vermogen van een gasketel met een hoge nauwkeurigheid en rekening houdend met bepaalde parameters. In het artikel dat we presenteerden, worden alle soorten warmteverlies door openingen en bouwconstructies in detail beschreven, formules voor hun berekening worden gegeven. Een specifiek voorbeeld introduceert de kenmerken van de productie van berekeningen.
De inhoud van het artikel:
Typische fouten bij het kiezen van een ketel
De juiste berekening van het vermogen van de gasketel bespaart niet alleen op verbruiksartikelen, maar verhoogt ook de efficiëntie van het apparaat. Apparatuur waarvan de warmteoverdracht de werkelijke warmtevraag overschrijdt, zal niet efficiënt werken wanneer deze, als onvoldoende krachtig apparaat, de kamer niet goed kan verwarmen.
Er is moderne geautomatiseerde apparatuur die de gastoevoer onafhankelijk regelt, wat onredelijke kosten elimineert. Maar als zo'n ketel zijn werk tot het uiterste doet, wordt zijn levensduur verkort.
Als gevolg hiervan neemt de efficiëntie van de apparatuur af, slijten onderdelen sneller en vormt zich condens. Daarom wordt het noodzakelijk om het optimale vermogen te berekenen.
Er is een mening dat het vermogen van de ketel uitsluitend afhangt van de oppervlakte van de kamer, en voor elke woning zal de berekening van 100 W per 1 m² optimaal zijn. Daarom, om de capaciteit van de ketel te selecteren, bijvoorbeeld 100 vierkante meter per huis m, je hebt apparatuur nodig die 100 * 10 = 10.000 watt of 10 kW genereert.
Dergelijke berekeningen zijn fundamenteel onjuist in verband met het verschijnen van nieuwe afwerkingsmaterialen, verbeterde isolatie, waardoor de noodzaak om apparatuur met een hoog vermogen te kopen, wordt verminderd.
Voer vermogensberekening uit gasketel Er zijn twee manieren om te verwarmen: handmatig of met behulp van het speciale Valtec-programma, dat is ontworpen voor professionele berekeningen met hoge precisie.
Het benodigde vermogen van de apparatuur is direct afhankelijk van het warmteverlies van de kamer. Nadat u de snelheid van warmteverlies hebt geleerd, kunt u het vermogen van een gasboiler of een ander verwarmingsapparaat berekenen.
Wat is ruimteverlies?
Elke kamer heeft bepaalde warmteverliezen. Warmte verlaat muren, ramen, vloeren, deuren en plafonds, dus de taak van een gasketel is om de hoeveelheid warmte die vrijkomt te compenseren en een bepaalde temperatuur in de kamer te bieden. Dit vereist een zeker thermisch vermogen.
De volgende factoren zijn van invloed op het warmteverlies van een huis.
- De locatie van het huis. Elke stad heeft zijn eigen klimatologische kenmerken. Bij berekeningen van warmteverlies moet rekening worden gehouden met de kritische negatieve temperatuurkarakteristiek van de regio, evenals met de gemiddelde temperatuur en duur van het stookseizoen (voor nauwkeurige berekeningen met behulp van het programma).
- De locatie van de muren ten opzichte van de windstreken. Het is bekend dat er aan de noordzijde een windroos zit, waardoor het warmteverlies van de muur in dit gebied het grootst zal zijn. In de winter waait er met grote kracht een koude wind uit de westelijke, noordelijke en oostelijke zijde, waardoor het warmteverlies van deze muren hoger zal zijn.
- Het gebied van de verwarmde kamer. De hoeveelheid afvalwarmte is afhankelijk van de grootte van de kamer, de oppervlakte van muren, plafonds, ramen, deuren.
- Warmte-engineering van bouwconstructies. Elk materiaal heeft zijn eigen coëfficiënt van thermische weerstand en warmteoverdrachtscoëfficiënt - het vermogen om door een bepaalde hoeveelheid warmte te gaan.Om erachter te komen, moet u tabelgegevens gebruiken en bepaalde formules toepassen. Informatie over de samenstelling van muren, plafonds, vloeren, hun dikte is te vinden in het technische plan van woningen.
- Ramen en deuropeningen. Grootte, wijziging van de deur en dubbele beglazing. Hoe groter de oppervlakte van raam- en deuropeningen, hoe groter het warmteverlies. Het is belangrijk om bij de berekeningen rekening te houden met de kenmerken van geïnstalleerde deuren en dubbele beglazing.
- Ventilatie boekhouding. Ventilatie bestaat altijd in huis, ongeacht de aanwezigheid van kunstmatige afzuigkappen. Door de open ramen wordt de kamer geventileerd, ontstaat er luchtbeweging wanneer de toegangsdeuren worden gesloten en geopend, gaan mensen van kamer naar kamer, wat bijdraagt aan het vertrek van warme lucht uit de kamer, de circulatie ervan.
Als u de bovenstaande parameters kent, kunt u niet alleen berekenen warmteverlies thuis en bepaal het vermogen van de ketel, maar ook om plekken te identificeren die extra isolatie nodig hebben.
Formules voor het berekenen van warmteverlies
Deze formules kunnen worden gebruikt om niet alleen het warmteverlies van een privéwoning, maar ook van een appartement te berekenen. Voordat u met de berekeningen begint, moet u de plattegrond weergeven, de locatie van de muren ten opzichte van de windstreken markeren, ramen, deuropeningen aanwijzen en ook de afmetingen van elke muur, raam en deuropeningen berekenen.
Bij het berekenen van warmteverlies worden twee formules gebruikt - met behulp van de eerste wordt de hittebestendigheidswaarde van de gebouwschil bepaald en wordt de tweede gebruikt voor warmteverlies.
Gebruik de uitdrukking om de hittebestendigheid te bepalen:
R = B / K
Hier:
- R - de waarde van de thermische weerstand van bouwschillen, gemeten in (m2* K) / W.
- K - de warmtegeleidingscoëfficiënt van het materiaal waarvan de omhullende structuur is gemaakt, wordt gemeten in W / (m * K).
- In - de dikte van het materiaal gemeten in meters.
De warmtegeleidingscoëfficiënt K is een tabelparameter, de dikte B is afkomstig uit het technische plan van het huis.
De basisformule voor het berekenen van warmteverlies wordt ook gebruikt:
Q = L × S × dT / R
In de uitdrukking:
- Q - warmteverlies, gemeten in watt.
- S - oppervlakte van muren (muren, vloeren, plafonds).
- dT - het verschil tussen de gewenste temperatuur van binnen en buiten, gemeten en vastgelegd in C.
- R - waarde van thermische weerstand van de structuur, m2• C / W, wat wordt gevonden door de bovenstaande formule.
- L - coëfficiënt afhankelijk van de oriëntatie van de muren ten opzichte van de windstreken.
Met de nodige informatie bij de hand kun je handmatig het warmteverlies van een gebouw berekenen.
Rekenvoorbeeld warmteverlies
Als voorbeeld berekenen we het warmteverlies van een woning met gespecificeerde kenmerken.
Op basis van het plan is de breedte van de constructie 10 m, de lengte is 12 m, de hoogte van de plafonds is 2,7 m, de muren zijn gericht op het noorden, zuiden, oosten en westen. Drie ramen zijn ingebouwd in de westelijke muur, twee hebben afmetingen van 1,5 x 1,7 m, één - 0,6 x 0,3 m.
Deuren met afmetingen van 1,3 x 2 m zijn geïntegreerd in de zuidelijke muur, er is ook een klein raam van 0,5 x 0,3 m. Aan de oostkant zijn er twee ramen van 2,1 x 1,5 m en één van 1,5 x 1,7 m.
Muren bestaan uit drie lagen:
- de bekleding van de wanden van de vezelplaat (isopliet) buiten en binnen is elk 1,2 cm, de coëfficiënt is 0,05.
- glaswol tussen de muren, de dikte is 10 cm en de coëfficiënt is 0,043.
De thermische weerstand van elke muur wordt apart berekend, omdat houdt rekening met de locatie van de structuur ten opzichte van de windstreken, het aantal en het gebied van openingen. Resultaten van muurberekeningen zijn samengevat.
De vloer is meerlagig, over het hele gebied is gemaakt volgens één technologie, inclusief:
- de snijplank is gegroefd, de dikte is 3,2 cm, de warmtegeleidingscoëfficiënt is 0,15.
- 10 cm dikke spaanplaat droge egalisatielaag met een coëfficiënt van 0,15.
- isolatie - minerale wol 5 cm dik, coëfficiënt 0,039.
Stel dat de vloer geen luiken heeft die de warmtetechniek verslechteren. Daarom wordt de berekening gemaakt voor de oppervlakte van alle kamers volgens één formule.
De plafonds zijn gemaakt van:
- Houten schilden van 4 cm met een coëfficiënt van 0,15.
- minerale wol 15 cm, de coëfficiënt is 0,039.
- damp, waterdichte laag.
Stel dat het plafond ook geen toegang heeft tot de zolder boven een woon- of bijkeuken.
Het huis is gelegen in de regio Bryansk, in de stad Bryansk, waar de kritische negatieve temperatuur -26 graden is. Experimenteel is vastgesteld dat de temperatuur van de aarde +8 graden is. Gewenste kamertemperatuur + 22 graden.
Berekening van warmteverlies aan de muur
Om de totale thermische weerstand van een muur te vinden, moet eerst de thermische weerstand van elk van de lagen worden berekend.
De glaswollaag heeft een dikte van 10 cm, deze waarde moet worden omgezet in meters, dat wil zeggen:
B = 10 × 0,01 = 0,1
Kreeg een waarde van B = 0,1. De warmtegeleidingscoëfficiënt van thermische isolatie is 0,043. Vervang de gegevens in de formule voor thermische weerstand en krijg:
Rglas=0.1/0.043=2.32
Met een vergelijkbaar voorbeeld berekenen we de weerstand tegen hitte van isopliet:
Risopl=0.012/0.05=0.24
De totale thermische weerstand van de muur is gelijk aan de som van de thermische weerstand van elke laag, aangezien we twee vezelplaatlagen hebben.
R = Rglas+ 2 × Risopl=2.32+2×0.24=2.8
Door de totale thermische weerstand van de muur te bepalen, kan men het warmteverlies bepalen. Voor elke muur worden ze afzonderlijk berekend. Bereken Q voor de noordmuur.
Op basis van het plan heeft de noordelijke muur geen raamopeningen, de lengte is 10 m, de hoogte is 2,7 m. Vervolgens wordt het muurgebied S berekend met de formule:
Snoordelijke muur=10×2.7=27
We berekenen de parameter dT. Het is bekend dat de kritische omgevingstemperatuur voor Bryansk -26 graden is en de gewenste kamertemperatuur +22 graden is. Dan
dT = 22 - (- 26) = 48
Voor de noordzijde wordt rekening gehouden met een aanvullende coëfficiënt L = 1,1.
Na het maken van voorlopige berekeningen kunt u de formule gebruiken voor het berekenen van warmteverlies:
Qnoordelijke muren= 27 × 48 × 1,1 / 2,8 = 509 (W)
We berekenen het warmteverlies voor de westelijke muur. Op basis van de gegevens zijn er 3 vensters ingebouwd, waarvan er twee afmetingen 1.5x1.7 m hebben en een - 0.6x0.3 m. We berekenen het gebied.
Swest wall1=12×2.7=32.4.
Van de totale oppervlakte van de westelijke muur is het noodzakelijk om de oppervlakte van de ramen uit te sluiten, omdat hun warmteverlies anders zal zijn. Om dit te doen, moet u het gebied berekenen.
Svenster 1=1.5×1.7=2.55
Svenster 2=0.6×0.4=0.24
Voor berekeningen van warmteverlies gebruiken we het muuroppervlak zonder rekening te houden met het gebied van de ramen, dat wil zeggen:
Swestelijke muur=32.4-2.55×2-0.24=25.6
Voor de westkant is de incrementele coëfficiënt 1,05. Vervang de verkregen gegevens in de hoofdformule voor het berekenen van warmteverlies.
Qwestelijke muur=25.6×1.05×48/2.8=461.
Voor de oostzijde maken we vergelijkbare berekeningen. Er zijn hier 3 ramen, de ene heeft afmetingen van 1.5x1.7 m, de andere twee - 2.1x1.5 m. We berekenen hun oppervlakte.
Svenster 3=1.5×1.7=2.55
Svenster 4=2.1×1.5=3.15
De oppervlakte van de oostelijke muur is:
Soostelijke muur 1=12×2.7=32.4
Van de totale oppervlakte van de muur trekken we de waarden van de oppervlakte van de ramen af:
Soostelijke muur=32.4-2.55-2×3.15=23.55
De aanvullende coëfficiënt voor de oostelijke muur is -1,05. Op basis van de gegevens berekenen we het warmteverlies van de oostelijke muur.
Qoostelijke muur=1.05×23.55×48/2.8=424
Aan de zuidmuur is er een deur met parameters 1,3x2 m en een raam 0,5x0,3 m. We berekenen hun oppervlakte.
Svenster 5=0.5×0.3=0.15
Sde deur=1.3×2=2.6
De oppervlakte van de zuidelijke muur is gelijk aan:
Szuidelijke muur 1=10×2.7=27
We bepalen de oppervlakte van de muur exclusief ramen en deuren.
Szuidelijke muren=27-2.6-0.15=24.25
We berekenen het warmteverlies van de zuidmuur, rekening houdend met de coëfficiënt L = 1.
Qzuidelijke muren=1×24.25×48/2.80=416
Nadat u het warmteverlies van elke muur hebt bepaald, kunt u hun totale warmteverlies vinden aan de hand van de formule:
Qde muren= Qzuidelijke muren+ Voostelijke muur+ Vwestelijke muur+ Vnoordelijke muren
Als we de waarden vervangen, krijgen we:
Qde muren= 509 + 461 + 424 + 416 = 1810 W
Hierdoor bedroeg het warmteverlies van de wanden 1810 watt per uur.
Berekening van warmteverliezen van ramen
Er zijn 7 ramen in het huis, drie ervan hebben afmetingen van 1,5 x 1,7 m, twee - 2,1 x 1,5 m, één - 0,6 x 0,3 m en nog één - 0,5 x 0,3 m.
Ramen met afmetingen van 1,5 x 1,7 m is een tweekamer-PVC-profiel met I-glas. Uit de technische documentatie kun je zien dat het R = 0,53 is. Ramen met afmetingen van 2,1 x 1,5 m zijn tweekamer met argon en I-glas; ze hebben thermische weerstand R = 0,75, ramen 0,6 x 0,3 m en 0,5 x 0,3 - R = 0,53.
De oppervlakte van de ramen is hierboven berekend.
Svenster 1=1.5×1.7=2.55
Svenster 2=0.6×0.4=0.24
Svenster 3=2.1×1.5=3.15
Svenster 4=0.5×0.3=0.15
Het is ook belangrijk om de oriëntatie van de ramen ten opzichte van de windstreken te beschouwen.
We berekenen het warmteverlies van de westelijke ramen, rekening houdend met de coëfficiënt L = 1,05. Aan de zijkant bevinden zich 2 ramen met afmetingen van 1,5 x 1,7 m en één met 0,6 x 0,3 m.
Qvenster 1=2.55×1.05×48/0.53=243
Qvenster 2=0.24×1.05×48/0.53=23
Het totale totale verlies van de westelijke ramen is
Qsubvenster=243×2+23=509
Aan de zuidkant is een venster 0,5 × 0,3, de R = 0,53. We berekenen het warmteverlies met inachtneming van de coëfficiënt 1.
Qzuid raam=0.15*48×1/0.53=14
Aan de oostkant bevinden zich 2 ramen met afmetingen 2,1 × 1,5 en één raam 1,5 × 1,7. We berekenen het warmteverlies rekening houdend met de coëfficiënt L = 1,05.
Qvenster 1=2.55×1.05×48/0.53=243
Qvenster 3=3.15×1.05×48/075=212
We vatten het warmteverlies van de oostelijke ramen samen.
Qoosten raam=243+212×2=667.
Het totale warmteverlies van de ramen is gelijk aan:
Qramen= Qoosten raam+ Vzuid raam+ Vsubvenster=667+14+509=1190
Totaal door de ramen komt 1190 watt aan thermische energie.
Bepaling van het warmteverlies van de deur
Het huis heeft één deur, het is ingebouwd in de zuidelijke muur, heeft afmetingen van 1,3 × 2 m. Op basis van de paspoortgegevens is het warmtegeleidingsvermogen van het deurmateriaal 0,14, de dikte is 0,05 m. Dankzij deze indicatoren kunt u de thermische weerstand van de deur berekenen.
Rde deur=0.05/0.14=0.36
Voor berekeningen moet u het gebied berekenen.
Sde deur=1.3×2=2.6
Na het berekenen van de thermische weerstand en oppervlakte kun je het warmteverlies bepalen. De deur bevindt zich aan de zuidkant, dus we gebruiken een extra factor 1.
Qde deur=2.6×48×1/0.36=347.
In totaal komt er 347 watt aan warmte uit de deur.
Berekening van de thermische weerstand van de vloer
Volgens technische documentatie is de vloer meerlagig, is hij gelijkmatig door het hele gebied gemaakt, heeft hij afmetingen van 10x12 m. We berekenen de oppervlakte.
Sgeslacht=10×12=210.
De samenstelling van de vloer omvat planken, spaanplaat en isolatie.
De thermische weerstand moet voor elke vloerlaag afzonderlijk worden berekend.
Rborden=0.032/0.15=0.21
Rspaanplaat=0.01/0.15= 0.07
Rzal isoleren=0.05/0.039=1.28
De totale hittebestendigheid van de vloer is:
Rgeslacht= Rborden+ Rspaanplaat+ Rzal isoleren=0.21+0.07+1.28=1.56
Aangezien de temperatuur van de aarde in de winter op +8 graden wordt gehouden, is het temperatuurverschil gelijk aan:
dT = 22-8 = 14
Met voorlopige berekeningen kun je het warmteverlies thuis via de vloer terugvinden.
Bij het berekenen van het warmteverlies van de vloer houden we rekening met de coëfficiënt L = 1.
Qgeslacht=210×14×1/1.56=1885
Het totale warmteverlies van de vloer is 1885 watt.
Berekening van warmteverlies door het plafond
Bij de berekening van het warmteverlies van het plafond wordt rekening gehouden met een laag minerale wol en houten panelen. Stoom- en waterdichting neemt niet deel aan het thermische isolatieproces, daarom houden wij er geen rekening mee. Voor berekeningen moeten we de thermische weerstand van houten planken en een laag minerale wol vinden. We gebruiken hun warmtegeleidingscoëfficiënten en dikte.
Rdorpsschild=0.04/0.15=0.27
Rmin.=0.05/0.039=1.28
De totale hittebestendigheid is gelijk aan de som van Rdorpsschild en Rmin..
Rhet dak=0.27+1.28=1.55
Het plafondoppervlak is hetzelfde als de vloer.
S het plafond = 120
Vervolgens de berekening van het warmteverlies van het plafond, rekening houdend met de coëfficiënt L = 1.
Qhet plafond=120×1×48/1.55=3717
Totaal door het plafond gaat 3717 watt.
Om het totale warmteverlies thuis te bepalen, is het nodig om het warmteverlies van de muren, ramen, deuren, plafond en vloer bij te tellen.
Qtotaal= 1810 + 1190 + 347 + 1885 + 3717 = 8949 W
Om een huis met de gespecificeerde parameters te verwarmen, is een gasketel nodig die een vermogen van 8949 W of ongeveer 10 kW ondersteunt.
Bepaling van warmteverlies rekening houdend met infiltratie
Infiltratie is een natuurlijk proces van warmte-uitwisseling tussen de externe omgeving, dat plaatsvindt wanneer mensen door het huis bewegen, bij het openen van toegangsdeuren, ramen.
Voor het berekenen van warmteverlies voor ventilatie je kunt de formule gebruiken:
Qinf= 0,33 × K × V × dT
In de uitdrukking:
- K - de berekende luchtverversingssnelheid, gebruik voor woonkamers een coëfficiënt van 0,3, voor kamers met verwarming - 0,8, voor een keuken en een badkamer - 1.
- V - het volume van de kamer, berekend rekening houdend met de hoogte, lengte en breedte.
- dT - temperatuurverschil tussen de omgeving en het appartementengebouw.
Een vergelijkbare formule kan worden gebruikt als er ventilatie in de kamer is geïnstalleerd.
De hoogte van de kamer is 2,7 m, breedte - 10 m, lengte - 12 m. Als u deze gegevens kent, kunt u het volume ervan vinden.
V = 2,7 x 10 x 12 = 324
Het temperatuurverschil is gelijk aan
dT = 48
Als coëfficiënt K nemen we de indicator 0,3. Dan
Qinf=0.33×0.3×324×48=1540
Q moet worden opgeteld bij de totale Qinf. Uiteindelijk
Qtotaal=1540+8949=10489.
In totaal zal, rekening houdend met de infiltratie van warmteverlies thuis, 10489 watt of 10,49 kW bedragen.
Berekening van het ketelvermogen
Bij het berekenen van het ketelvermogen moet een veiligheidsfactor van 1,2 worden gehanteerd. Dat wil zeggen, de kracht is gelijk aan:
W = Q × k
Hier:
- Q - warmteverlies van het gebouw.
- k - veiligheidsfactor.
Vervang in ons voorbeeld Q = 9237 W en bereken het benodigde ketelvermogen.
W = 10489 × 1,2 = 12587 W.
Gezien de veiligheidsfactor is het benodigde ketelvermogen voor verwarming van een woning 120 m2 gelijk aan ongeveer 13 kW.
Conclusies en nuttige video over het onderwerp
Video-instructie: hoe warmteverlies thuis en ketelvermogen te berekenen met behulp van het Valtec-programma.
Een juiste berekening van warmteverlies en vermogen van een gasboiler met behulp van formules of softwaremethoden stelt u in staat om met grote nauwkeurigheid de noodzakelijke parameters van de apparatuur te bepalen, wat het mogelijk maakt om onredelijke brandstofkosten uit te sluiten.
Schrijf opmerkingen in het blok hieronder. Vertel ons hoe het warmteverlies is berekend voordat u verwarmingsapparatuur aanschaft voor uw eigen tuinhuis of landhuis. Stel vragen, deel informatie en foto's over het onderwerp.
En hoe hebben we een ketel bij een schoonvader gekocht? We kwamen naar de winkel, de verkoper vroeg het gebied van het huis en liet zien waaruit hij kon kiezen. Ik zei de schoonvader, neem met een marge van macht, maar hij is vuist, nam het dichtbij.
En wat denk jij? De ketel blaast maximaal, gaat niet uit en in een huis boven 19-20 ° C warmt hij niet op. Nu gaan we polystyreen kopen en de muren isoleren. En dan redt hij, ik sta op 10 mm en hij zegt dat 5 mm genoeg is. En ook het dak - de wind loopt. Warmteverlies wordt sterk beïnvloed, het is een feit.
Beknibbelen op huisverwarming = in de winter met uw tanden kloppen en nog meer uitgeven aan verwarming. Feit Daarom moet u altijd een ketel nemen waarvan het vermogen ten minste iets hoger is dan dat waarvan wordt aangenomen dat het de oppervlakte van uw huis is. Dan werkt het apparaat niet tot het uiterste van zijn mogelijkheden en worden warmteverliezen gecompenseerd. Hoewel het natuurlijk beter is om ze te minimaliseren om te besparen op betalingen voor elektriciteit.