Jak obliczyć moc gazowego kotła grzewczego: wzory i przykład obliczeniowy
Przed zaprojektowaniem systemu grzewczego i zainstalowaniem urządzeń grzewczych ważne jest, aby wybrać kocioł gazowy, który może wytworzyć niezbędną ilość ciepła dla pomieszczenia. Dlatego ważne jest, aby wybrać urządzenie o takiej mocy, aby jego wydajność była jak najwyższa, a zasób był duży.
Porozmawiamy o tym, jak obliczyć moc kotła gazowego z wysoką dokładnością i biorąc pod uwagę niektóre parametry. W prezentowanym artykule szczegółowo opisano wszystkie rodzaje strat ciepła przez otwory i konstrukcje budowlane, podano wzory do ich obliczania. Konkretny przykład wprowadza funkcje tworzenia obliczeń.
Treść artykułu:
Typowe błędy przy wyborze kotła
Prawidłowe obliczenie mocy kotła gazowego nie tylko pozwoli zaoszczędzić na materiałach eksploatacyjnych, ale także zwiększy wydajność urządzenia. Sprzęt, którego przenikanie ciepła przekracza faktyczne zapotrzebowanie na ciepło, nie będzie działał wydajnie, gdy jako niewystarczająco mocne urządzenie nie będzie w stanie odpowiednio ogrzać pomieszczenia.
Istnieje nowoczesny zautomatyzowany sprzęt, który niezależnie reguluje dostawy gazu, co eliminuje nieuzasadnione wydatki. Ale jeśli taki kocioł wykona swoją pracę do granic możliwości, jego żywotność zostanie zmniejszona.
W rezultacie zmniejsza się wydajność sprzętu, części zużywają się szybciej i dochodzi do kondensacji. Dlatego konieczne staje się obliczenie optymalnej mocy.
Istnieje opinia, że moc kotła zależy wyłącznie od powierzchni pomieszczenia, a dla każdego domu optymalne będzie obliczenie 100 W na 1 m2. Dlatego, aby wybrać pojemność kotła, na przykład dla domu o powierzchni 100 metrów kwadratowych. m, będziesz potrzebować sprzętu, który wytwarza 100 * 10 = 10 000 watów lub 10 kW.
Takie obliczenia są zasadniczo błędne w związku z pojawieniem się nowych materiałów wykończeniowych, lepszej izolacji, które zmniejszają potrzebę zakupu sprzętu o dużej mocy.
Wykonaj obliczenia mocy kocioł gazowy Istnieją dwa sposoby ogrzewania - ręcznie lub za pomocą specjalnego programu Valtec, który jest przeznaczony do profesjonalnych, precyzyjnych obliczeń.
Wymagana moc urządzenia zależy bezpośrednio od strat ciepła w pomieszczeniu. Po poznaniu tempa strat ciepła można obliczyć moc kotła gazowego lub dowolnego innego urządzenia grzewczego.
Co to jest utrata ciepła w pomieszczeniu?
Każde pomieszczenie ma pewne straty ciepła. Ciepło opuszcza ściany, okna, podłogi, drzwi i sufity, więc zadaniem kotła gazowego jest kompensacja ilości wydzielanego ciepła i zapewnienie określonej temperatury w pomieszczeniu. Wymaga to pewnej mocy cieplnej.
Następujące czynniki wpływają na utratę ciepła w domu.
- Lokalizacja domu. Każde miasto ma swoje własne cechy klimatyczne. W obliczeniach utraty ciepła należy wziąć pod uwagę krytyczną ujemną temperaturę charakterystyczną dla regionu, a także średnią temperaturę i czas trwania sezonu grzewczego (w celu dokładnych obliczeń za pomocą programu).
- Położenie ścian w stosunku do punktów kardynalnych. Wiadomo, że róża wiatrów znajduje się po stronie północnej, więc straty ciepła ściany znajdującej się w tym obszarze będą największe. Zimą zimny wiatr wieje z wielką siłą od strony zachodniej, północnej i wschodniej, więc straty ciepła tych ścian będą wyższe.
- Obszar ogrzewanego pomieszczenia. Ilość ciepła odpadowego zależy od wielkości pomieszczenia, powierzchni ścian, sufitów, okien, drzwi.
- Inżynieria cieplna konstrukcji budowlanych. Każdy materiał ma własny współczynnik oporu cieplnego i współczynnik przenikania ciepła - zdolność do przechodzenia przez określoną ilość ciepła.Aby się tego dowiedzieć, musisz użyć danych tabelarycznych, a także zastosować określone formuły. Informacje o składzie ścian, sufitów, podłóg, ich grubości można znaleźć w planie technicznym mieszkania.
- Okna i drzwi. Rozmiar, modyfikacja drzwi i podwójnie oszklonych okien. Im większa powierzchnia otworów okiennych i drzwiowych, tym większa utrata ciepła. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę właściwości zainstalowanych drzwi i podwójnie oszklonych okien w obliczeniach.
- Rachunkowość wentylacyjna. W domu zawsze istnieje wentylacja, niezależnie od obecności sztucznych okapów. Przez otwarte okna pomieszczenie jest wentylowane, ruch powietrza powstaje, gdy drzwi wejściowe są zamknięte i otwarte, ludzie przemieszczają się z pokoju do pokoju, co przyczynia się do wyjścia ciepłego powietrza z pomieszczenia, jego cyrkulacji.
Znając powyższe parametry, możesz nie tylko obliczyć utrata ciepła w domu i określ moc kotła, ale także w celu zidentyfikowania miejsc, które wymagają dodatkowej izolacji.
Wzory do obliczania strat ciepła
Te formuły można wykorzystać do obliczenia strat ciepła nie tylko w prywatnym domu, ale także w mieszkaniu. Przed rozpoczęciem obliczeń konieczne jest zobrazowanie rzutu kondygnacji, zaznaczenie położenia ścian względem punktów głównych, wyznaczenie okien, drzwi, a także obliczenie wymiarów każdej ściany, okna i drzwi.
Przy obliczaniu strat ciepła stosuje się dwa wzory - przy użyciu pierwszego określa się wartość oporu cieplnego przegrody budowlanej, a drugiego stosuje się do utraty ciepła.
Aby określić odporność na ciepło, użyj wyrażenia:
R = B / K
Tutaj:
- R - wartość oporu cieplnego przegród budowlanych, mierzona w (m2* K) / W.
- K. - współczynnik przewodności cieplnej materiału, z którego wykonana jest konstrukcja otaczająca, jest mierzony w W / (m * K).
- W - grubość materiału zarejestrowana w metrach.
Współczynnik przewodności cieplnej K jest parametrem tabelarycznym, grubość B pochodzi z planu technicznego domu.
Stosowana jest również podstawowa formuła obliczania strat ciepła:
Q = L × S × dT / R
W wyrażeniu:
- Q - utrata ciepła mierzona w watach.
- S. - powierzchnia ścian (ściany, podłogi, sufity).
- dT - różnica między pożądaną temperaturą wewnętrzną i zewnętrzną, zmierzoną i zarejestrowaną w C.
- R - wartość oporu cieplnego konstrukcji, m2• C / W, który wynika z powyższego wzoru.
- L. - współczynnik zależny od orientacji ścian względem punktów kardynalnych.
Dysponując niezbędnymi informacjami, możesz ręcznie obliczyć straty ciepła w budynku.
Przykład obliczenia strat ciepła
Jako przykład obliczamy straty ciepła w domu o określonych cechach.
Zgodnie z planem szerokość konstrukcji wynosi 10 m, długość 12 m, wysokość sufitów wynosi 2,7 m, ściany są zorientowane na północ, południe, wschód i zachód. Trzy okna są wbudowane w ścianę zachodnią, dwa z nich mają wymiary 1,5x1,7 m, jedno - 0,6x0,3 m.
Drzwi o wymiarach 1,3 × 2 m są zintegrowane w ścianie południowej, znajduje się również małe okno 0,5 × 0,3 m. Po stronie wschodniej znajdują się dwa okna 2,1 × 1,5 mi jedno 1,5 × 1,7 m.
Ściany składają się z trzech warstw:
- podszewka ścian płyty pilśniowej (izoplite) na zewnątrz i wewnątrz wynosi 1,2 cm każda, współczynnik wynosi 0,05.
- wełna szklana znajduje się między ścianami, jej grubość wynosi 10 cm, a współczynnik wynosi 0,043.
Opór cieplny każdej ściany oblicza się osobno, ponieważ uwzględnia położenie konstrukcji w stosunku do punktów kardynalnych, liczbę i powierzchnię otworów. Wyniki obliczeń ścian zostały podsumowane.
Podłoga jest wielowarstwowa, na całej powierzchni wykonana jest według jednej technologii, obejmuje:
- cięta deska jest rowkowana, jej grubość wynosi 3,2 cm, współczynnik przewodności cieplnej wynosi 0,15.
- 10 cm sucha warstwa wyrównująca suchą płytę wiórową o współczynniku 0,15.
- izolacja - wełna mineralna o grubości 5 cm, współczynnik 0,039.
Załóżmy, że podłoga nie ma włazów, które pogarszają technikę cieplną. Dlatego obliczenia są wykonywane dla powierzchni wszystkich pokoi według jednego wzoru.
Sufity wykonane są z:
- Drewniane tarcze 4 cm o współczynniku 0,15.
- wełna mineralna 15 cm, jej współczynnik wynosi 0,039.
- para, warstwa hydroizolacyjna.
Załóżmy, że sufit nie ma również dostępu do strychu nad pomieszczeniem mieszkalnym lub gospodarczym.
Dom położony jest w regionie briańskim, w mieście Briańsk, gdzie krytyczna temperatura ujemna wynosi -26 stopni. Doświadczalnie ustalono, że temperatura ziemi wynosi + 8 stopni. Pożądana temperatura pokojowa + 22 stopnie.
Obliczanie strat ciepła na ścianie
Aby znaleźć całkowity opór cieplny ściany, najpierw należy obliczyć opór cieplny każdej z jej warstw.
Warstwa wełny szklanej ma grubość 10 cm. Wartość tę należy przeliczyć na metry, to znaczy:
B = 10 × 0,01 = 0,1
Otrzymano wartość B = 0,1. Współczynnik przewodności cieplnej izolacji cieplnej wynosi 0,043. Zastąp dane we wzorze na odporność termiczną i uzyskaj:
Rszkło=0.1/0.043=2.32
W podobnym przykładzie obliczamy odporność na ciepło izoplitu:
Risopl=0.012/0.05=0.24
Całkowity opór cieplny ściany będzie równy sumie oporu cieplnego każdej warstwy, biorąc pod uwagę, że mamy dwie warstwy płyt pilśniowych.
R = Rszkło+ 2 × Risopl=2.32+2×0.24=2.8
Określając całkowity opór cieplny ściany, można znaleźć straty ciepła. Dla każdej ściany są obliczane osobno. Oblicz Q dla ściany północnej.
Na podstawie planu ściana północna nie ma otworów okiennych, jej długość wynosi 10 m, wysokość 2,7 m. Następnie powierzchnię S oblicza się według wzoru:
S.północna ściana=10×2.7=27
Obliczamy parametr dT. Wiadomo, że krytyczna temperatura otoczenia dla Briańska wynosi -26 stopni, a pożądana temperatura pokojowa wynosi +22 stopnie. To
dT = 22 - (- 26) = 48
W przypadku strony północnej brany jest pod uwagę dodatkowy współczynnik L = 1,1.
Po wykonaniu wstępnych obliczeń można użyć wzoru do obliczania strat ciepła:
Qpółnocne mury= 27 × 48 × 1,1 / 2,8 = 509 (W)
Obliczamy straty ciepła dla zachodniej ściany. Na podstawie danych wbudowane są 3 okna, dwa z nich mają wymiary 1,5 x1,7 m, a jeden - 0,6 x 0,3 m. Obliczamy powierzchnię.
S.ściana zachodnia 1=12×2.7=32.4.
Z całkowitej powierzchni zachodniej ściany należy wykluczyć obszar okien, ponieważ ich utrata ciepła będzie inna. Aby to zrobić, musisz obliczyć powierzchnię.
S.okno1=1.5×1.7=2.55
S.okno2=0.6×0.4=0.24
Do obliczeń strat ciepła wykorzystamy powierzchnię ściany bez uwzględnienia powierzchni okien, to znaczy:
S.zachodnia ściana=32.4-2.55×2-0.24=25.6
Po stronie zachodniej współczynnik przyrostowy wynosi 1,05. Zastąp uzyskane dane w głównym wzorze do obliczania strat ciepła.
Qzachodnia ściana=25.6×1.05×48/2.8=461.
Podobne obliczenia wykonujemy dla strony wschodniej. Są tu 3 okna, jedno ma wymiary 1,5 x1,7 m, a pozostałe dwa - 2,1 x 1,5 m. Obliczamy ich powierzchnię.
S.okno3=1.5×1.7=2.55
S.okno4=2.1×1.5=3.15
Obszar ściany wschodniej to:
S.ściana wschodnia 1=12×2.7=32.4
Od całkowitej powierzchni ściany odejmujemy wartości powierzchni okien:
S.wschodnia ściana=32.4-2.55-2×3.15=23.55
Dodatkowy współczynnik dla ściany wschodniej wynosi -1,05. Na podstawie danych obliczamy straty ciepła ściany wschodniej.
Qwschodnia ściana=1.05×23.55×48/2.8=424
Na ścianie południowej znajdują się drzwi o parametrach 1,3x2 mi okno 0,5x0,3 m. Obliczamy ich powierzchnię.
S.okno5=0.5×0.3=0.15
S.drzwi=1.3×2=2.6
Obszar ściany południowej będzie równy:
S.ściana południowa 1=10×2.7=27
Określamy powierzchnię ściany z wyłączeniem okien i drzwi.
S.południowe mury=27-2.6-0.15=24.25
Obliczamy straty ciepła ściany południowej, biorąc pod uwagę współczynnik L = 1.
Qpołudniowe mury=1×24.25×48/2.80=416
Po określeniu strat ciepła każdej ściany można znaleźć ich całkowitą utratę ciepła według wzoru:
Qściany= Qpołudniowe mury+ Qwschodnia ściana+ Qzachodnia ściana+ Qpółnocne mury
Podstawiając wartości, otrzymujemy:
Qściany= 509 + 461 + 424 + 416 = 1810 W.
W rezultacie straty ciepła ścian wyniosły 1810 watów na godzinę.
Obliczanie strat ciepła w oknach
W domu jest 7 okien, trzy z nich mają wymiary 1,5 × 1,7 m, dwa - 2,1 × 1,5 m, jedno - 0,6 × 0,3 mi jedno kolejne - 0,5 × 0,3 m.
Okna o wymiarach 1,5 × 1,7 m to dwukomorowy profil PCV z szybą typu I. Z dokumentacji technicznej można dowiedzieć się, że jego R = 0,53. Okna o wymiarach 2,1 × 1,5 m są dwukomorowe z argonem i szkłem typu I, mają opór cieplny R = 0,75, okna 0,6x0,3 mi 0,5 × 0,3 - R = 0,53.
Powierzchnia okien została obliczona powyżej.
S.okno1=1.5×1.7=2.55
S.okno2=0.6×0.4=0.24
S.okno3=2.1×1.5=3.15
S.okno4=0.5×0.3=0.15
Ważne jest również, aby wziąć pod uwagę orientację okien w stosunku do punktów kardynalnych.
Obliczamy straty ciepła w oknach zachodnich, biorąc pod uwagę współczynnik L = 1,05. Z boku są 2 okna o wymiarach 1,5 × 1,7 mi jedno o 0,6 × 0,3 m.
Qokno1=2.55×1.05×48/0.53=243
Qokno2=0.24×1.05×48/0.53=23
Całkowite całkowite straty okien zachodnich wynoszą
Qpodokno=243×2+23=509
Po stronie południowej znajduje się okno 0,5 × 0,3, jego R = 0,53. Obliczamy jego straty ciepła, biorąc pod uwagę współczynnik 1.
Qpołudniowe okno=0.15*48×1/0.53=14
Po wschodniej stronie znajdują się 2 okna o wymiarach 2,1 × 1,5 i jedno okno 1,5 × 1,7. Obliczamy straty ciepła, biorąc pod uwagę współczynnik L = 1,05.
Qokno1=2.55×1.05×48/0.53=243
Qokno3=3.15×1.05×48/075=212
Podsumowujemy straty ciepła we wschodnich oknach.
Qwschodnie okno=243+212×2=667.
Całkowita utrata ciepła przez okna będzie równa:
QWindows= Qwschodnie okno+ Qpołudniowe okno+ Qpodokno=667+14+509=1190
Łącznie przez okna wychodzi 1190 watów energii cieplnej.
Określenie strat ciepła drzwi
Dom ma jedne drzwi, jest wbudowany w ścianę południową, ma wymiary 1,3 × 2 m. Na podstawie danych paszportowych przewodność cieplna materiału drzwi wynosi 0,14, jego grubość wynosi 0,05 m. Dzięki tym wskaźnikom możesz obliczyć opór cieplny drzwi.
Rdrzwi=0.05/0.14=0.36
Do obliczeń musisz obliczyć jego powierzchnię.
S.drzwi=1.3×2=2.6
Po obliczeniu oporu cieplnego i powierzchni można znaleźć straty ciepła. Drzwi znajdują się od strony południowej, dlatego używamy dodatkowego współczynnika 1.
Qdrzwi=2.6×48×1/0.36=347.
Łącznie 347 watów ciepła wychodzi przez drzwi.
Obliczanie oporu cieplnego podłogi
Zgodnie z dokumentacją techniczną podłoga jest wielowarstwowa, jest wykonana równomiernie na całej powierzchni, ma wymiary 10 x 12 m. Obliczamy jej powierzchnię.
S.płeć=10×12=210.
W skład podłogi wchodzą deski, płyta wiórowa i izolacja.
Opór cieplny należy obliczać osobno dla każdej warstwy podłogi.
Rtablice=0.032/0.15=0.21
Rpłyta wiórowa=0.01/0.15= 0.07
Rzaizoluje=0.05/0.039=1.28
Całkowita odporność na ciepło podłogi wynosi:
Rpłeć= Rtablice+ Rpłyta wiórowa+ Rzaizoluje=0.21+0.07+1.28=1.56
Biorąc pod uwagę, że zimą temperatura ziemi jest utrzymywana na poziomie +8 stopni, różnica temperatur będzie równa:
dT = 22-8 = 14
Za pomocą wstępnych obliczeń można znaleźć straty ciepła w domu przez podłogę.
Obliczając straty ciepła podłogi, bierzemy pod uwagę współczynnik L = 1.
Qpłeć=210×14×1/1.56=1885
Całkowita strata ciepła podłogi wynosi 1885 watów.
Obliczanie strat ciepła przez sufit
Przy obliczaniu strat ciepła sufitu bierze się pod uwagę warstwę wełny mineralnej i paneli drewnianych. Paroizolacja i hydroizolacja nie uczestniczą w procesie izolacji termicznej, dlatego nie bierzemy tego pod uwagę. Do obliczeń musimy znaleźć opór cieplny desek i warstwy wełny mineralnej. Używamy ich współczynników przewodzenia ciepła i grubości.
Rtarcza wioski=0.04/0.15=0.27
Rmin.=0.05/0.039=1.28
Całkowity opór cieplny będzie równy sumie Rtarcza wioski i Rmin..
Rdach=0.27+1.28=1.55
Powierzchnia sufitu jest taka sama jak podłoga.
S. sufit = 120
Następnie obliczenie strat ciepła sufitu, biorąc pod uwagę współczynnik L = 1.
Qsufit=120×1×48/1.55=3717
Łącznie przez sufit idzie 3717 watów.
Aby określić całkowitą utratę ciepła w domu, konieczne jest dodanie straty ciepła ścian, okien, drzwi, sufitu i podłogi.
Qłącznie= 1810 + 1190 + 347 + 1885 + 3717 = 8949 W.
Do ogrzania domu o określonych parametrach potrzebny jest kocioł gazowy o mocy 8949 W lub około 10 kW.
Określenie strat ciepła z uwzględnieniem infiltracji
Infiltracja to naturalny proces wymiany ciepła między środowiskiem zewnętrznym, który ma miejsce, gdy ludzie poruszają się po domu, otwierając drzwi wejściowe, okna.
Do obliczania strat ciepła do wentylacji możesz użyć wzoru:
Qinf= 0,33 × K × V × dT
W wyrażeniu:
- K. - obliczony wskaźnik wymiany powietrza dla salonów stosuje współczynnik 0,3, dla pomieszczeń z ogrzewaniem - 0,8, dla kuchni i łazienki - 1.
- V. - objętość pomieszczenia, obliczona z uwzględnieniem wysokości, długości i szerokości.
- dT - różnica temperatur między otoczeniem a budynkiem mieszkalnym.
Podobną formułę można zastosować, jeśli w pomieszczeniu zainstalowano wentylację.
Wysokość pomieszczenia wynosi 2,7 m, szerokość - 10 m, długość - 12 m. Znając te dane, możesz znaleźć jego objętość.
V = 2,7 × 10 × 12 = 324
Różnica temperatur będzie równa
dT = 48
Jako współczynnik K przyjmujemy wskaźnik 0,3. To
Qinf=0.33×0.3×324×48=1540
Q należy dodać do całkowitego Qinf. W końcu
Qłącznie=1540+8949=10489.
Łącznie, z uwzględnieniem infiltracji strat ciepła w domu, wyniesie 10489 watów lub 10,49 kW.
Obliczanie mocy kotła
Przy obliczaniu mocy kotła należy zastosować współczynnik bezpieczeństwa 1,2. Oznacza to, że moc będzie równa:
W = Q × k
Tutaj:
- Q - utrata ciepła w budynku.
- k - współczynnik bezpieczeństwa.
W naszym przykładzie zamień Q = 9237 W i oblicz wymaganą moc kotła.
W = 10489 × 1,2 = 12587 W.
Biorąc pod uwagę współczynnik bezpieczeństwa, wymagana moc kotła do ogrzewania domu wynosi 120 m2 równa około 13 kW.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Instrukcja wideo: jak obliczyć straty ciepła w domu i moc kotła za pomocą programu Valtec.
Właściwe obliczenie strat ciepła i mocy kotła gazowego za pomocą wzorów lub metod programowych pozwala z dużą dokładnością określić niezbędne parametry urządzenia, co pozwala wykluczyć nieuzasadnione koszty paliwa.
Proszę pisać komentarze w poniższym formularzu blokowym. Poinformuj nas o tym, jak obliczono straty ciepła przed zakupem urządzeń grzewczych do własnego domu letniego lub wiejskiego. Zadawaj pytania, dziel się informacjami i zdjęciami na ten temat.
Jak kupiliśmy kocioł z teściem? Przyszliśmy do sklepu, sprzedawca zapytał o powierzchnię domu i pokazał, co wybrać. Powiedziałem teść, weź z marginesem władzy, ale on jest pięścią, wziął go blisko.
A ty co myślisz Kocioł zaciąga się maksymalnie, nie wyłącza się, aw domu powyżej 19-20 ° C nie nagrzewa się. Teraz kupimy styropian i zaizolujemy ściany. A potem oszczędza, nalegam na 10 mm, a on mówi, że 5 mm wystarczy. I dach też - wiatr idzie. Utrata ciepła jest silnie dotknięta, to fakt.
Oszczędzanie na ogrzewaniu domu = walenie w zęby zimą i wydawanie dodatkowych pieniędzy na ogrzewanie. Fakt Dlatego zawsze powinieneś brać kocioł, którego moc jest co najmniej nieco wyższa niż ta, która jest uważana za powierzchnię twojego domu. Wtedy urządzenie nie będzie działać do granic swoich możliwości, a straty ciepła zostaną skompensowane. Chociaż oczywiście lepiej jest je zminimalizować, aby zaoszczędzić na opłatach za prąd.