Jak vypočítat výkon plynového kotle: vzorce a příklady

Před návrhem topného systému, instalací topného zařízení, je důležité zvolit plynový kotel schopný generovat potřebné množství tepla pro místnost. Proto je důležité zvolit zařízení takového výkonu, aby jeho výkon byl co nejvyšší a aby byl zdroj velký.

Budeme hovořit o tom, jak vypočítat výkon plynového kotle s vysokou přesností as ohledem na určité parametry. V námi prezentovaném článku jsou podrobně popsány všechny typy tepelných ztrát přes otvory a stavební konstrukce a jsou uvedeny vzorce pro jejich výpočet. S rysy tvorby výpočtů zavádí konkrétní příklad.

Běžné chyby při výběru kotle

Správný výpočet výkonu plynového kotle nejen ušetří na spotřebním materiálu, ale také zvýší účinnost zařízení. Zařízení, jehož tepelný výkon převyšuje skutečné potřeby tepla, bude pracovat neefektivně, když nemůže jako nedostatečně výkonné zařízení správně vytápět místnost.

Existuje moderní automatizované zařízení, které nezávisle reguluje průtok plynu, což eliminuje nevhodné náklady. Pokud však tento kotel provádí svou činnost na hranici své kapacity, pak se snižuje jeho životnost.

Výsledkem je snížení účinnosti zařízení, rychlejší opotřebení dílů a tvorba kondenzátu. Proto je nutné vypočítat optimální výkon.

Předpokládá se, že výkon kotle závisí pouze na ploše místnosti a pro všechny optimální výpočet bytů 100 W na 1 m2. Proto si vybrat výkon kotle, například doma 100 m2. m, budete potřebovat zařízení, které produkuje 100 * 10 = 10000 W nebo 10 kW.

Tyto výpočty jsou zásadně špatné s příchodem nových dokončovacích materiálů, zlepšenou izolací, což snižuje potřebu nákupu vysoce výkonných zařízení.

Pro výpočet výkonu plynový kotel vytápění je možné dvěma způsoby - ručně nebo pomocí speciálního programu Valtec, který je určen pro profesionální vysoce přesné výpočty.

Požadovaný výkon zařízení přímo závisí na tepelných ztrátách místnosti. Znáte-li rychlost tepelných ztrát, můžete vypočítat výkon plynového kotle nebo jiného topného zařízení.

Co je ztráta tepla v místnosti?

Každá místnost má určité tepelné ztráty. Teplo vychází ze stěn, oken, podlah, dveří, stropu, takže úkolem plynového kotle je kompenzovat množství vyprodukovaného tepla a zajistit určitou teplotu v místnosti. To vyžaduje určitý tepelný výkon.

Následující faktory ovlivňují tepelné ztráty doma.

• Umístění domu. Každé město má své vlastní klimatické rysy. Při výpočtech tepelných ztrát je nutné vzít v úvahu kritickou negativní teplotní charakteristiku oblasti a také průměrná teplota a doba topné sezóny (pro přesné výpočty pomocí. \ t programů).
• Umístění stěn vzhledem k světovým stranám. Je známo, že větrná růžice se nachází na severní straně, takže tepelná ztráta stěny umístěné v této oblasti bude největší. V zimě, chladný vítr fouká od západní, severní a východní strany s velkou silou, proto tepelné ztráty těchto zdí budou vyšší.
• Prostor vytápěné místnosti. Velikost odcházejícího tepla závisí na velikosti místnosti, oblasti stěn, stropů, oken, dveří.
• Tepelné stavební stavby. Jakýkoliv materiál má svůj vlastní koeficient tepelného odporu a součinitel prostupu tepla - schopnost projít určitým množstvím tepla. Chcete-li se s nimi seznámit, musíte použít tabulková data a aplikovat určité vzorce. Informace o složení stěn, stropů, podlah, jejich tloušťce naleznete v technickém plánu bydlení.
• Otvory oken a dveří. Velikost, úprava dveří a dvojité zasklení. Čím větší je plocha okenních a dveřních otvorů, tím vyšší je tepelná ztráta. Při výpočtech je důležité vzít v úvahu vlastnosti instalovaných dveří a oken s dvojitým zasklením.
• Účetní větrání. V domě vždy existuje větrání, bez ohledu na přítomnost umělého výfukového plynu. Větrání místnosti probíhá přes otevřená okna, během zavírání a otevírání se vytváří pohyb vzduchu vstupní dveře, pohyb osob z místnosti do místnosti, což přispívá k odchodu teplého vzduchu z místnosti, jeho oběhu.

Znát výše uvedené parametry, můžete nejen vypočítat tepelné ztráty doma a určovat výkon kotle, ale také identifikovat místa, která potřebují dodatečnou izolaci.

Vzorce pro výpočet tepelných ztrát

Tyto vzorce lze použít k výpočtu tepelných ztrát nejen soukromého domu, ale i bytu. Před zahájením výpočtů je nutné zobrazit půdorys, označit umístění stěn vzhledem k po stranách světa, označte okna, vchody a vypočítejte rozměry každé stěny, okna a dveří otvory.

Při výpočtu tepelných ztrát se používají dva vzorce: u prvního se stanoví hodnota tepelného odporu uzavíracích konstrukcí a druhou ztrátou tepla.

Pro stanovení tepelného odporu použijte výraz:

R = B / K

Zde:

• R - hodnota tepelného odporu obvodových konstrukcí měřená v (m²* K) / W.
• K - součinitel tepelné vodivosti materiálu, z něhož je uzavřená konstrukce provedena, se měří ve W / (m * K).
• In - tloušťka materiálu zaznamenaná v metrech.

Koeficient tepelné vodivosti K je tabulkový parametr, tloušťka B je převzata z technického plánu domu.

Používá se také základní vzorec pro výpočet tepelných ztrát:

Q = L × S × dT / R

Pokud jde o:

• Q - tepelné ztráty měřené ve wattech.
• S - oblast uzavíracích konstrukcí (stěny, podlahy, stropy).
• dT - rozdíl mezi požadovanou teplotou interiéru a exteriéru se měří a zaznamenává v C.
• R - hodnota tepelného odporu konstrukce, m²• C / W, což je podle výše uvedeného vzorce.
• L - koeficient v závislosti na orientaci stěn vzhledem k světovým stranám.

Máte k dispozici potřebné informace, můžete manuálně spočítat tepelné ztráty budovy.

Příklad výpočtu tepelných ztrát

Jako příklad vypočítáme tepelné ztráty domu, který má specifikované charakteristiky.

Na základě plánu je šířka stavby 10 m, délka - 12 m, výška stropu - 2,7 m, stěny jsou orientovány na sever, jih, východ a západ. V západní stěně jsou vybudována tři okna, z nichž dvě mají rozměry 1,5x1,7 m, jedna - 0,6 x 0,3 m.

Jižní stěna má vestavěné dveře o rozměrech 1,3 × 2 m, je zde také malé okno o rozměrech 0,5 × 0,3 m. Na východní straně jsou dvě okna 2,1 × 1,5 ma jedna 1,5 × 1,7 m.

Stěny se skládají ze tří vrstev:

• obložení stěn DVP (isoplite) vně a uvnitř - 1,2 cm, koeficient - 0,05.
• skleněná vata umístěná mezi stěnami, její tloušťka je 10 cm a koeficient je 0,043.

Tepelný odpor každé stěny se vypočítá zvlášť, protože umístění struktury vzhledem k světovým stranám, počet a plocha otvorů Jsou shrnuty výsledky výpočtů stěn.

Podlaha je vícevrstvá, celá plocha je vyrobena stejnou technologií a zahrnuje:

• řezaný jazyk je drážkovaný, jeho tloušťka je 3,2 cm, koeficient tepelné vodivosti je 0,15.
• tloušťka vrstvy suchého vyrovnání dřevotřískové desky 10 cm a koeficient 0,15.
• izolace - minerální vlna tl. 5 cm, koeficient 0,039.

Předpokládejme, že podlaha nemá žádné zhoršení v suterénu a podobných otvorech pro tepelnou techniku. V důsledku toho je výpočet proveden pro plochu všech objektů jednotným vzorcem.

Stropy jsou vyrobeny z:

• dřevěné štíty 4 cm s koeficientem 0,15.
• minerální vlna 15 cm, její koeficient je 0,039.
• Paro-, hydroizolační vrstva.

Předpokládejme, že strop nemá výstup do podkroví nad obytnou nebo technickou místností.

Dům se nachází v oblasti Bryansk, ve městě Bryansk, kde je kritická negativní teplota -26 stupňů. Je experimentálně zjištěno, že teplota Země je +8 stupňů. Požadovaná teplota v místnosti + 22 stupňů.

Výpočet tepelné ztráty stěny

Pro zjištění celkového tepelného odporu stěny je nejprve nutné vypočítat tepelný odpor každé z jejích vrstev.

Vrstva skleněné vaty je 10 cm tlustá. Tato hodnota musí být převedena na metry, to znamená:

B = 10 x 0,01 = 0,1

Přijatá hodnota In = 0,1. Tepelná vodivost tepelné izolace - 0.043. Nahrazení dat ve vzorci tepelného odporu a získání:

R_sklo=0.1/0.043=2.32

Pro podobný příklad vypočítáme odolnost izoplitu proti teplu:

R_isopl=0.012/0.05=0.24

Celkový tepelný odpor stěny se bude rovnat součtu tepelného odporu každé vrstvy vzhledem k tomu, že máme dvě vrstvy dřevovláknité desky.

R = R_sklo+ 2 × R_isopl=2.32+2×0.24=2.8

Stanovením celkového tepelného odporu stěny můžete zjistit tepelné ztráty. Pro každou stěnu se počítají zvlášť. Vypočítejte Q pro severní stěnu.

Na základě plánu nemá severní stěna žádné okenní otvory, její délka je 10 m, výška 2,7 m. Potom se plocha stěny S vypočítá podle vzorce:

S_{Severní zeď}=10×2.7=27

Vypočítejte parametr dT. Je známo, že kritická okolní teplota pro Bryansk je -26 stupňů a požadovaná pokojová teplota je +22 stupňů. Pak

dT = 22 - (- 26) = 48

Pro severní stranu se bere v úvahu dodatečný faktor L = 1,1.

Po provedení předběžných výpočtů můžete použít vzorec pro výpočet tepelných ztrát:

Q_{Severní stěny}= 27 × 48 × 1,1 / 2,8 = 509 (W)

Vypočítejte tepelné ztráty pro západní stěnu. Na základě těchto dat jsou do ní zabudována 3 okna, z nichž dvě mají rozměry 1,5x1,7 ma jedna je 0,6 x 0,3 m. Plochu vypočítáme.

S_zap.steny1=12×2.7=32.4.

Z celkové plochy západní stěny je nutné vyloučit plochu oken, protože jejich tepelná ztráta bude odlišná. To provedete výpočtem plochy.

S_ok1=1.5×1.7=2.55

S_window2=0.6×0.4=0.24

Pro výpočet tepelných ztrát použijeme plochu stěny bez ohledu na plochu okna, to znamená:

S_zap.steny=32.4-2.55×2-0.24=25.6

Pro západní stranu je přidaný faktor 1,05. Získaná data jsou nahrazena základním vzorcem pro výpočet tepelných ztrát.

Q_zap.steny=25.6×1.05×48/2.8=461.

Podobné výpočty se provádějí pro východní stranu. Zde jsou 3 okna, jeden má rozměry 1,5x1,7 m, další dva jsou 2,1 x 1,5 m. Vypočítáme jejich plochu.

S_window3=1.5×1.7=2.55

S_window4=2.1×1.5=3.15

Plocha východní zdi se rovná:

S_{východní stěny1}=12×2.7=32.4

Z celkové plochy stěny odečítáme hodnoty plochy oken:

S_{východní zdi}=32.4-2.55-2×3.15=23.55

Přidaný faktor pro východní stěnu je -1,05. Na základě těchto údajů vypočítáme tepelné ztráty východní stěny.

Q_{východní zdi}=1.05×23.55×48/2.8=424

Na jižní stěně jsou umístěny dveře s parametry 1,3x2 m a oknem 0,5x0,3 m. Vypočítáme jejich plochu.

S_ok5=0.5×0.3=0.15

S_dveře=1.3×2=2.6

Oblast jižní stěny bude rovna:

S_{jižní stěny1}=10×2.7=27

Určete plochu stěny bez oken a dveří.

S_{jižní zeď}=27-2.6-0.15=24.25

Vypočítejte tepelné ztráty jižní stěny s ohledem na koeficient L = 1.

Q_{jižní zeď}=1×24.25×48/2.80=416

Zjištění tepelných ztrát každé ze stěn můžete zjistit jejich celkovou tepelnou ztrátou podle vzorce:

Q_stěny= Q_{jižní zeď}+ Q_{východní zdi}+ Q_zap.steny+ Q_{Severní stěny}

Nahrazením hodnot dostaneme:

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

V důsledku toho ztráta tepelných stěn činila 1810 wattů za hodinu.

Výpočet oken tepelných ztrát

V domě je 7 oken, z nichž tři mají rozměry 1,5 × 1,7 m, dvě jsou 2,1 × 1,5 m, jedna je 0,6 × 0,3 m a druhá 0,5 × 0,3 m.

Okna o rozměrech 1,5 × 1,7 m je dvoukomorový PVC profil s I-sklem. Z technické dokumentace zjistíte, že R = 0,53. Okna o rozměrech 2,1 × 1,5 m jsou dvoukomorová s argonem a I-sklem, mají tepelný odpor R = 0,75, okna 0,6x0,3 ma 0,5 × 0,3 - R = 0,53.

Plocha okna byla vypočtena výše.

S_ok1=1.5×1.7=2.55

S_window2=0.6×0.4=0.24

S_window3=2.1×1.5=3.15

S_window4=0.5×0.3=0.15

Je také důležité zvážit orientaci oken vzhledem k světovým stranám.

Vypočítejte tepelné ztráty západních oken s ohledem na koeficient L = 1,05. Na straně jsou 2 okna o rozměrech 1,5 × 1,7 ma jedna s 0,6 × 0,3 m.

Q_ok1=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_window2=0.24×1.05×48/0.53=23

Celkové celkové ztráty západních oken jsou

Q_zap.okon=243×2+23=509

Na jižní straně je okénko 0,5 × 0,3, R = 0,53. Vypočítáme jeho tepelné ztráty s ohledem na koeficient 1.

Q_{jižní okno}=0.15*48×1/0.53=14

Na východní straně jsou 2 okna s rozměry 2,1 × 1,5 a jedním oknem 1,5 × 1,7. Vypočítejte tepelné ztráty s ohledem na koeficient L = 1,05.

Q_ok1=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_window3=3.15×1.05×48/075=212

Shrneme tepelné ztráty východních oken.

Q_{Východní okno}=243+212×2=667.

Celková tepelná ztráta oken bude rovna:

Q_okna= Q_{Východní okno}+ Q_{jižní okno}+ Q_zap.okon=667+14+509=1190

Celkový průchod oknem je 1190 W tepelné energie.

Stanovení tepelných ztrát dveří

Dům má jedno dveře, je vestavěn do jižní stěny, má rozměry 1,3 × 2 m. Na základě údajů o pasu, tepelná vodivost dveřního materiálu je 0,14, jeho tloušťka je 0,05 m. Díky těmto indikátorům je možné vypočítat tepelnou odpor dveří.

R_dveře=0.05/0.14=0.36

Pro výpočty potřebujete vypočítat její plochu.

S_dveře=1.3×2=2.6

Po výpočtu tepelného odporu a oblasti zjistíte tepelné ztráty. Dveře jsou umístěny na jižní straně, takže používáme další faktor 1.

Q_dveře=2.6×48×1/0.36=347.

Celkem, dveřmi jde 347 wattů tepla.

Výpočet tepelné odolnosti podlahy

Podle technické dokumentace je podlaha vícevrstvá, celá plocha je stejná, má rozměry 10x12 m. Vypočítáme její plochu.

S_sex=10×12=210.

Složení podlahy zahrnuje desky, dřevotřískové desky a izolace.

Tepelná odolnost musí být vypočtena pro každou vrstvu podlahy zvlášť.

R_desek=0.032/0.15=0.21

R_{dřevotřískové desky}=0.01/0.15= 0.07

R_{tepelná izolace}=0.05/0.039=1.28

Celková tepelná odolnost podlahy je:

R_sex= R_desek+ R_{dřevotřískové desky}+ R_{tepelná izolace}=0.21+0.07+1.28=1.56

Vzhledem k tomu, že v zimě se teplota země udržuje na +8 ° C, rozdíl teplot bude roven:

dT = 22-8 = 14

Pomocí předběžných výpočtů je možné najít tepelné ztráty doma přes podlahu.

Při výpočtu tepelné ztráty podlahy bereme v úvahu koeficient L = 1.

Q_sex=210×14×1/1.56=1885

Celková tepelná ztráta podlahy činí 1885 wattů.

Výpočet tepelných ztrát stropem

Při výpočtu tepelné ztráty stropu se bere v úvahu vrstva minerální vlny a dřevěné štíty. Paro, hydroizolace není zapojena do procesu izolace, takže to nebere v úvahu. Pro výpočty musíme najít tepelný odpor dřevěných štítů a vrstvu minerální vlny. Používáme jejich koeficienty tepelné vodivosti a tloušťky.

R_štít=0.04/0.15=0.27

R_min.vat=0.05/0.039=1.28

Celkový tepelný odpor bude roven součtu R_štít a R_min.vat.

R_{střešní krytiny}=0.27+1.28=1.55

Strop je stejný jako podlaha.

S _strop = 120

Dále se vypočítá tepelná ztráta stropu s ohledem na koeficient L = 1.

Q_strop=120×1×48/1.55=3717

Celkový průjezd stropem činí 3717 wattů.

Pro určení celkové tepelné ztráty doma je nutné doplnit tepelné ztráty stěn, oken, dveří, stropů a podlah.

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

Pro vytápění domu se zadanými parametry je zapotřebí plynový kotel, který podporuje výkon 8949 W nebo cca 10 kW.

Stanovení tepelných ztrát při zohlednění infiltrace

Infiltrace je přirozený proces výměny tepla mezi vnějším prostředím, ke kterému dochází při pohybu osob kolem domu, kdy se otevírají vstupní dveře a okna.

Pro výpočet tepelných ztrát na ventilaci Můžete použít vzorec:

Q_inf= 0,33 × K × V × dT

Pokud jde o:

• K - vypočtený směnný kurz, pro obytné místnosti použijte koeficient 0,3, pro pokoje s vytápěním - 0,8, pro kuchyň a koupelnu - 1.
• V - objem místnosti se vypočítá s ohledem na výšku, délku a šířku.
• dT - teplotní rozdíl mezi prostředím a obydlí.

Podobný vzorec lze použít, pokud je v místnosti instalováno větrání.

Výška místnosti - 2,7 m, šířka - 10 m, délka - 12 m. S vědomím těchto údajů můžete zjistit její objem.

V = 2,7 x 10 x 12 = 324

Teplotní rozdíl bude roven

dT = 48

Jako koeficient K bereme index 0,3. Pak

Q_inf=0.33×0.3×324×48=1540

K celkovému vypočtenému indexu Q musíte přidat Q_inf. Nakonec

Q_obecně=1540+8949=10489.

Celkem, s přihlédnutím k pronikání tepelných ztrát doma, bude 10489 W nebo 10,49 kW.

Výpočet výkonu kotle

Při výpočtu výkonu kotle je nutné použít bezpečnostní faktor 1.2. To znamená, že síla bude rovna:

W = Q × k

Zde:

• Q - tepelné ztráty budovy.
• k - faktor bezpečnosti.

V našem příkladu nahradíme Q = 9237 W a vypočítáme požadovaný výkon kotle.

W = 10489 × 1,2 = 12587 wattů.

S ohledem na bezpečnostní faktor je požadovaný výkon kotle pro vytápění domu 120 m² přibližně 13 kW.

Závěry a užitečné video na toto téma

Video instrukce: jak vypočítat tepelné ztráty doma a výkon kotle pomocí programu Valtec.

Kompetentní výpočet tepelných ztrát a výkonu plynového kotle pomocí vzorců nebo softwarových metod vám umožní určit vysoká přesnost požadovaných parametrů zařízení, což umožňuje vyloučit nepřiměřené náklady paliva.

Napište komentář do níže uvedeného bloku. Řekněte nám, jak byly ztráty tepla vypočteny před zakoupením topného zařízení pro vlastní letní chatu nebo venkovský dům. Ptejte se na otázky, sdílejte informace a fotky na toto téma.