Jak obliczyć moc kotła gazowego: wzory i przykłady

Przed zaprojektowaniem instalacji grzewczej, instalując urządzenia grzewcze, ważne jest, aby wybrać kocioł gazowy zdolny generować niezbędną ilość ciepła do 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 dużą dokładnością i biorąc pod uwagę pewne parametry. W przedstawionym przez nas artykule szczegółowo opisano wszystkie rodzaje strat ciepła przez otwory i konstrukcje budowlane, podano wzory do ich obliczania. Dzięki funkcjom tworzenia obliczeń wprowadza konkretny przykład.

Częste błędy przy wyborze kotła

Prawidłowe obliczenie mocy kotła gazowego pozwoli nie tylko zaoszczędzić na materiałach eksploatacyjnych, ale także zwiększyć wydajność urządzenia. Sprzęt, którego moc cieplna przekracza rzeczywiste zapotrzebowanie na ciepło, będzie działał nieefektywnie, gdy jako niewystarczająco mocne urządzenie nie będzie w stanie właściwie ogrzać pomieszczenia.

Istnieje nowoczesny automatyczny sprzęt, który niezależnie reguluje przepływ gazu, co eliminuje nieodpowiednie koszty. Ale jeśli taki kocioł wykonuje swoją pracę na granicy swojej pojemności, wówczas jego żywotność ulega skróceniu.

W rezultacie wydajność sprzętu maleje, części zużywają się szybciej, a formy kondensatu. Dlatego konieczne jest obliczenie optymalnej mocy.

Uważa się, że moc kotła zależy wyłącznie od powierzchni pomieszczenia i dla każdego mieszkania optymalne obliczenia 100 W na 1 mkw. Dlatego, aby wybrać moc kotła, na przykład w domu 100 mkw. m, będziesz potrzebować sprzętu, który wytwarza 100 * 10 = 10000 W lub 10 kW.

Takie obliczenia są zasadniczo błędne wraz z pojawieniem się nowych materiałów wykończeniowych, ulepszonej izolacji, co zmniejsza potrzebę zakupu urządzeń o dużej mocy.

Aby obliczyć moc kocioł gazowy ogrzewanie jest możliwe na dwa sposoby - ręcznie lub za pomocą specjalnego programu Valtec, który jest przeznaczony do profesjonalnych obliczeń o wysokiej precyzji.

Wymagana moc urządzenia zależy bezpośrednio od strat ciepła w pomieszczeniu. Znając szybkość utraty ciepła, można obliczyć moc kotła gazowego lub innego urządzenia grzewczego.

Jaka jest utrata ciepła w pomieszczeniu?

Każde pomieszczenie ma pewną stratę ciepła. Ciepło wydobywa się ze ścian, okien, podłóg, drzwi, sufitu, więc zadaniem kotła gazowego jest kompensacja ilości wytwarzanego ciepła i zapewnienie pewnej temperatury w pomieszczeniu. Wymaga to pewnej mocy cieplnej.

Następujące czynniki wpływają na utratę ciepła w domu.

• Lokalizacja domu. Każde miasto ma własne cechy klimatyczne. W obliczeniach strat ciepła konieczne jest uwzględnienie krytycznej ujemnej temperatury charakterystycznej dla regionu, oraz również średnia temperatura i czas trwania sezonu grzewczego (dla dokładnych obliczeń z wykorzystaniem programy).
• Lokalizacja ścian względem 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 zachodniej, północnej i wschodniej strony z wielką siłą, dlatego straty ciepła tych ścian będą wyższe.
• Obszar ogrzewanego pomieszczenia. Wielkość wychodzącego ciepła zależy od wielkości pomieszczenia, powierzchni ścian, sufitów, okien, drzwi.
• Konstrukcje budowlane ciepłownicze. Każdy materiał ma swój własny współczynnik oporu cieplnego i współczynnik przenikania ciepła - zdolność do przechodzenia przez pewną ilość ciepła. Aby je poznać, musisz użyć danych tabelarycznych, a także zastosować pewne formuły. Informacje na temat składu ścian, sufitów, podłóg, ich grubości można znaleźć w planie technicznym mieszkania.
• Otwory okienne i drzwiowe. Rozmiar, modyfikacja drzwi i podwójne szyby. Im większa powierzchnia otworów okiennych i drzwiowych, tym większa utrata ciepła. Ważne jest, aby uwzględnić obliczenia zainstalowanych drzwi i podwójnie oszklonych okien.
• Wentylacja księgowa. Wentylacja zawsze istnieje w domu, niezależnie od obecności sztucznego wydechu. Wietrzenie pomieszczenia odbywa się przez otwarte okna, ruch powietrza powstaje podczas zamykania i otwierania drzwi wejściowe, ruch ludzi z pokoju do pokoju, co przyczynia się do odejścia ciepłego powietrza z pomieszczenia, jego obieg.

Znając powyższe parametry, możesz nie tylko obliczyć utrata ciepła w domu i określić moc kotła, ale także zidentyfikować miejsca wymagające dodatkowej izolacji.

Wzory do obliczania strat ciepła

Te wzory mogą być wykorzystane do obliczenia strat ciepła nie tylko w prywatnym domu, ale także w mieszkaniu. Przed rozpoczęciem obliczeń konieczne jest przedstawienie planu piętra, zaznaczenie położenia ścian w stosunku do strony świata, zaznacz okna, drzwi, a także oblicz wymiary każdej ściany, okna i drzwi otwory.

Przy obliczaniu strat ciepła stosuje się dwa wzory: przy pierwszym określa się wartość oporu cieplnego struktur otaczających, a drugą stratę ciepła.

Aby określić opór cieplny, użyj wyrażenia:

R = B / K

Tutaj:

• R - wartość oporu cieplnego struktur otaczających, mierzona w (m²* K) / W.
• K - współczynnik przewodności cieplnej materiału, z którego wykonana jest struktura otaczająca, mierzony jest w W / (m * K).
• W - grubość materiału, zapisana w metrach.

Współczynnik przewodności cieplnej K jest parametrem tabelarycznym, grubość B pochodzi z planu technicznego domu.

Wykorzystywana jest również podstawowa formuła obliczania strat ciepła:

Q = L × S × dT / R

Pod względem:

• P - straty ciepła mierzone w watach.
• S - obszar konstrukcji otaczających (ściany, podłogi, sufity).
• dT - różnica między pożądaną temperaturą wnętrza i zewnątrz jest mierzona i rejestrowana w C.
• R - wartość oporu cieplnego konstrukcji, m²• C / W, zgodnie z powyższym wzorem.
• L - współczynnik zależny od orientacji ścian względem punktów kardynalnych.

Mając pod ręką niezbędne informacje, możesz ręcznie obliczyć straty ciepła w budynku.

Przykład obliczania strat ciepła

Jako przykład obliczamy straty ciepła w domu o określonych właściwościach.

Na podstawie planu szerokość konstrukcji wynosi 10 m, długość - 12 m, wysokość sufitu - 2,7 m, ściany są zorientowane na północ, południe, wschód i zachód. W zachodniej ścianie zbudowane są trzy okna, dwa z nich mają wymiary 1,5 x 1,7 m, jedno - 0,6 x 0,3 m.

Ściana południowa ma wbudowane drzwi o wymiarach 1,3 × 2 m, jest też małe okno o wymiarach 0,5 × 0,3 m. Po stronie wschodniej znajdują się dwa okna o wymiarach 2,1 × 1,5 m i jedno 1,5 × 1,7 m.

Ściany składają się z trzech warstw:

• pokrycie ściany DVP (izoplite) na zewnątrz i wewnątrz - 1,2 cm każda, współczynnik - 0,05.
• wełna szklana umieszczona między ścianami, jej grubość wynosi 10 cm, a współczynnik wynosi 0,043.

Opór cieplny każdej ściany jest obliczany oddzielnie, ponieważ pod uwagę brana jest lokalizacja konstrukcji względem punktów kardynalnych, liczba i powierzchnia otworów. Wyniki obliczeń ścian są podsumowane.

Podłoga jest wielowarstwowa, cały obszar jest wykonany przy użyciu tej samej technologii i obejmuje:

• cięty język jest rowkowany, jego grubość wynosi 3,2 cm, współczynnik przewodności cieplnej wynosi 0,15.
• warstwa suchej płyty wiórowej o grubości 10 cm i współczynniku 0,15.
• izolacja - wełna mineralna o grubości 5 cm, współczynnik 0,039.

Załóżmy, że podłoga nie ulega zniszczeniu w piwnicy i podobnych otworach do ciepłownictwa. W związku z tym obliczenia są dokonywane dla obszaru wszystkich lokali za pomocą jednej formuły.

Sufity wykonane są z:

• drewniane tarcze 4 cm o współczynniku 0,15.
• wełna mineralna 15 cm, jej współczynnik wynosi 0,039.
• Paro, warstwa hydroizolacyjna.

Załóżmy, że sufit nie ma wyjścia na strych nad pomieszczeniem mieszkalnym lub gospodarczym.

Dom położony jest w obwodzie briańskim, w mieście Briańsk, gdzie krytyczna temperatura ujemna wynosi -26 stopni. Eksperymentalnie ustalono, że temperatura ziemi wynosi + 8 stopni. Pożądana temperatura pomieszczenia + 22 stopnie.

Obliczanie straty ciepła na ścianie

Aby znaleźć całkowity opór cieplny ściany, należy najpierw obliczyć opór cieplny każdej z jego warstw.

Warstwa wełny szklanej ma grubość 10 cm. Ta wartość musi zostać przekonwertowana na liczniki, czyli:

B = 10 × 0,01 = 0,1

Otrzymana wartość In = 0,1. Przewodność cieplna izolacji cieplnej - 0,043. Zastępowanie danych w formule oporu termicznego i uzyskanie:

R_szkło=0.1/0.043=2.32

Dla podobnego przykładu obliczamy odporność na ciepło izoplitu:

R_isopl=0.012/0.05=0.24

Całkowity opór cieplny ściany będzie równy sumie oporu cieplnego każdej warstwy, biorąc pod uwagę, że mamy dwie warstwy płyty pilśniowej.

R = R_szkło+ 2 × R_isopl=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 powierzchnia ściany S jest obliczana według wzoru:

S_{Północna ściana}=10×2.7=27

Oblicz parametr dT. Wiadomo, że krytyczna temperatura otoczenia dla Bryansk wynosi -26 stopni, a pożądana temperatura pokojowa wynosi +22 stopnie. Potem

dT = 22 - (- 26) = 48

Po stronie północnej uwzględniany jest dodatkowy współczynnik L = 1,1.

Po dokonaniu wstępnych obliczeń można użyć wzoru do obliczania strat ciepła:

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

Oblicz straty ciepła dla ściany zachodniej. Na podstawie danych wbudowane są 3 okna, dwa z nich mają wymiary 1,5 x 1,7 m, a jedno 0,6 x 0,3 m. Obliczamy powierzchnię.

S_zap.steny1=12×2.7=32.4.

Z całkowitej powierzchni zachodniej ściany należy wykluczyć obszar okien, ponieważ ich straty ciepła będą różne. Aby to zrobić, oblicz obszar.

S_ok1=1.5×1.7=2.55

S_window2=0.6×0.4=0.24

Aby obliczyć stratę ciepła, użyjemy powierzchni ściany bez uwzględnienia obszaru okna, to znaczy:

S_zap.steny=32.4-2.55×2-0.24=25.6

Dla strony zachodniej współczynnik dodany wynosi 1,05. Uzyskane dane zastępuje się podstawową formułą do obliczania strat ciepła.

P_zap.steny=25.6×1.05×48/2.8=461.

Podobne obliczenia są wykonywane dla strony wschodniej. Oto 3 okna, jedno ma wymiary 1,5 x 1,7 m, pozostałe dwa to 2,1 x 1,5 m. Obliczamy ich powierzchnię.

S_window3=1.5×1.7=2.55

S_window4=2.1×1.5=3.15

Powierzchnia wschodniej ściany jest równa:

S_{wschodnie ściany1}=12×2.7=32.4

Z całkowitej powierzchni ściany odejmujemy wartości obszaru okien:

S_{wschodnie ściany}=32.4-2.55-2×3.15=23.55

Dodatkowym czynnikiem dla wschodniej ściany jest -1.05. Na podstawie danych obliczamy utratę ciepła ściany wschodniej.

P_{wschodnie ściany}=1.05×23.55×48/2.8=424

Na ścianie południowej znajduje się drzwi o parametrach 1,3x2 mi oknie 0,5x0,3 m. Obliczamy ich powierzchnię.

S_ok5=0.5×0.3=0.15

S_drzwi=1.3×2=2.6

Powierzchnia południowej ściany będzie równa:

S_{południowe ściany1}=10×2.7=27

Określ obszar ściany bez okien i drzwi.

S_{ściana południowa}=27-2.6-0.15=24.25

Oblicz stratę ciepła ściany południowej, uwzględniając współczynnik L = 1.

P_{ściana południowa}=1×24.25×48/2.80=416

Określając utratę ciepła każdej ze ścian, można znaleźć ich całkowitą utratę ciepła według wzoru:

P_ściany= P_{ściana południowa}+ Q_{wschodnie ściany}+ Q_zap.steny+ Q_{Północne ściany}

Zastępując wartości otrzymujemy:

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

W rezultacie utrata ścian cieplnych wyniosła 1810 watów na godzinę.

Obliczanie okien utraty ciepła

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 m, a drugie 0,5 × 0,3 m.

Okna o wymiarach 1,5 × 1,7 m to dwukomorowy profil PVC ze szkłem I. Z dokumentacji technicznej można dowiedzieć się, że jej R = 0,53. Okna o wymiarach 2,1 × 1,5 m są dwukomorowe z argonem i szkłem I, mają opór cieplny R = 0,75, okna 0,6 x 0,3 mi 0,5 × 0,3 - R = 0,53.

Obszar okna został obliczony powyżej.

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

Ważne jest również, aby wziąć pod uwagę orientację okien względem punktów kardynalnych.

Oblicz stratę ciepła okien zachodnich, biorąc pod uwagę współczynnik L = 1,05. Z boku znajdują się 2 okna o wymiarach 1,5 × 1,7 mi jedno z 0,6 × 0,3 m.

P_ok1=2.55×1.05×48/0.53=243

P_window2=0.24×1.05×48/0.53=23

Całkowite całkowite straty zachodnich okien są

P_zap.okon=243×2+23=509

W południowej części znajduje się okno 0,5 × 0,3, jego R = 0,53. Obliczamy stratę ciepła z uwzględnieniem współczynnika 1.

P_{południowe okno}=0.15*48×1/0.53=14

Po stronie wschodniej znajdują się 2 okna o wymiarach 2,1 × 1,5 i jedno okno 1,5 × 1,7. Oblicz straty ciepła biorąc pod uwagę współczynnik L = 1,05.

P_ok1=2.55×1.05×48/0.53=243

P_window3=3.15×1.05×48/075=212

Podsumowujemy straty ciepła okien wschodnich.

P_{Wschodnie okno}=243+212×2=667.

Całkowita utrata ciepła okien będzie równa:

P_okna= P_{Wschodnie okno}+ Q_{południowe okno}+ Q_zap.okon=667+14+509=1190

Razem przez okno przechodzi 1190 watów energii cieplnej.

Określenie strat ciepła drzwi

Dom ma jedno 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 możliwe jest obliczenie temperatury opór drzwi.

R_drzwi=0.05/0.14=0.36

Do obliczeń należy obliczyć jego powierzchnię.

S_drzwi=1.3×2=2.6

Po obliczeniu oporu cieplnego i obszaru można znaleźć straty ciepła. Drzwi znajdują się od strony południowej, więc używamy dodatkowego współczynnika 1.

P_drzwi=2.6×48×1/0.36=347.

Łącznie przez drzwi przechodzi 347 watów ciepła.

Obliczanie oporu podłogi termicznej

Zgodnie z dokumentacją techniczną podłoga jest wielowarstwowa, cała powierzchnia jest taka sama, ma wymiary 10x12 m. Obliczamy jej powierzchnię.

S_seks=10×12=210.

Skład podłogi obejmuje płyty, płyty wiórowe i izolację.

Opór cieplny należy obliczyć osobno dla każdej warstwy podłogi.

R_deski=0.032/0.15=0.21

R_{płyta wiórowa}=0.01/0.15= 0.07

R_{izolacja cieplna}=0.05/0.039=1.28

Całkowity opór cieplny podłogi wynosi:

R_seks= R_deski+ R_{płyta wiórowa}+ R_{izolacja cieplna}=0.21+0.07+1.28=1.56

Biorąc pod uwagę, że w zimie temperatura ziemi jest utrzymywana na poziomie +8 stopni, różnica temperatur będzie równa:

dT = 22-8 = 14

Korzystając ze wstępnych obliczeń, można znaleźć straty ciepła w domu przez podłogę.

Przy obliczaniu strat ciepła podłogi uwzględniamy współczynnik L = 1.

P_seks=210×14×1/1.56=1885

Całkowita strata ciepła na podłodze wynosi 1885 watów.

Obliczanie strat ciepła przez sufit

Przy obliczaniu strat ciepła sufitu uwzględnia się warstwę wełny mineralnej i drewnianych osłon. Paro, hydroizolacja nie jest zaangażowana w proces izolacji, więc nie bierze pod uwagę. Do obliczeń musimy znaleźć odporność termiczną drewnianych osłon i warstwę wełny mineralnej. Używamy ich współczynników przewodności cieplnej i grubości.

R_tarcza=0.04/0.15=0.27

R_min.vat=0.05/0.039=1.28

Całkowita rezystancja cieplna będzie równa sumie R_tarcza i R_min.vat.

R_zadaszenie=0.27+1.28=1.55

Powierzchnia sufitu jest taka sama jak podłoga.

S _sufit = 120

Następnie obliczana jest strata ciepła sufitu, biorąc pod uwagę współczynnik L = 1.

P_sufit=120×1×48/1.55=3717

Łącznie przez sufit pozostawia 3717 watów.

Aby określić całkowitą utratę ciepła w domu, należy zsumować straty ciepła ścian, okien, drzwi, sufitów i podłóg.

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

Aby ogrzać dom o określonych parametrach, należy zastosować kocioł gazowy o mocy 8949 W lub około 10 kW.

Oznaczanie strat ciepła z uwzględnieniem infiltracji

Infiltracja jest naturalnym procesem wymiany ciepła między środowiskiem zewnętrznym, które zachodzi podczas przemieszczania się ludzi po domu, kiedy otwierają się drzwi wejściowe i okna.

Aby obliczyć straty ciepła na wentylację Możesz użyć formuły:

P_inf= 0,33 × K × V × dT

Pod względem:

• K - obliczony kurs wymiany powietrza, w pomieszczeniach mieszkalnych stosuje się współczynnik 0,3, dla pomieszczeń z ogrzewaniem - 0,8, dla kuchni i łazienki - 1.
• V - objętość pomieszczenia jest obliczana z uwzględnieniem wysokości, długości i szerokości.
• dT - różnica temperatur między środowiskiem a mieszkaniem.

Podobną formułę można zastosować, jeśli w pomieszczeniu zainstalowano wentylację.

Wysokość pomieszczenia - 2,7 m, szerokość - 10 m, długość - 12 m. Znając te dane, można znaleźć ich objętość.

V = 2,7 × 10 × 12 = 324

Różnica temperatur będzie równa

dT = 48

Jako współczynnik K przyjmujemy indeks 0,3. Potem

P_inf=0.33×0.3×324×48=1540

Do całkowitego obliczonego indeksu Q należy dodać Q_inf. W końcu

P_ogólne=1540+8949=10489.

Łącznie biorąc pod uwagę przenikanie strat ciepła w domu będzie wynosić 10489 W lub 10,49 kW.

Obliczanie mocy kotła

Przy obliczaniu mocy kotła należy stosować współczynnik bezpieczeństwa 1.2. Oznacza to, że moc będzie równa:

W = Q × k

Tutaj:

• P - straty ciepła w budynku.
• k - współczynnik bezpieczeństwa.

W naszym przykładzie zastępujemy Q = 9237 W i obliczamy wymaganą moc kotła.

W = 10489 × 1,2 = 12587 watów.

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.

Kompetentne obliczenie strat ciepła i mocy kotła gazowego za pomocą wzorów lub metod oprogramowania pozwala określić wysoka dokładność wymaganych parametrów sprzętu, co umożliwia wykluczenie nieracjonalnych kosztów paliwo.

Proszę pisać komentarze w poniższym bloku. Powiedz nam, jak obliczono straty ciepła przed zakupem sprzętu grzewczego do własnego domku letniskowego lub wiejskiego domu. Zadawaj pytania, udostępniaj informacje i zdjęcia na ten temat.