Cum se calculează puterea unui cazan pe gaz: formule și exemple

Înainte de proiectarea unui sistem de încălzire, instalarea unui echipament de încălzire, este important să alegeți un cazan de gaz capabil să genereze cantitatea necesară de căldură pentru cameră. Prin urmare, este important să alegeți un dispozitiv cu o astfel de putere, astfel încât performanța sa să fie cât mai mare posibil și resursele să fie mari.

Vom vorbi despre modul în care se calculează puterea unui cazan pe gaz cu o precizie ridicată și luând în considerare anumiți parametri. În articolul prezentat de noi, toate tipurile de pierderi de căldură prin deschideri și structuri de construcție sunt descrise în detaliu și sunt date formule de calcul al acestora. Cu caracteristicile producției de calcule introduce un exemplu specific.

Greșeli frecvente la alegerea cazanului

Calculul corect al puterii cazanului pe gaz nu numai că va economisi consumabile, ci va crește și eficiența dispozitivului. Echipamentul, a cărui putere termică depășește nevoile reale de căldură, va funcționa ineficient atunci când, ca dispozitiv insuficient de puternic, nu poate încălzi în mod corespunzător încăperea.

Există un echipament automat modern care reglementează în mod independent fluxul de gaze, ceea ce elimină costurile necorespunzătoare. Dar dacă un astfel de boiler își desfășoară activitatea la limita capacității sale, atunci durata sa de viață este redusă.

Ca urmare, eficiența echipamentului scade, părțile se uzează mai repede și se formează condens. Prin urmare, este necesar să se calculeze puterea optimă.

Se crede că puterea cazanului depinde numai de suprafața încăperii și de orice locuințe calcul optimal de 100 W per 1 mp. Prin urmare, alegeți puterea cazanului, de exemplu, acasă 100 mp m, veți avea nevoie de echipamente care produc 100 * 10 = 10000 W sau 10 kW.

Astfel de calcule sunt în mod fundamental greșite odată cu apariția de noi materiale de finisare, izolație îmbunătățită, care reduce necesitatea de a achiziționa echipamente de mare putere.

Pentru a calcula puterea cazan de gaz încălzirea este posibilă în două moduri - manual sau folosind un program special Valtec, care este proiectat pentru calcule profesionale de înaltă precizie.

Puterea necesară a echipamentului depinde în mod direct de pierderea de căldură a încăperii. Cunoscând rata pierderilor de căldură, puteți calcula puterea unui cazan pe gaz sau a oricărui alt dispozitiv de încălzire.

Ce este pierderea de căldură în încăpere?

Orice cameră are o anumită pierdere de căldură. Căldura iese din pereți, ferestre, podele, uși, tavan, astfel încât sarcina cazanului de gaze să fie compensarea cantității de căldură produsă și asigurarea unei anumite temperaturi în încăpere. Aceasta necesită o anumită ieșire de căldură.

Următorii factori afectează pierderea de căldură la domiciliu.

• Locația casei. Fiecare oraș are propriile caracteristici climatice. În calculele pierderilor de căldură, este necesar să se țină seama de caracteristica critică negativă a temperaturii regiunii și de asemenea, temperatura medie și durata sezonului de încălzire (pentru calcule exacte folosind Program).
• Poziția pereților față de punctele cardinale. Se știe că trandafirul vântului este situat pe partea de nord, astfel că pierderea de căldură a zidului situat în această zonă va fi cea mai mare. În timpul iernii, vântul rece suflă din partea vestică, nordică și estică cu forță mare, prin urmare pierderile de căldură ale acestor pereți vor fi mai mari.
• Zona camerei încălzite. Dimensiunea căldurii de ieșire depinde de dimensiunea camerei, de zona pereților, de tavanele, de ferestrele, de ușile.
• Instalații de construcții de căldură. Orice material are propriul coeficient de rezistență termică și coeficientul de transfer de căldură - capacitatea de a trece printr-o anumită cantitate de căldură. Pentru a le cunoaște, trebuie să utilizați date tabulare, precum și să aplicați anumite formule. Informații cu privire la compoziția pereților, tavanelor, podelelor, grosimea acestora pot fi găsite în planul tehnic de locuințe.
• Ferestrele și deschiderile ușii. Dimensiunea, modificarea ușilor și geamurilor duble. Cu cât suprafața ferestrei și a ușilor este mai mare, cu atât este mai mare pierderea de căldură. Este important să se țină seama de caracteristicile ușilor instalate și geamurilor cu geam termopan în calcule.
• Ventilație contabilă. Ventilația există întotdeauna în casă, indiferent de prezența exhaustării artificiale. Aerisirea camerei are loc prin ferestrele deschise, mișcarea aerului fiind creată în timpul închiderii și deschiderii ușile de intrare, mișcarea oamenilor de la cameră la cameră, care contribuie la plecarea aerului cald din încăpere circulație.

Cunoscând parametrii de mai sus, nu puteți calcula doar pierdere de căldură la domiciliu și de a determina puterea cazanului, dar și pentru a identifica locațiile care necesită izolare suplimentară.

Formule pentru calculul pierderilor de căldură

Aceste formule pot fi folosite pentru a calcula pierderea de căldură nu numai a unei case private, ci și a unui apartament. Înainte de începerea calculelor, este necesar să se descrie planul de planșeu, marcați locația pereților față de laturile lumii, marcați ferestrele, ușile, precum și calculați dimensiunile fiecărui perete, fereastră și ușă deschideri.

La calculul pierderilor de căldură se utilizează două formule: cu prima se determină valoarea de rezistență la căldură a structurilor de închidere, iar cu al doilea - cu pierderea de căldură.

Pentru a determina rezistența termică, utilizați expresia:

R = B / K

aici:

• R - valoarea rezistenței termice a structurilor de închidere, măsurată în (m²* K) / W.
• K - coeficientul de conductivitate termică a materialului din care este realizată structura de închidere este măsurat în W / (m * K).
• - grosimea materialului, înregistrată în metri.

Coeficientul de conductivitate termică K este un parametru tabular, grosimea B este luată din planul tehnic al casei.

Formula de bază pentru calcularea pierderilor de căldură este, de asemenea, utilizată:

Q = L × S × dT / R

În ceea ce privește:

• Q - pierderea de căldură, măsurată în wați.
• S - zona de structuri de închidere (pereți, podele, plafoane).
• dT - diferența dintre temperatura dorită a interiorului și a exterioară este măsurată și înregistrată în C.
• R - valoarea rezistenței termice a structurii, m²• C / W, care este conform formulei de mai sus.
• L - coeficient în funcție de orientarea pereților față de punctele cardinale.

Având la dispoziție informațiile necesare, puteți calcula manual pierderea de căldură a unei clădiri.

Exemplu de calcul al pierderilor de căldură

De exemplu, calculăm pierderea de căldură a unei case care are caracteristici specificate.

Pe baza planului, lățimea structurii este de 10 m, lungimea - 12 m, înălțimea tavanului - 2,7 m, pereții sunt orientați spre nord, spre sud, spre est și spre vest. Trei ferestre sunt construite în peretele vestic, două dintre ele având dimensiuni de 1,5x1,7 m, câte unul - 0,6x0,3 m.

Peretele sudic are uși încorporate cu dimensiunile de 1,3 × 2 m, există și o fereastră mică de 0,5 × 0,3 m. În partea de est există două ferestre de 2,1 × 1,5 m și una de 1,5 × 1,7 m.

Pereții constau din trei straturi:

• perete acoperind DVP (isoplite) în interior și în interior - 1,2 cm fiecare, coeficientul - 0,05.
• vată de sticlă localizată între pereți, grosimea sa este de 10 cm și coeficientul este 0,043.

Rezistența termică a fiecărui perete este calculată separat, deoarece localizarea structurii în raport cu punctele cardinale, numărul și suprafața deschiderilor Sunt rezumate rezultatele calculelor de perete.

Podeaua are mai multe straturi, întreaga zonă este realizată utilizând aceeași tehnologie și include:

• limba este tăiată, grosimea acesteia este de 3,2 cm, coeficientul de conductivitate termică este de 0,15.
• strat de grosime uscată PAL grosime de 10 cm și un coeficient de 0,15.
• izolație - vată minerală de 5 cm grosime, coeficient 0,039.

Să presupunem că podeaua nu are nici o deteriorare în subsol și deschideri similare la ingineria termică. În consecință, calculul se face pentru zona tuturor incintelor printr-o singură formulă.

Plafoanele sunt realizate din:

• scuturi din lemn de 4 cm cu un coeficient de 0,15.
• vata minerala de 15 cm, coeficientul acestuia fiind de 0,039.
• Paro-strat de impermeabilizare.

Să presupunem că tavanul nu are ieșire la mansardă deasupra unei încăperi rezidențiale sau de utilități.

Casa este situată în regiunea Bryansk, în orașul Bryansk, unde temperatura critică negativă este -26 grade. Se stabilește experimental că temperatura pământului este de + 8 grade. Temperatura dorită a camerei + 22 de grade.

Calculul pierderii de căldură a peretelui

Pentru a găsi rezistența termică totală a unui perete, este mai întâi necesar să se calculeze rezistența termică a fiecărui strat.

Stratul de vată de sticlă este de 10 cm grosime. Această valoare trebuie convertită în metri, adică:

B = 10 x 0,01 = 0,1

Valoare primită In = 0.1. Conductivitatea termică a izolației termice - 0,043. Înlocuirea datelor în formula rezistenței termice și obținerea:

R_sticlă=0.1/0.043=2.32

Pentru un exemplu similar, calculăm rezistența la căldură a izoplitei:

R_Izoplit=0.012/0.05=0.24

Rezistența termică totală a peretelui va fi egală cu suma rezistenței termice a fiecărui strat, dat fiind că avem două straturi de fibră de sticlă.

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

Prin determinarea rezistenței termice totale a peretelui, puteți găsi pierderile de căldură. Pentru fiecare perete, acestea sunt calculate separat. Calculați Q pentru peretele de nord.

Pe baza planului, peretele de nord nu are deschideri de ferestre, lungimea acestuia este de 10 m, înălțimea este de 2,7 m. Apoi suprafața peretelui S se calculează cu formula:

S_{Nordul Zidului}=10×2.7=27

Calculați parametrul dT. Se știe că temperatura ambientală critică pentru Bryansk este -26 grade, iar temperatura dorită a camerei este de +22 grade. atunci

dT = 22 - (- 26) = 48

Pentru partea de nord, factorul adițional L = 1,1 este luat în considerare.

După efectuarea calculelor preliminare, puteți utiliza formula pentru calculul pierderilor de căldură:

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

Calculați pierderea de căldură pentru peretele vestic. Pe baza datelor sunt construite 3 ferestre, două dintre ele având dimensiunile de 1,5x1,7 m și una de 0,6x0,3 m. Calculăm suprafața.

S_zap.steny1=12×2.7=32.4.

Din suprafața totală a peretelui de vest este necesar să se excludă zona ferestrelor, deoarece pierderea lor de căldură va fi diferită. Pentru a face acest lucru, calculați zona.

S_okn1=1.5×1.7=2.55

S_okn2=0.6×0.4=0.24

Pentru a calcula pierderile de căldură, vom folosi zona de perete fără a lua în considerare zona ferestrei, și anume:

S_zap.steny=32.4-2.55×2-0.24=25.6

Pentru partea de vest, factorul adăugat este de 1,05. Datele obținute sunt substituite în formula de bază pentru calculul pierderilor de căldură.

Q_zap.steny=25.6×1.05×48/2.8=461.

Calcule similare se fac pentru partea de est. Aici sunt 3 ferestre, una are dimensiunile de 1,5x1,7 m, celelalte două sunt de 2,1x1,5 m. Calculăm suprafața acestora.

S_okn3=1.5×1.7=2.55

S_okn4=2.1×1.5=3.15

Zona peretelui de est este egală cu:

S_est=12×2.7=32.4

Din suprafața totală a zidului se scad valorile suprafeței ferestrelor:

S_{pereții estului}=32.4-2.55-2×3.15=23.55

Factorul adăugat pentru peretele de est este -1.05. Pe baza datelor, se calculează pierderea de căldură a peretelui de est.

Q_{pereții estului}=1.05×23.55×48/2.8=424

O ușă cu parametrii 1,3x2 m și o fereastră de 0,5x0,3 m este situată pe peretele sudic.

S_okn5=0.5×0.3=0.15

S_ușa=1.3×2=2.6

Zona peretelui de sud va fi egală cu:

S_sud1=10×2.7=27

Determinați zona peretelui fără ferestre și uși.

S_{peretele sudic}=27-2.6-0.15=24.25

Calculați pierderea de căldură a peretelui sudic, luând în considerare coeficientul L = 1.

Q_{peretele sudic}=1×24.25×48/2.80=416

Determinând pierderea de căldură a fiecărui perete, puteți găsi pierderea totală de căldură prin formula:

Q_perete= Q_{peretele sudic}+ Q_{pereții estului}+ Q_zap.steny+ Q_{Nord Walls}

Înlocuind valorile, obținem:

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

Ca urmare, pierderea pereților de căldură sa ridicat la 1810 wați pe oră.

Calcularea ferestrelor cu pierderi de căldură

În casă există 7 ferestre, trei dintre ele având dimensiunile de 1,5 × 1,7 m, două sunt de 2,1 × 1,5 m, una este de 0,6 × 0,3 m și una de 0,5 × 0,3 m.

Ferestrele cu dimensiuni de 1,5 × 1,7 m sunt un profil din PVC cu două camere, cu geam I. Din documentația tehnică puteți afla că R = 0,53. Ferestrele cu dimensiuni de 2,1 x 1,5 m sunt camere duble cu argon și sticlă I, rezistență termică R = 0,75, ferestre 0,6 x 0,3 m și 0,5 x 0,3 - R = 0,53.

Suprafața ferestrei a fost calculată mai sus.

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

De asemenea, este important să se țină cont de orientarea ferestrelor față de punctele cardinale.

Calculați pierderea de căldură a ferestrelor de vest, luând în considerare coeficientul L = 1,05. Pe partea laterală există 2 ferestre cu dimensiunile de 1,5 × 1,7 m și una cu 0,6 × 0,3 m.

Q_okn1=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_okn2=0.24×1.05×48/0.53=23

Pierderile totale totale ale ferestrelor de vest sunt

Q_zap.okon=243×2+23=509

În partea de sud este o fereastră de 0,5 × 0,3, R = 0,53. Calculăm pierderile de căldură luând în considerare coeficientul 1.

Q_{sud fereastră}=0.15*48×1/0.53=14

În partea de est există 2 ferestre cu dimensiunile de 2,1 × 1,5 și o fereastră de 1,5 × 1,7. Calculați pierderile de căldură luând în considerare coeficientul L = 1,05.

Q_okn1=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_okn3=3.15×1.05×48/075=212

Rezumăm pierderea de căldură a ferestrelor din est.

Q_{Fereastra de Est}=243+212×2=667.

Pierderea totală de căldură a ferestrelor va fi egală cu:

Q_fereastră= Q_{Fereastra de Est}+ Q_{sud fereastră}+ Q_zap.okon=667+14+509=1190

Total, prin fereastră, este de 1190 de wați de energie termică.

Determinarea pierderilor de căldură ale ușii

Casa are o ușă, este construită în peretele sudic, are dimensiunile de 1,3 × 2 m. Pe baza datelor din pașaport, conductivitatea termică a materialului ușii este de 0,14, grosimea acestuia fiind de 0,05 m. Datorită acestor indicatori, este posibilă calcularea temperaturii termice rezistența la ușă.

R_ușile=0.05/0.14=0.36

Pentru calcule, trebuie să calculați zona.

S_ușile=1.3×2=2.6

După calcularea rezistenței termice și a zonei puteți găsi pierderile de căldură. Ușa este situată pe partea de sud, deci folosim un factor suplimentar de 1.

Q_ușile=2.6×48×1/0.36=347.

Total, prin ușa merge 347 de căldură.

Calcularea rezistenței termice la pardoseală

Conform documentației tehnice, podeaua este multistrat, întreaga suprafață este aceeași, are dimensiunile de 10x12 m. Calculăm suprafața acesteia.

S_sex=10×12=210.

Compoziția podelei include plăci, plăci aglomerate și izolație.

Rezistența termică trebuie calculată separat pentru fiecare strat al podelei.

R_placi=0.032/0.15=0.21

R_{particleboard}=0.01/0.15= 0.07

R_{izolație termică}=0.05/0.039=1.28

Rezistența termică totală a podelei este:

R_sex= R_placi+ R_{particleboard}+ R_{izolație termică}=0.21+0.07+1.28=1.56

Având în vedere că în timpul iernii temperatura pământului este menținută la + 8 grade, diferența de temperatură va fi egală cu:

dT = 22-8 = 14

Utilizând calcule preliminare, este posibil să găsiți pierderi de căldură la domiciliu prin podea.

Atunci când se calculează pierderea de căldură a podelei, luăm în considerare coeficientul L = 1.

Q_sex=210×14×1/1.56=1885

Pierderea totală a căldurii este de 1885 wați.

Calculul pierderilor de căldură prin plafon

Atunci când se calculează pierderea de căldură a plafonului, se ia în considerare stratul de vată minerală și scuturi din lemn. Paro-hidroizolarea nu este implicată în procesul de izolare, deci nu ia în considerare. Pentru calcule trebuie să găsim rezistența termică a scuturilor din lemn și un strat de vată minerală. Folosim coeficienții lor de conductivitate termică și grosime.

R_der.schit=0.04/0.15=0.27

R_{vată minerală}=0.05/0.039=1.28

Rezistența totală la căldură va fi egală cu suma lui R_der.schit și R_{vată minerală}.

R_acoperiș=0.27+1.28=1.55

Suprafața plafonului este aceeași cu cea a podelei.

S _plafon = 120

În continuare, se calculează pierderea de căldură a plafonului, luând în considerare coeficientul L = 1.

Q_plafon=120×1×48/1.55=3717

Total prin plafonul de frunze 3717 wați.

Pentru a determina pierderea totală a căldurii la domiciliu, este necesar să se adauge pierderile de căldură ale pereților, ferestrelor, ușilor, tavanelor și podelelor.

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

Pentru încălzirea casei cu parametrii specificați necesită un cazan pe gaz care suportă o putere de 8949 W sau aproximativ 10 kW.

Determinarea pierderilor de căldură luând în considerare infiltrarea

Infiltrarea este un proces natural de schimb de căldură între mediul extern, care are loc în timpul mișcării oamenilor din jurul casei, când sunt deschise ușile și ferestrele de intrare.

Pentru a calcula pierderile de căldură pe ventilație Puteți utiliza formula:

Q_inf= 0,33 × K × V × dT

În ceea ce privește:

• K - cursul de schimb aerian calculat, pentru camerele de zi folosiți un coeficient de 0,3, pentru încăperile cu încălzire - 0,8, pentru bucătărie și baie - 1.
• V - volumul camerei este calculat luând în considerare înălțimea, lungimea și lățimea.
• dT - diferența de temperatură dintre mediul înconjurător și locuință.

O formulă similară poate fi utilizată dacă ventilația este instalată în încăpere.

Înălțimea camerei - 2,7 m, lățimea - 10 m, lungimea - 12 m. Cunoscând aceste date, îi puteți găsi volumul.

V = 2,7 × 10 × 12 = 324

Diferența de temperatură va fi egală cu

dT = 48

Ca coeficientul K, luăm indicele 0.3. atunci

Q_inf=0.33×0.3×324×48=1540

La indicele Q calculat, trebuie să adăugați Q_inf. În final

Q_societate=1540+8949=10489.

Total, ținând cont de infiltrarea pierderilor de căldură la domiciliu, va fi de 10489 W sau 10,49 kW.

Calcularea puterii cazanului

La calcularea puterii cazanului este necesar să se folosească factorul de siguranță 1.2. Adică puterea va fi egală cu:

W = Q × k

aici:

• Q - pierderile de căldură ale clădirii.
• k - factor de siguranță.

În exemplul nostru, înlocuim Q = 9237 W și se calculează puterea necesară a cazanului.

W = 10489 x 1,2 = 12587 wați.

Luând în considerare factorul de siguranță, puterea necesară a cazanului pentru încălzirea unei case este de 120 m² egală cu aproximativ 13 kW.

Concluzii și video util pe această temă

Instrucțiuni video: cum se calculează pierderea de căldură la domiciliu și puterea cazanului utilizând programul Valtec.

Calculul competent al pierderilor de căldură și al puterii cazanelor cu gaz folosind formule sau metode software vă permite să determinați de înaltă precizie a parametrilor necesari ai echipamentului, ceea ce face posibilă excluderea costurilor nerezonabile pentru combustibil.

Vă rugăm să scrieți comentariile în blocul de mai jos. Spuneți-ne cum a fost calculată pierderea de căldură înainte de achiziționarea echipamentului de încălzire pentru propria cabană de vară sau pentru o casă de țară. Puneți întrebări, împărtășiți informații și fotografii pe această temă.