Ako vypočítať výkon plynového kotla: vzorce a príklady

Pred navrhovaním vykurovacieho systému, inštaláciou vykurovacích zariadení je dôležité zvoliť plynový kotol schopný generovať potrebné množstvo tepla pre miestnosť. Preto je dôležité vybrať zariadenie s takým výkonom, aby jeho výkon bol čo najvyšší a aby bol zdroj veľký.

Budeme hovoriť o tom, ako vypočítať výkon plynového kotla s vysokou presnosťou as prihliadnutím na určité parametre. V nami prezentovanom článku sú podrobne popísané všetky typy tepelných strát cez otvory a stavebné konštrukcie a sú uvedené vzorce pre ich výpočet. S funkciami tvorby výpočtov zavádza konkrétny príklad.

Bežné chyby pri výbere kotla

Správny výpočet výkonu plynového kotla nielen ušetrí na spotrebnom materiáli, ale zvýši sa aj účinnosť zariadenia. Zariadenie, ktorého tepelný výkon prevyšuje skutočné potreby tepla, bude fungovať neefektívne, keď ako nedostatočne výkonné zariadenie nedokáže správne vykurovať miestnosť.

Existuje moderné automatizované zariadenie, ktoré nezávisle reguluje prietok plynu, čo eliminuje nevhodné náklady. Ak však takýto kotol vykonáva svoju prácu na hranici svojej kapacity, potom sa znižuje jeho životnosť.

V dôsledku toho sa účinnosť zariadení znižuje, rýchlejšie sa opotrebovávajú diely a vznikajú kondenzáty. Preto je potrebné vypočítať optimálny výkon.

Predpokladá sa, že výkon kotla závisí výlučne od povrchovej plochy miestnosti a pre všetky optimálny výpočet obydlia 100 W na 1 m2. Preto si vybrať výkon kotla, napríklad doma 100 m2 M. m, budete potrebovať zariadenie, ktoré produkuje 100 * 10 = 10000 W alebo 10 kW.

Takéto výpočty sú zásadne nesprávne s príchodom nových dokončovacích materiálov, zlepšenou izoláciou, čo znižuje potrebu nákupu vysoko výkonných zariadení.

Pre výpočet výkonu plynový kotol vykurovanie je možné dvoma spôsobmi - ručne alebo pomocou špeciálneho programu Valtec, ktorý je určený pre profesionálne vysoko presné výpočty.

Požadovaný výkon zariadenia priamo závisí od tepelných strát miestnosti. S vedomím rýchlosti tepelných strát môžete vypočítať výkon plynového kotla alebo iného vykurovacieho zariadenia.

Čo je strata tepla v miestnosti?

Každá miestnosť má určité tepelné straty. Teplo vychádza zo stien, okien, podláh, dverí, stropu, takže úlohou plynového kotla je kompenzovať množstvo vyprodukovaného tepla a zabezpečiť určitú teplotu v miestnosti. To si vyžaduje určitý tepelný výkon.

Tepelné straty doma ovplyvňujú nasledujúce faktory.

• Umiestnenie domu. Každé mesto má svoje vlastné klimatické vlastnosti. Pri výpočte tepelných strát je potrebné zohľadniť kritickú zápornú teplotnú charakteristiku oblasti a aj priemerná teplota a trvanie vykurovacej sezóny (pre presné výpočty pomocou. \ t Program).
• Umiestnenie stien vzhľadom k svetovým stranám. Je známe, že veterná ružica sa nachádza na severnej strane, takže tepelné straty steny nachádzajúcej sa v tejto oblasti budú najväčšie. V zime, studený vietor fúka zo západnej, severnej a východnej strany s veľkou silou, preto tepelné straty týchto stien budú vyššie.
• Priestor vykurovanej miestnosti. Veľkosť odchádzajúceho tepla závisí od veľkosti miestnosti, plochy stien, stropov, okien, dverí.
• Tepelné inžinierske stavby. Každý materiál má svoj vlastný koeficient tepelného odporu a koeficient prestupu tepla - schopnosť prejsť určitým množstvom tepla. Ak ich chcete spoznať, musíte použiť tabuľkové údaje, ako aj použiť určité vzorce. Informácie o zložení stien, stropov, podláh, ich hrúbke nájdete v technickom pláne bývania.
• Otvory pre okná a dvere. Veľkosť, úprava dverí a dvojité zasklenie. Čím väčšia je plocha otvorov pre okná a dvere, tým vyššia je tepelná strata. Pri výpočtoch je dôležité zohľadniť vlastnosti inštalovaných dverí a okien s dvojitým zasklením.
• Účtovné vetranie. V dome vždy existuje vetranie, bez ohľadu na prítomnosť umelého odsávania. Prevzdušňovanie miestnosti prebieha cez otvorené okná, počas zatvárania a otvárania sa vytvára pohyb vzduchu vstupné dvere, pohyb osôb z miestnosti do miestnosti, čo prispieva k odchodu teplého vzduchu z miestnosti, jeho obeh.

Znalosť vyššie uvedených parametrov, môžete nielen vypočítať tepelné straty doma a určiť výkon kotla, ale aj identifikovať miesta, ktoré potrebujú ďalšiu izoláciu.

Vzorce na výpočet tepelných strát

Tieto vzorce môžu byť použité na výpočet tepelných strát nielen súkromného domu, ale aj bytu. Pred začatím výpočtov je potrebné zobraziť pôdorys, označiť umiestnenie stien vzhľadom na po celom svete, označte okná, dvere, ako aj rozmery každej steny, okna a dverí otvory.

Pri výpočte tepelných strát sa používajú dva vzorce: pri prvom sa stanoví tepelný odpor uzatváracích konštrukcií s druhou tepelnou stratou.

Na určenie tepelného odporu použite výraz:

R = B / K

tu:

• R - hodnota tepelného odporu obvodových konštrukcií meraná v (m)²* K) / W.
• K - koeficient tepelnej vodivosti materiálu, z ktorého je uzavretá konštrukcia zhotovená, sa meria vo W / (m * K).
• - hrúbka materiálu zaznamenaná v metroch.

Koeficient tepelnej vodivosti K je tabuľkový parameter, hrúbka B je prevzatá z technického plánu domu.

Používa sa aj základný vzorec na výpočet tepelných strát:

Q = L × S × dT / R

Pokiaľ ide o:

• Q - tepelné straty merané vo wattoch.
• S - oblasť uzavretých konštrukcií (steny, podlahy, stropy).
• dT - rozdiel medzi požadovanou teplotou interiéru a exteriéru sa meria a zaznamenáva v C.
• R - hodnota tepelného odporu konštrukcie, m²• C / W, ktorá je podľa vyššie uvedeného vzorca.
• L - koeficient v závislosti od orientácie stien voči svetovým stranám.

Ak máte k dispozícii potrebné informácie, môžete manuálne vypočítať tepelné straty budovy.

Príklad výpočtu tepelných strát

Ako príklad vypočítame tepelné straty domu, ktorý má špecifikované charakteristiky.

Podľa plánu je šírka stavby 10 m, dĺžka - 12 m, výška stropu - 2,7 m, steny sú orientované na sever, juh, východ a západ. V západnej stene sú postavené tri okná, z ktorých dve majú rozmery 1,5x1,7 m, jednu - 0,6 x 0,3 m.

Južná stena má vstavané dvere s rozmermi 1,3 × 2 m, je tu aj malé okno s rozmermi 0,5 × 0,3 m. Na východnej strane sú dve okná s rozmermi 2,1 × 1,5 ma jednou 1,5 × 1,7 m.

Steny sa skladajú z troch vrstiev:

• obloženie stien DVP (izoplite) vonku a vo vnútri - 1,2 cm, koeficient - 0,05.
• sklenená vata umiestnená medzi stenami, jej hrúbka je 10 cm a koeficient je 0,043.

Tepelný odpor každej steny sa vypočíta samostatne, pretože berie sa do úvahy umiestnenie štruktúry vzhľadom na svetové strany, počet a plocha otvorov. Sú zhrnuté výsledky výpočtov stien.

Podlaha je viacvrstvová, celá plocha je vyrobená rovnakou technológiou a zahŕňa:

• rezaný jazyk je ryhovaný, jeho hrúbka je 3,2 cm, koeficient tepelnej vodivosti je 0,15.
• vrstva suchej nivelačnej drevotrieskovej dosky hrúbky 10 cm a koeficient 0,15.
• izolácia - minerálna vlna hrubá 5 cm, koeficient 0,039.

Predpokladajme, že podlaha nemá žiadne zhoršenie v suteréne a podobných otvoroch pre tepelnú techniku. V dôsledku toho sa výpočet robí pre oblasť všetkých priestorov jednotným vzorcom.

Stropy sú vyrobené z:

• drevené štíty 4 cm s koeficientom 0,15.
• minerálna vlna 15 cm, jej koeficient je 0,039.
• Paro-, hydroizolačná vrstva.

Predpokladajme, že strop nemá východ do podkrovia nad obytnou alebo technickou miestnosťou.

Dom sa nachádza v regióne Bryansk, v meste Bryansk, kde je kritická záporná teplota -26 stupňov. Experimentálne sa zistilo, že teplota zeme je +8 stupňov. Požadovaná teplota v miestnosti + 22 stupňov.

Výpočet strát tepelných strát

Na zistenie celkového tepelného odporu steny je potrebné najprv vypočítať tepelný odpor každej z jej vrstiev.

Vrstva sklenej vaty je 10 cm hrubá. Táto hodnota sa musí previesť na metre, to znamená:

B = 10 x 0,01 = 0,1

Prijatá hodnota In = 0,1. Tepelná vodivosť tepelnej izolácie - 0,043. Nahradenie údajov vo vzorci tepelného odporu a získanie:

R_sklo=0.1/0.043=2.32

Pre podobný príklad vypočítame odolnosť izoplitu voči teplu:

R_Izoplit=0.012/0.05=0.24

Celkový tepelný odpor steny bude rovný súčtu tepelného odporu každej vrstvy vzhľadom na to, že máme dve vrstvy drevovláknitej dosky.

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

Stanovením celkového tepelného odporu steny môžete nájsť tepelné straty. Pre každú stenu sa počítajú samostatne. Vypočítajte Q pre severnú stenu.

Na základe plánu nemá severná stena žiadne okenné otvory, jej dĺžka je 10 m, výška 2,7 m. Potom sa plocha steny S vypočíta podľa vzorca:

S_{Severná stena}=10×2.7=27

Vypočítajte parameter dT. Je známe, že kritická okolitá teplota pre Bryansk je -26 stupňov a požadovaná teplota miestnosti je +22 stupňov. potom

dT = 22 - (- 26) = 48

Pre severnú stranu sa berie do úvahy prídavný faktor L = 1,1.

Po vykonaní predbežných výpočtov môžete použiť vzorec na výpočet tepelných strát:

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

Vypočítajte tepelné straty pre západnú stenu. Na základe týchto údajov sú do neho zabudované 3 okná, z ktorých dve majú rozmery 1,5x1,7 ma jedna je 0,6 x 0,3 m.

S_zap.steny1=12×2.7=32.4.

Z celkovej plochy západnej steny je potrebné vylúčiť plochu okien, pretože ich tepelná strata bude iná. Na tento účel vypočítajte plochu.

S_okn1=1.5×1.7=2.55

S_okn2=0.6×0.4=0.24

Na výpočet tepelnej straty použijeme oblasť steny bez zohľadnenia plochy okna, to znamená:

S_zap.steny=32.4-2.55×2-0.24=25.6

Pre západnú stranu je pridaným faktorom 1,05. Získané údaje sú nahradené základným vzorcom pre výpočet tepelných strát.

Q_zap.steny=25.6×1.05×48/2.8=461.

Podobné výpočty sa vykonávajú pre východnú stranu. Tu sú 3 okná, jeden má rozmery 1,5x1,7 m, ďalšie dva sú 2,1 x 1,5 m.

S_okn3=1.5×1.7=2.55

S_okn4=2.1×1.5=3.15

Plocha východnej steny je rovná:

S_{východné steny1}=12×2.7=32.4

Z celkovej plochy steny odpočítame hodnoty plochy okien:

S_{východnej steny}=32.4-2.55-2×3.15=23.55

Pridaný faktor pre východnú stenu je -1,05. Na základe údajov vypočítame tepelné straty východnej steny.

Q_{východnej steny}=1.05×23.55×48/2.8=424

Na južnej stene sa nachádzajú dvere s parametrami 1,3x2m a oknom 0,5x0,3 m.

S_okn5=0.5×0.3=0.15

S_dvere=1.3×2=2.6

Oblasť južnej steny bude rovná:

S_{južné steny1}=10×2.7=27

Určite plochu steny bez okien a dverí.

S_{južnej steny}=27-2.6-0.15=24.25

Vypočítajte tepelné straty južnej steny s prihliadnutím na koeficient L = 1.

Q_{južnej steny}=1×24.25×48/2.80=416

Stanovením tepelných strát každej steny môžete zistiť ich celkové tepelné straty podľa vzorca:

Q_stena= Q_{južnej steny}+ Q_{východnej steny}+ Q_zap.steny+ Q_{Severné steny}

Nahradením hodnôt dostaneme:

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

V dôsledku toho strata tepelných stien predstavovala 1810 wattov za hodinu.

Výpočet okien tepelných strát

V dome je 7 okien, z toho tri majú rozmery 1,5 × 1,7 m, dve sú 2,1 × 1,5 m, jedna je 0,6 x 0,3 m a druhá je 0,5 × 0,3 m.

Okná s rozmermi 1,5 × 1,7 m je dvojkomorový PVC profil s I-sklom. Z technickej dokumentácie zistíte, že R = 0,53. Okná s rozmermi 2,1 × 1,5 m sú dvojkomorové s argónom a I-sklom, majú tepelný odpor R = 0,75, okná 0,6 x 0,3 m a 0,5 x 0,3 - R = 0,53.

Oblasť okna bola vypočítaná vyššie.

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

Je tiež dôležité zvážiť orientáciu okien voči svetovým stranám.

Vypočítajte tepelné straty západných okien s prihliadnutím na koeficient L = 1,05. Na boku sú 2 okná s rozmermi 1,5 × 1,7 ma jedna s 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

Celkové celkové straty západných okien sú

Q_zap.okon=243×2+23=509

Na južnej strane je okienko 0,5 × 0,3, R = 0,53. Vypočítame jeho tepelné straty s prihliadnutím na koeficient 1.

Q_{južné okno}=0.15*48×1/0.53=14

Na východnej strane sú 2 okná s rozmermi 2,1 × 1,5 a jedným oknom 1,5 × 1,7. Vypočítajte tepelnú stratu s prihliadnutím na koeficient L = 1,05.

Q_okn1=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_okn3=3.15×1.05×48/075=212

Zhrňujeme tepelné straty východných okien.

Q_{Východné okno}=243+212×2=667.

Celková tepelná strata okien sa rovná:

Q_okno= Q_{Východné okno}+ Q_{južné okno}+ Q_zap.okon=667+14+509=1190

Celkom cez okno ide 1190 W tepelnej energie.

Stanovenie tepelných strát dverí

Dom má jedno dvere, je zabudovaný do južnej steny, má rozmery 1,3 × 2 m. tepelná vodivosť dverného materiálu je 0,14, jeho hrúbka je 0,05 m. Vďaka týmto indikátorom je možné vypočítať tepelnú odpor dverí.

R_dvere=0.05/0.14=0.36

Pre výpočty je potrebné vypočítať jeho plochu.

S_dvere=1.3×2=2.6

Po výpočte tepelného odporu a oblasti zistíte tepelnú stratu. Dvere sú umiestnené na južnej strane, preto používame prídavný faktor 1.

Q_dvere=2.6×48×1/0.36=347.

Celkom, cez dvere ide 347 wattov tepla.

Výpočet tepelnej odolnosti podlahy

Podľa technickej dokumentácie je podlaha viacvrstvová, celá plocha je rovnaká, má rozmery 10x12 m.

S_rod=10×12=210.

Zloženie podlahy zahŕňa dosky, drevotrieskové dosky a izolácie.

Tepelná odolnosť musí byť vypočítaná pre každú vrstvu podlahy samostatne.

R_dosky=0.032/0.15=0.21

R_{drevotriesková doska}=0.01/0.15= 0.07

R_{tepelná izolácia}=0.05/0.039=1.28

Celkový tepelný odpor podlahy je:

R_rod= R_dosky+ R_{drevotriesková doska}+ R_{tepelná izolácia}=0.21+0.07+1.28=1.56

Vzhľadom na to, že v zime sa teplota zeme udržuje na +8 stupňov, teplotný rozdiel sa rovná:

dT = 22-8 = 14

Pomocou predbežných výpočtov je možné nájsť tepelné straty doma cez podlahu.

Pri výpočte tepelnej straty podlahy berieme do úvahy koeficient L = 1.

Q_rod=210×14×1/1.56=1885

Celková tepelná strata podlahy je 1885 wattov.

Výpočet tepelných strát cez strop

Pri výpočte tepelných strát stropu sa berie do úvahy vrstva minerálnej vlny a drevené štíty. Paro, hydroizolácia nie je zapojená do procesu izolácie, takže to neberie do úvahy. Pre výpočty potrebujeme zistiť tepelnú odolnosť drevených štítov a vrstvu minerálnej vlny. Používame ich koeficienty tepelnej vodivosti a hrúbky.

R_der.schit=0.04/0.15=0.27

R_{minerálna vlna}=0.05/0.039=1.28

Celkový tepelný odpor sa bude rovnať súčtu R_der.schit a R_{minerálna vlna}.

R_strecha=0.27+1.28=1.55

Strop je rovnaký ako podlaha.

S _strop = 120

Ďalej sa vypočíta tepelná strata stropu s prihliadnutím na koeficient L = 1.

Q_strop=120×1×48/1.55=3717

Celkom cez strop ponecháva 3717 wattov.

Na určenie celkovej straty tepla v domácnosti je potrebné spočítať tepelné straty stien, okien, dverí, stropov a podláh.

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

Pre vykurovanie domu so zadanými parametrami je potrebný plynový kotol s výkonom 8949 W alebo cca 10 kW.

Stanovenie tepelných strát pri zohľadnení infiltrácie

Infiltrácia je prirodzený proces výmeny tepla medzi vonkajším prostredím, ku ktorému dochádza pri pohybe ľudí okolo domu, keď sa otvárajú vchodové dvere a okná.

Pre výpočet tepelných strát na ventiláciu Môžete použiť vzorec:

Q_inf= 0,33 × K × V × dT

Pokiaľ ide o:

• K - vypočítaný výmenný kurz vzduchu, pre obývacie izby použite koeficient 0,3, pre miestnosti s kúrením - 0,8, pre kuchyňu a kúpeľňu - 1.
• V - objem miestnosti sa vypočíta s prihliadnutím na výšku, dĺžku a šírku.
• dT - teplotný rozdiel medzi prostredím a bytom.

Podobný vzorec možno použiť, ak je v miestnosti inštalované vetranie.

Výška miestnosti - 2,7 m, šírka - 10 m, dĺžka - 12 m.

V = 2,7 x 10 x 12 = 324

Teplotný rozdiel sa bude rovnať

dT = 48

Ako koeficient K berieme index 0,3. potom

Q_inf=0.33×0.3×324×48=1540

K celkovému vypočítanému indexu Q musíte pridať Q_inf. Nakoniec

Q_spoločnosť=1540+8949=10489.

Spolu, berúc do úvahy infiltráciu tepelných strát doma, bude 10489 W alebo 10,49 kW.

Výpočet výkonu kotla

Pri výpočte výkonu kotla je potrebné použiť bezpečnostný faktor 1.2. To znamená, že sila bude rovná:

W = Q × k

tu:

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

V našom príklade nahradíme Q = 9237 W a vypočítame požadovaný výkon kotla.

W = 10489 × 1,2 = 12587 wattov.

Pri zohľadnení bezpečnostného faktora je požadovaný výkon kotla na vykurovanie domu 120 m² približne 13 kW.

Závery a užitočné video na túto tému

Video inštrukcia: ako vypočítať tepelné straty doma a výkon kotla pomocou programu Valtec.

Kompetentné výpočty tepelných strát a výkonu plynového kotla pomocou vzorcov alebo softvérových metód vám umožňujú určiť vysoká presnosť požadovaných parametrov zariadenia, čo umožňuje vylúčiť neprimerané náklady na paliva.

Napíšte poznámky do nižšie uvedeného bloku. Povedzte nám, ako bola vypočítaná strata tepla pred zakúpením vykurovacieho zariadenia pre vlastnú letnú chatu alebo vidiecky dom. Pýtajte sa, zdieľajte informácie a fotografie na túto tému.