Kako izračunati moč plinskega ogrevalnega kotla: formule in primer izračuna

Pred načrtovanjem ogrevalnega sistema ali namestitvijo ogrevalne opreme je pomembno izbrati plinski kotel, ki lahko proizvede potrebno količino toplote za sobo. Zato je pomembno izbrati napravo takšne moči, da je njena zmogljivost čim višja in njena življenjska doba dolga.

Povedali vam bomo, kako izračunati moč plinskega kotla z visoko natančnostjo in ob upoštevanju določenih parametrov. Članek, ki smo ga predstavili, podrobno opisuje vse vrste toplotnih izgub skozi odprtine in gradbene konstrukcije ter podaja formule za njihov izračun. Poseben primer predstavi značilnosti izračunov.

Tipične napake pri izbiri kotla

Pravilen izračun moči plinskega kotla ne bo le prihranil pri potrošnem materialu, temveč bo tudi povečal učinkovitost naprave. Oprema, katere toplotna moč presega dejanske potrebe po toploti, bo delovala neučinkovito, če kot premalo zmogljiva naprava ne more pravilno ogreti prostora.

Obstaja sodobna avtomatizirana oprema, ki neodvisno regulira oskrbo s plinom, kar odpravlja nepotrebne stroške. Če pa tak kotel opravlja svoje delo do meje svojih zmožnosti, se njegova življenjska doba skrajša.

Posledično se učinkovitost opreme zmanjša, deli se hitreje obrabijo in nastaja kondenzacija. Zato je treba izračunati optimalno moč.

Obstaja mnenje, da je moč kotla odvisna izključno od površine prostora, za vsak dom pa bi bil optimalen izračun 100 W na 1 m². Zato, če želite izbrati moč kotla, na primer za hišo 100 kvadratnih metrov. m, boste potrebovali opremo, ki proizvaja 100*10=10000 W ali 10 kW.

Takšni izračuni so v bistvu napačni zaradi pojava novih zaključnih materialov in izboljšanih izolacijskih materialov, ki zmanjšujejo potrebo po nakupu opreme z visoko močjo.

Moč plinskega kotla je izbrana ob upoštevanju posameznih značilnosti doma. Pravilno izbrana oprema bo delovala čim bolj učinkovito z minimalno porabo goriva

Izračunajte moč plinski kotel ogrevanje se lahko izvede na dva načina - ročno ali s posebnim programom Valtec, ki je zasnovan za profesionalne visoko natančne izračune.

Zahtevana moč opreme je neposredno odvisna od toplotne izgube prostora. Ko poznate stopnjo toplotne izgube, lahko izračunate moč plinskega kotla ali katere koli druge grelne naprave.

Kaj so toplotne izgube prostora?

Vsak prostor ima določene toplotne izgube. Toplota izhaja iz sten, oken, tal, vrat, stropov, zato je naloga plinskega kotla, da kompenzira količino oddane toplote in zagotovi določeno temperaturo v prostoru. To zahteva določeno toplotno moč.

Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da največ toplote uhaja skozi stene (do 70%). Skozi streho in okna lahko uide do 30 % toplotne energije, skozi prezračevalni sistem pa do 40 %. Najmanjše toplotne izgube pri vratih (do 6 %) in tleh (do 15 %)

Na izgubo toplote doma vplivajo naslednji dejavniki.

• Lokacija hiše. Vsako mesto ima svoje podnebne značilnosti.Pri izračunu toplotne izgube je treba upoštevati kritično negativno temperaturo, značilno za regijo, pa tudi povprečno temperaturo in trajanje ogrevalne sezone (za natančne izračune s programom).
• Lokacija sten glede na kardinalne smeri. Znano je, da se vrtnica vetrov nahaja na severni strani, zato bodo toplotne izgube stene, ki se nahaja na tem območju, največje. Pozimi z zahodne, severne in vzhodne strani močno piha hladen veter, zato bodo toplotne izgube teh sten večje.
• Območje ogrevane sobe. Količina izgubljene toplote je odvisna od velikosti prostora, površine sten, stropov, oken, vrat.
• Toplotna tehnika gradbenih konstrukcij. Vsak material ima svoj koeficient toplotne odpornosti in koeficient prenosa toplote - sposobnost, da skozi sebe prenese določeno količino toplote. Če jih želite ugotoviti, morate uporabiti tabelarične podatke in uporabiti tudi določene formule. Informacije o sestavi sten, stropov, tal in njihovi debelini najdete v tehničnem načrtu stanovanja.
• Okenske in vratne odprtine. Velikost, modifikacija vrat in oken z dvojno zasteklitvijo. Večja kot je površina okenskih in vratnih odprtin, večja je toplotna izguba. Pri izračunih je pomembno upoštevati značilnosti vgrajenih vrat in oken z dvojno zasteklitvijo.
• Računovodstvo prezračevanja. Prezračevanje vedno obstaja v hiši, ne glede na prisotnost umetne nape. Prostor zračimo skozi odprta okna, gibanje zraka nastane pri zapiranju in odpiranju vhodnih vrat, ljudje se premikajo iz prostora v prostor, kar pomaga, da topel zrak zapušča prostor in kroži.

Če poznate zgornje parametre, ne morete samo izračunati izguba toplote doma in določite moč kotla, ampak tudi določite mesta, ki potrebujejo dodatno izolacijo.

Formule za izračun toplotne izgube

Te formule se lahko uporabljajo za izračun toplotne izgube ne samo v zasebni hiši, ampak tudi v stanovanju. Preden začnete z izračuni, je treba narisati tloris, upoštevati lokacijo sten glede na kardinalne smeri, določiti okna, vrata in izračunati tudi dimenzije vsake stene, okna in vrat.

Za določitev toplotnih izgub je potrebno poznati strukturo stene, pa tudi debelino uporabljenih materialov. Pri izračunih je upoštevan zid in izolacija

Pri izračunu toplotne izgube se uporabljata dve formuli - s prvo se določi vrednost toplotne upornosti ograjenih konstrukcij, z drugo pa se določi toplotna izguba.

Za določitev toplotne odpornosti uporabite izraz:

R = B/K

Tukaj:

• R - vrednost toplotne odpornosti ograjenih konstrukcij, merjena v (m²*K)/W.
• K – koeficient toplotne prevodnosti materiala, iz katerega je izdelana ograjena konstrukcija, merjen v W/(m*K).
• IN – debelina materiala, zabeležena v metrih.

Koeficient toplotne prevodnosti K je tabelarni parameter, debelina B je vzeta iz tehničnega načrta hiše.

Koeficient toplotne prevodnosti je tabelarična vrednost, odvisen je od gostote in sestave materiala, lahko se razlikuje od tabelarnega, zato je pomembno, da preberete tehnično dokumentacijo za material (+)

Uporablja se tudi osnovna formula za izračun toplotnih izgub:

Q = L × S × dT/R

V izrazu:

• Q – toplotne izgube, merjene v W.
• S – območje ograjenih konstrukcij (stene, tla, stropi).
• dT – razlika med želeno notranjo in zunanjo temperaturo se izmeri in zabeleži v C.
• R – vrednost toplotne odpornosti konstrukcije, m²•C/W, ki se ugotovi z uporabo zgornje formule.
• L – koeficient, odvisen od orientacije sten glede na kardinalne točke.

Če imate pri roki potrebne podatke, lahko ročno izračunate toplotne izgube določene stavbe.

Primer izračuna toplotnih izgub

Za primer izračunajmo toplotne izgube hiše z danimi karakteristikami.

Slika prikazuje načrt hiše, za katero bomo izračunali toplotne izgube. Pri izdelavi posameznega načrta je pomembno pravilno določiti orientacijo sten glede na kardinalne točke, izračunati višino, širino in dolžino konstrukcije ter upoštevati tudi lokacije okenskih in vratnih odprtin, njihove velikosti (+ )

Po načrtu je širina objekta 10 m, dolžina 12 m, višina stropa 2,7 m, stene so orientirane na sever, jug, vzhod in zahod. V zahodni steni so vgrajena 3 okna, dve od njih imata dimenzije 1,5 x 1,7 m, eno - 0,6 x 0,3 m.

Pri izračunu strehe se upoštevajo izolacijski sloj, zaključni in strešni material. Parne in hidroizolacijske folije, ki ne vplivajo na toplotno izolacijo, niso upoštevane

V južni steni so vzidana vrata dimenzij 1,3x2 m, tudi okno 0,5x0,3 m, na vzhodni strani sta dve okni 2,1x1,5 m in eno 1,5x1,7 m.

Stene so sestavljene iz treh plasti:

• stenska obloga z vlakneno ploščo (izoplast) zunaj in znotraj - po 1,2 cm, koeficient - 0,05.
• steklena volna, ki se nahaja med stenami, njena debelina je 10 cm in koeficient 0,043.

Toplotna upornost vsake stene se izračuna ločeno, ker Upošteva se lokacija konstrukcije glede na kardinalne točke, število in površina odprtin. Rezultati izračunov na stenah so povzeti.

Tla so večslojna, izdelana po isti tehnologiji na celotnem območju in vključujejo:

• rezana in pero-utorna plošča, njena debelina je 3,2 cm, koeficient toplotne prevodnosti je 0,15.
• sloj suhe iverne izravnave debeline 10 cm in koeficientom 0,15.
• izolacija – mineralna volna debeline 5 cm, koeficient 0,039.

Predpostavimo, da tla nimajo loput v klet ali podobnih odprtin, ki bi motile ogrevalno tehniko. Posledično se izračun izvede za površino vseh prostorov z uporabo ene same formule.

Stropi so izdelani iz:

• lesene plošče 4 cm s koeficientom 0,15.
• mineralne volne je 15 cm, njen koeficient je 0,039.
• parna in hidroizolacijska plast.

Predpostavimo, da tudi strop nima izhoda na podstrešje nad dnevnim ali pomožnim prostorom.

Hiša se nahaja v regiji Bryansk, v mestu Bryansk, kjer je kritična negativna temperatura -26 stopinj. Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da je temperatura zemlje +8 stopinj. Želena sobna temperatura + 22 stopinj.

Izračun toplotnih izgub sten

Če želite ugotoviti skupno toplotno upornost stene, morate najprej izračunati toplotno upornost vsake plasti.

Plast steklene volne ima debelino 10 cm, to vrednost je treba pretvoriti v metre, to je:

B = 10 × 0,01 = 0,1

Dobili smo vrednost B=0,1. Koeficient toplotne prevodnosti toplotne izolacije je 0,043. Podatke nadomestimo s formulo toplotne odpornosti in dobimo:

R_steklo=0.1/0.043=2.32

S podobnim primerom izračunajmo toplotno odpornost izoplita:

R_izopl=0.012/0.05=0.24

Skupna toplotna upornost stene bo enaka vsoti toplotne upornosti posamezne plasti, glede na to, da imamo dve plasti vlaknene plošče.

R=R_steklo+2×R_izopl=2.32+2×0.24=2.8

Z določitvijo celotne toplotne upornosti stene lahko ugotovite toplotne izgube. Za vsako steno se izračunajo posebej. Izračunajmo Q za severno steno.

Dodatni koeficienti omogočajo, da se pri izračunih upoštevajo posebnosti toplotnih izgub iz sten, ki se nahajajo v različnih smereh sveta.

Na podlagi načrta severna stena nima okenskih odprtin, njena dolžina je 10 m, višina 2,7 m, nato pa se površina stene S izračuna po formuli:

S_{severna stena}=10×2.7=27

Izračunajmo parameter dT. Znano je, da je kritična temperatura okolja za Bryansk -26 stopinj, želena sobna temperatura pa +22 stopinj. Potem

dT=22-(-26)=48

Za severno stran je upoštevan dodatni koeficient L=1,1.

Tabela prikazuje koeficiente toplotne prevodnosti nekaterih materialov, ki se uporabljajo pri gradnji sten. Kot lahko vidite, mineralna volna prenaša najmanjšo količino toplote skozi sebe, armirani beton - največ

Po predhodnih izračunih lahko uporabite formulo za izračun toplotne izgube:

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

Izračunajmo toplotne izgube za zahodno steno. Na podlagi podatkov so vanj vgrajena 3 okna, od katerih imata dve dimenziji 1,5 x 1,7 m, eno pa 0,6 x 0,3 m. Izračunajmo površino.

S_{rezervne stene 1}=12×2.7=32.4.

Iz celotne površine zahodne stene je treba izključiti površino oken, ker bodo njihove toplotne izgube drugačne. Če želite to narediti, morate izračunati površino.

S_okno1=1.5×1.7=2.55

S_okno2=0.6×0.4=0.24

Za izračun toplotne izgube bomo uporabili površino stene brez upoštevanja površine oken, to je:

S_{rezervne stene}=32.4-2.55×2-0.24=25.6

Za zahodno stran je dodatni koeficient 1,05. Dobljene podatke nadomestimo v osnovno formulo za izračun toplotnih izgub.

Q_{rezervne stene}=25.6×1.05×48/2.8=461.

Podobne izračune naredimo za vzhodno stran. Tukaj so 3 okna, eno ima dimenzije 1,5x1,7 m, drugi dve pa 2,1x1,5 m, izračunamo njihovo površino.

S_okno3=1.5×1.7=2.55

S_okno4=2.1×1.5=3.15

Površina vzhodne stene je:

S_{vzhodne stene 1}=12×2.7=32.4

Od skupne površine stene odštejemo vrednosti okenske površine:

S_{vzhodne stene}=32.4-2.55-2×3.15=23.55

Dodatni koeficient za vzhodno steno je -1,05. Na podlagi podatkov izračunamo toplotne izgube vzhodne stene.

Q_{vzhodne stene}=1.05×23.55×48/2.8=424

Na južni steni so vrata s parametri 1,3x2 m in okno 0,5x0,3 m Izračunamo njihovo površino.

S_okno5=0.5×0.3=0.15

S_vrata=1.3×2=2.6

Območje južne stene bo enako:

S_{južne stene 1}=10×2.7=27

Določimo površino stene brez upoštevanja oken in vrat.

S_{južne stene}=27-2.6-0.15=24.25

Toplotne izgube južne stene izračunamo z upoštevanjem koeficienta L=1.

Q_{južne stene}=1×24.25×48/2.80=416

Ko določite toplotne izgube vsake stene, lahko ugotovite njihovo skupno toplotno izgubo po formuli:

Q_stene=Q_{južne stene}+Q_{vzhodne stene}+Q_{rezervne stene}+Q_{severna stena}

Če nadomestimo vrednosti, dobimo:

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

Posledično so toplotne izgube iz sten znašale 1810 W na uro.

Izračun toplotnih izgub oken

V hiši je 7 oken, tri od njih imajo dimenzije 1,5x1,7 m, dve - 2,1x1,5 m, eno - 0,6x0,3 m in še eno - 0,5x0,3 m.

Okna dimenzij 1,5×1,7 m so dvokomorni PVC profil z I-steklom. Iz tehnične dokumentacije lahko razberete, da je njegov R=0,53. Okna dimenzij 2,1x1,5 m, dvokomorna z argonom in I-steklom, imajo toplotno upornost R=0,75, okna 0,6x0,3 m in 0,5x0,3 - R=0,53.

Površina okna je bila izračunana zgoraj.

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

Prav tako je pomembno upoštevati orientacijo oken glede na kardinalne smeri.

Običajno toplotne upornosti za okna ni treba izračunati; ta parameter je naveden v tehnični dokumentaciji za izdelek.

Izračunajmo toplotne izgube zahodnih oken z upoštevanjem koeficienta L=1,05. Ob strani sta 2 okni dimenzij 1,5×1,7 m in eno z dimenzijami 0,6×0,3 m.

Q_okno1=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_okno2=0.24×1.05×48/0.53=23

Skupaj so skupne izgube zahodnih oken

Q_{zaklepanje oken}=243×2+23=509

Na južni strani je okno 0,5×0,3, R=0,53. Izračunajmo njegovo toplotno izgubo ob upoštevanju koeficienta 1.

Q_{južna okna}=0.15*48×1/0.53=14

Na vzhodnih straneh sta 2 okni dimenzij 2,1×1,5 in eno okno 1,5×1,7. Izračunajmo toplotne izgube z upoštevanjem koeficienta L=1,05.

Q_okno1=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_okno3=3.15×1.05×48/075=212

Seštejmo toplotne izgube vzhodnih oken.

Q_{vzhodna okna}=243+212×2=667.

Skupna toplotna izguba oken bo enaka:

Q_okna=Q_{vzhodna okna}+Q_{južna okna}+Q_{zaklepanje oken}=667+14+509=1190

Skozi okna pride skupaj 1190 W toplotne energije.

Določitev toplotne izgube vrat

Hiša ima ena vrata, vgrajena je v južno steno, ima dimenzije 1,3x2 m.Na podlagi podatkov o potnem listu je toplotna prevodnost materiala vrat 0,14, njegova debelina je 0,05 m.Zahvaljujoč tem indikatorjem je toplotna odpornost vrat je mogoče izračunati.

R_vrata=0.05/0.14=0.36

Za izračune morate izračunati njegovo površino.

S_vrata=1.3×2=2.6

Po izračunu toplotne upornosti in površine je mogoče ugotoviti toplotne izgube. Vrata se nahajajo na južni strani, zato uporabimo dodatni faktor 1.

Q_vrata=2.6×48×1/0.36=347.

Skupaj gre skozi vrata 347 W toplote.

Izračun toplotne odpornosti tal

Po tehnični dokumentaciji je pod večslojen, po celotni površini izdelan enako, dimenzij 10x12 m, izračunamo njegovo površino.

S_spol=10×12=210.

Tlak je sestavljen iz desk, iverala in izolacije.

Iz tabele lahko ugotovite koeficiente toplotne prevodnosti nekaterih materialov, ki se uporabljajo za talne obloge. Ta parameter je lahko naveden tudi v tehnični dokumentaciji materialov in se razlikuje od tabele

Toplotno odpornost je treba izračunati za vsako talno plast posebej.

R_deske=0.032/0.15=0.21

R_{iverne plošče}=0.01/0.15= 0.07

R_izolirati=0.05/0.039=1.28

Skupna toplotna odpornost tal je:

R_spol=R_deske+R_{iverne plošče}+R_izolirati=0.21+0.07+1.28=1.56

Glede na to, da pozimi temperatura zemlje ostaja +8 stopinj, bo temperaturna razlika enaka:

dT=22-8=14

S predhodnimi izračuni lahko ugotovite toplotne izgube hiše skozi tla.

Pri izračunu talnih toplotnih izgub se upoštevajo materiali, ki vplivajo na toplotno izolativnost (+)

Pri izračunu talnih toplotnih izgub upoštevamo koeficient L=1.

Q_spol=210×14×1/1.56=1885

Skupna toplotna izguba tal je 1885 W.

Izračun toplotne izgube skozi strop

Pri izračunu toplotnih izgub stropa se upošteva plast mineralne volne in lesene plošče. Parna in hidroizolacija nista vključeni v postopek toplotne izolacije, zato je ne upoštevamo. Za izračune moramo najti toplotno odpornost lesenih plošč in sloja mineralne volne. Uporabljamo njihove koeficiente toplotne prevodnosti in debelino.

R_{vaški ščit}=0.04/0.15=0.27

R_min.vata=0.05/0.039=1.28

Skupna toplotna upornost bo enaka vsoti R_{vaški ščit} in R_min.vata.

R_strehe=0.27+1.28=1.55

Površina stropa je enaka površini tal.

S _strop = 120

Nato se izračunajo toplotne izgube stropa z upoštevanjem koeficienta L=1.

Q_strop=120×1×48/1.55=3717

Skozi strop gre skupno 3717 W.

Tabela prikazuje priljubljene izolacijske materiale za strope in njihove koeficiente toplotne prevodnosti. Najučinkovitejša izolacija je poliuretanska pena, največji koeficient toplotnih izgub ima slama

Za določitev celotne toplotne izgube hiše je treba sešteti toplotne izgube sten, oken, vrat, stropa in tal.

Q_{na splošno}=1810+1190+347+1885+3717=8949 W

Za ogrevanje hiše z določenimi parametri potrebujete plinski kotel, ki podpira moč 8949 W ali približno 10 kW.

Določitev toplotne izgube ob upoštevanju infiltracije

Infiltracija je naravni proces izmenjave toplote med zunanjim okoljem, ki nastane pri gibanju ljudi po hiši, pri odpiranju vhodnih vrat in oken.

Za izračun toplotne izgube za prezračevanje lahko uporabite formulo:

Q_inf=0,33×K×V×dT

V izrazu:

• K - izračunana stopnja izmenjave zraka, za dnevne sobe je koeficient 0,3, za ogrevane prostore - 0,8, za kuhinjo in kopalnico - 1.
• V - prostornina prostora, izračunana ob upoštevanju višine, dolžine in širine.
• dT - temperaturna razlika med okoljem in stanovanjskim objektom.

Podobno formulo lahko uporabimo, če je v prostoru nameščeno prezračevanje.

Če je v hiši umetno prezračevanje, je treba uporabiti enako formulo kot za infiltracijo, le nadomestiti parametre izpušnih plinov namesto K in izračunati dT ob upoštevanju temperature vhodnega zraka.

Višina sobe je 2,7 m, širina 10 m, dolžina 12 m, če poznate te podatke, lahko ugotovite njegovo prostornino.

V=2,7 × 10 × 12=324

Temperaturna razlika bo enaka

dT=48

Za koeficient K vzamemo 0,3. Potem

Q_inf=0.33×0.3×324×48=1540

Skupnemu izračunanemu indikatorju Q je treba prišteti Q_inf. Sčasoma

Q_{na splošno}=1540+8949=10489.

Skupaj, ob upoštevanju infiltracije, bodo toplotne izgube hiše 10489 W ali 10,49 kW.

Izračun moči kotla

Pri izračunu moči kotla je treba uporabiti varnostni faktor 1,2. To pomeni, da bo moč enaka:

W = Q × k

Tukaj:

• Q - toplotne izgube stavbe.
• k — varnostni faktor.

V našem primeru zamenjamo Q = 9237 W in izračunamo potrebno moč kotla.

Š=10489×1,2=12587 W.

Ob upoštevanju varnostnega faktorja je potrebna moč kotla za ogrevanje hiše 120 m² približno 13 kW.

Zaključki in uporaben video na to temo

Video navodila: kako izračunati toplotne izgube doma in moč kotla s programom Valtec.

Kompetenten izračun toplotne izgube in moči plinskega kotla z uporabo formul ali programskih metod vam omogoča, da z visoko natančnostjo določite potrebne parametre opreme, kar omogoča odpravo nerazumnih stroškov goriva.

Komentarje napišite v spodnji blok obrazec. Povejte nam, kako ste izračunali toplotne izgube pred nakupom ogrevalne opreme za lastno dacho ali podeželsko hišo. Postavljajte vprašanja, delite informacije in fotografije o temi.