Ako vypočítať výkon plynového vykurovacieho kotla: vzorce a príklad výpočtu

Pred navrhovaním vykurovacieho systému, inštaláciou vykurovacieho zariadenia, je dôležité zvoliť si plynový kotol, ktorý dokáže generovať potrebné množstvo tepla pre danú miestnosť. Preto je dôležité zvoliť také zariadenie, ktoré má taký výkon, že jeho výkon je čo najvyšší a zdroj je veľký.

Budeme hovoriť o tom, ako vypočítať výkon plynového kotla s vysokou presnosťou a pri zohľadnení určitých parametrov. V článku, ktorý sme uviedli, sú podrobne opísané všetky typy tepelných strát cez otvory a stavebné konštrukcie, sú uvedené vzorce na ich výpočet. Konkrétny príklad predstavuje vlastnosti tvorby výpočtov.

Typické chyby pri výbere kotla

Správny výpočet výkonu plynového kotla ušetrí nielen spotrebný materiál, ale tiež zvýši účinnosť zariadenia. Zariadenie, ktorého prenos tepla presahuje skutočnú potrebu tepla, nebude fungovať efektívne, keď ako nedostatočne výkonné zariadenie nemôže miestnosť správne vykurovať.

K dispozícii je moderné automatizované zariadenie, ktoré nezávisle reguluje dodávku plynu, čo eliminuje neprimerané výdavky. Ak však takýto kotol vykonáva svoju prácu na hranici svojej životnosti, skracuje sa jeho životnosť.

Výsledkom je zníženie účinnosti zariadenia, rýchlejšie opotrebenie dielov a tvorba kondenzátu. Preto je potrebné vypočítať optimálny výkon.

Existuje názor, že výkon kotla závisí výlučne od povrchovej plochy miestnosti a pre každý dom bude optimálny výpočet 100 W na 1 m2. Preto, aby bolo možné zvoliť kapacitu kotla, napríklad pre dom 100 metrov štvorcových. m, budete potrebovať zariadenie, ktoré generuje 100 * 10 = 10 000 wattov alebo 10 kW.

Takéto výpočty sú zásadne nesprávne v súvislosti s výskytom nových povrchových materiálov, zlepšenou izoláciou, ktorá znižuje potrebu nákupu vysokovýkonných zariadení.

Výkon plynového kotla sa volí s ohľadom na individuálne charakteristiky domu. Správne vybrané zariadenie bude pracovať čo najefektívnejšie s minimálnou spotrebou paliva

Vykonajte výpočet výkonu plynový kotol Existujú dva spôsoby vykurovania - manuálne alebo pomocou špeciálneho programu Valtec, ktorý je určený na profesionálne vysoko presné výpočty.

Požadovaný výkon zariadenia priamo závisí od tepelných strát v miestnosti. Po zistení miery tepelných strát môžete vypočítať výkon plynového kotla alebo iného vykurovacieho zariadenia.

Čo je to strata tepla v miestnosti?

Každá miestnosť má určité tepelné straty. Teplo opúšťa steny, okná, podlahy, dvere a stropy, takže úlohou plynového kotla je kompenzovať množstvo uvoľneného tepla a zabezpečiť určitú teplotu v miestnosti. Vyžaduje si to určitú tepelnú energiu.

Experimentálne sa zistilo, že najväčšie množstvo tepla opúšťa steny (až 70%). Až 30% tepelnej energie môže ísť von cez strechu a okná a až 40% cez ventilačný systém. Najmenšia tepelná strata na dverách (do 6%) a na podlahe (do 15%)

Nasledujúce faktory ovplyvňujú tepelné straty domu.

• Umiestnenie domu. Každé mesto má svoje vlastné klimatické prvky. Pri výpočtoch tepelných strát je potrebné zohľadniť kritickú negatívnu teplotnú charakteristiku regiónu, ako aj priemernú teplotu a trvanie vykurovacej sezóny (pre presné výpočty pomocou programu).
• Umiestnenie stien vzhľadom na svetové strany. Je známe, že veterná ružica je umiestnená na severnej strane, takže tepelné straty steny umiestnenej v tejto oblasti budú najväčšie. V zime fúka veľká sila zo západnej, severnej a východnej strany studený vietor, takže tepelné straty týchto stien budú vyššie.
• Oblasť vykurovanej miestnosti. Množstvo odpadového tepla závisí od veľkosti miestnosti, plochy stien, stropov, okien, dverí.
• Tepelná technika stavebných konštrukcií. Každý materiál má svoj vlastný koeficient tepelného odporu a koeficient prestupu tepla - schopnosť prejsť určitým množstvom tepla.Ak chcete zistiť, musíte použiť tabuľkové údaje, ako aj použiť určité vzorce. Informácie o zložení stien, stropov, podláh, ich hrúbke nájdete v technickom pláne bývania.
• Okno a dvere. Veľkosť, úprava dverí a okná s dvojitým zasklením. Čím väčšia je plocha okna a dverí, tým vyššia je tepelná strata. Pri výpočtoch je dôležité zohľadniť vlastnosti inštalovaných dverí a dvojskiel.
• Účtovníctvo vetrania, Vetranie v dome vždy existuje, bez ohľadu na prítomnosť umelých kapucní. Prostredníctvom otvorených okien je miestnosť vetraná, po zatvorení a otvorení vstupných dverí sa vytvára pohyb vzduchu, ľudia sa presúvajú z miestnosti do miestnosti, čo prispieva k odchodu teplého vzduchu z miestnosti, k jeho cirkulácii.

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

Vzorce na výpočet tepelných strát

Tieto vzorce sa môžu použiť na výpočet tepelných strát nielen súkromného domu, ale aj bytu. Pred začatím výpočtov je potrebné znázorniť pôdorys, vyznačiť umiestnenie stien vzhľadom na svetové strany, označiť okná, dvere a tiež vypočítať rozmery každej steny, okna a dverí.

Na stanovenie tepelných strát je potrebné poznať štruktúru steny, ako aj hrúbku použitých materiálov. Pri výpočtoch sa zohľadňuje murivo a izolácia

Pri výpočte tepelných strát sa použijú dva vzorce - pomocou prvého sa stanoví tepelná odolnosť plášťa budovy a druhý sa používa na tepelné straty.

Na určenie tepelnej odolnosti použite výraz:

R = B / K

tu:

• R - hodnota tepelného odporu obvodových plášťov budovy meraná v (m²* K) / W.
• K - koeficient tepelnej vodivosti materiálu, z ktorého je zhotovená uzatváracia štruktúra, sa meria v W / (m * K).
• - hrúbka materiálu zaznamenaná v metroch.

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

Koeficient tepelnej vodivosti je tabuľková hodnota, záleží na hustote a zložení materiálu, môže sa líšiť od tabuľky, preto je dôležité oboznámiť sa s technickou dokumentáciou k materiálu (+)

Používa sa tiež základný vzorec na výpočet tepelných strát:

Q = L × S × dT / R

Vo výraze:

• Q - tepelné straty, merané vo wattoch.
• S - plocha stien (steny, podlahy, stropy).
• dT - rozdiel medzi požadovanou teplotou vnútornej a vonkajšej, meranou a zaznamenanou v C.
• R - hodnota tepelného odporu konštrukcie, m²• C / W, ktorý sa nachádza vo vyššie uvedenom vzorci.
• L - koeficient v závislosti od orientácie stien vzhľadom na svetové strany.

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

Príklad výpočtu tepelných strát

Ako príklad vypočítame tepelné straty domu so špecifikovanými charakteristikami.

Obrázok ukazuje plán domu, pre ktorý vypočítame tepelné straty. Pri zostavovaní individuálneho plánu je dôležité správne určiť orientáciu stien vzhľadom na svetové strany, vypočítať výšku, šírku a dĺžku konštrukcie, ako aj zaznamenať umiestnenie okenných a dverových otvorov, ich veľkosti (+)

Podľa plánu je šírka stavby 10 m, dĺžka 12 m, výška stropu 2,7 m, steny sú orientované na sever, juh, východ a západ. Do západnej steny sú zabudované tri okná, dve z nich majú rozmery 1,5 x 1,7 m, jedno - 0,6 x 0,3 m.

Pri výpočte strechy sa berie do úvahy izolačná vrstva, povrchová úprava a materiál krytiny. Parné a hydroizolačné fólie, ktoré neovplyvňujú tepelnú izoláciu, sa nezohľadňujú

Do južnej steny sú integrované dvere s rozmermi 1,3 × 2 m, malé okno 0,5 x 0,3 m. Na východnej strane sú dve okná 2,1 x 1,5 ma jedno 1,5 × 1,7 m.

Steny sa skladajú z troch vrstiev:

• obklad stien drevovláknitej dosky (izoplit) vonkajšej a vnútornej strany je 1,2 cm, koeficient je 0,05.
• sklenená vlna umiestnená medzi stenami, jej hrúbka je 10 cm a koeficient je 0,043.

Tepelný odpor každej steny sa počíta osobitne, pretože Zohľadňuje umiestnenie štruktúry vzhľadom na svetové strany, počet a plochu otvorov. Výsledky výpočtu steny sú zhrnuté.

Podlaha je viacvrstvová, po celej ploche je vyrobená podľa jednej technológie, zahŕňa:

• rezaná doska je drážkovaná, jej hrúbka je 3,2 cm, koeficient tepelnej vodivosti je 0,15.
• 10 cm hrubá suchá vyrovnávacia vrstva z drevotriesky s koeficientom 0,15.
• izolácia - minerálna vlna s hrúbkou 5 cm, koeficient 0,039.

Predpokladajme, že podlaha nemá otvory, ktoré zhoršujú tepelnú techniku. Preto sa výpočet vykonáva pre oblasť všetkých miestností podľa jedného vzorca.

Stropy sú vyrobené z:

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

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

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

Výpočet tepelných stien steny

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

Vrstva sklenenej vlny má hrúbku 10 cm. Táto hodnota sa musí prepočítať na metre, to znamená:

B = 10 x 0,01 = 0,1

Prijatá hodnota B = 0,1. Koeficient tepelnej vodivosti tepelnej izolácie je 0,043. Nahraďte údaje vo vzorci tepelného odporu a získajte:

R_sklo=0.1/0.043=2.32

Podobným príkladom vypočítame odolnosť izoplitu voči teplu:

R_Izoplit=0.012/0.05=0.24

Celkový tepelný odpor steny sa bude rovnať 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 je možné zistiť tepelné straty. Pre každú stenu sa počítajú osobitne. Vypočítajte Q pre severnú stenu.

Dodatočné koeficienty umožňujú pri výpočtoch zohľadniť tepelné straty stien nachádzajúcich sa v rôznych častiach sveta

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

S_{severná stena}=10×2.7=27

Vypočítame 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 dodatočný koeficient L = 1,1.

V tabuľke sú uvedené koeficienty tepelnej vodivosti niektorých materiálov, ktoré sa používajú pri stavbe stien. Ako vidíte, minerálna vlna prechádza minimálnym množstvom tepla cez seba, železobetón - maximum

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

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

Vypočítame tepelné straty pre západnú stenu. Na základe údajov sú do nich zabudované 3 okná, dve z nich majú rozmery 1,5 x 1,7 ma jedno - 0,6 x 0,3 m. Vypočítame plochu.

S_{západná stena1}=12×2.7=32.4.

Z celkovej plochy západnej steny je potrebné vylúčiť plochu okien, pretože ich tepelné straty budú odlišné. Aby ste to dosiahli, musíte vypočítať oblasť.

S_okn1=1.5×1.7=2.55

S_okn2=0.6×0.4=0.24

Na výpočet tepelných strát použijeme plochu steny bez ohľadu na plochu okien, a to:

S_{západná stena}=32.4-2.55×2-0.24=25.6

Pre západnú stranu je prírastkový koeficient 1,05. Získané údaje nahraďte do hlavného vzorca na výpočet tepelných strát.

Q_{západná stena}=25.6×1.05×48/2.8=461.

Podobné výpočty robíme pre východnú stranu. K dispozícii sú 3 okná, jedno má rozmery 1,5 x 1,7 m, ďalšie dve - 2,1 x 1,5 m. Vypočítame ich plochu.

S_okn3=1.5×1.7=2.55

S_okn4=2.1×1.5=3.15

Oblasť východnej steny je:

S_{východná stena1}=12×2.7=32.4

Z celkovej plochy steny odpočítame hodnoty plochy okien:

S_{východná stena}=32.4-2.55-2×3.15=23.55

Dodatočný koeficient pre východný múr je -1,05. Na základe údajov vypočítame tepelné straty východnej steny.

Q_{východná stena}=1.05×23.55×48/2.8=424

Na južnej stene sú dvere s parametrami 1,3x2 ma oknom 0,5x0,3 m. Vypočítame ich plochu.

S_okn5=0.5×0.3=0.15

S_dvere=1.3×2=2.6

Oblasť južného múru sa bude rovnať:

S_{južná stena1}=10×2.7=27

Určujeme plochu steny s výnimkou okien a dverí.

S_{južné steny}=27-2.6-0.15=24.25

Vypočítame tepelné straty južnej steny, berúc do úvahy koeficient L = 1.

Q_{južné steny}=1×24.25×48/2.80=416

Po určení tepelných strát každej steny môžete zistiť ich celkovú tepelnú stratu podľa vzorca:

Q_steny= Q_{južné steny}+ Q_{východná stena}+ Q_{západná stena}+ Q_{severné steny}

Nahradením hodnôt dostaneme:

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

V dôsledku toho bola tepelná strata stien 1810 wattov za hodinu.

Výpočet tepelných strát okien

V dome je 7 okien, z ktorých tri majú rozmery 1,5 x 1,7 m, dve - 2,1 x 1,5 m, jedno - 0,6 × 0,3 ma ďalšie - 0,5 x 0,3 m.

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

Plocha okien 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 vo vzťahu k svetovým stranám.

Obvykle nie je potrebné počítať tepelný odpor okien, tento parameter je uvedený v technickej dokumentácii k výrobku

Vypočítame tepelné straty západných okien, berúc do úvahy koeficient L = 1,05. Na boku sú 2 okná s rozmermi 1,5 x 1,7 ma jedno s rozmermi 0,6 x 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_podokno=243×2+23=509

Na južnej strane je okno 0,5 x 0,3, jeho R = 0,53. Jeho tepelnú stratu vypočítame s prihliadnutím na koeficient 1.

Q_{južné okno}=0.15*48×1/0.53=14

Na východnej strane sú dve okná s rozmermi 2,1 x 1,5 a jedno okno 1,5 × 1,7. Straty tepla vypočítame 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

Zhrnieme 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_podokno=667+14+509=1190

Celkom z okien vychádza 1190 wattov tepelnej energie.

Stanovenie tepelných strát dverí

Dom má jedno dvere, je zabudovaný do južnej steny, má rozmery 1,3 × 2 m. Na základe údajov z pasu je tepelná vodivosť materiálu brány 0,14, jeho hrúbka je 0,05 m. Vďaka týmto ukazovateľom môžete vypočítať tepelný odpor dverí.

R_dvere=0.05/0.14=0.36

Pre výpočty musíte vypočítať jeho plochu.

S_dvere=1.3×2=2.6

Po výpočte tepelného odporu a plochy nájdete tepelné straty. Dvere sú umiestnené na južnej strane, takže používame ďalší faktor 1.

Q_dvere=2.6×48×1/0.36=347.

Cez dvere vychádza celkom 347 W tepla.

Výpočet tepelného odporu podlahy

Podľa technickej dokumentácie je podlaha viacvrstvová, je vyhotovená rovnomerne po celej ploche, má rozmery 10x12 m. Vypočítame jej plochu.

S_rod=10×12=210.

Zloženie podlahy zahŕňa dosky, drevotrieskové dosky a izoláciu.

Z tabuľky sú uvedené koeficienty tepelnej vodivosti niektorých materiálov použitých na zakrytie podlahy. Tento parameter je možné uviesť aj v technickej dokumentácii materiálov a môže sa líšiť od tabuľky

Tepelný odpor sa musí vypočítať pre každú podlahovú vrstvu osobitne.

R_dosky=0.032/0.15=0.21

R_{drevotriesková doska}=0.01/0.15= 0.07

R_{bude izolovať}=0.05/0.039=1.28

Celková tepelná odolnosť podlahy je:

R_rod= R_dosky+ R_{drevotriesková doska}+ R_{bude izolovať}=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 môžete zistiť tepelné straty doma cez podlahu.

Pri výpočte tepelných strát podlahových materiálov sa prihliada na tepelnú izoláciu (+)

Pri výpočte tepelných strát podlahy sa berie do úvahy koeficient L = 1.

Q_rod=210×14×1/1.56=1885

Celková tepelná strata podlahy je 1885 wattov.

Výpočet tepelných strát stropom

Pri výpočte tepelných strát stropu sa berie do úvahy vrstva minerálnej vlny a drevených panelov. Parná a vodotesná izolácia sa nezúčastňuje na procese tepelnej izolácie, preto ju nezohľadňujeme. Na výpočty musíme nájsť tepelný odpor drevených dosiek a vrstvu minerálnej vlny. Používame ich koeficienty tepelnej vodivosti a hrúbku.

R_{dedinský štít}=0.04/0.15=0.27

R_{minerálna vlna}=0.05/0.039=1.28

Celkový tepelný odpor sa bude rovnať súčtu R_{dedinský štít} a R_{minerálna vlna}.

R_strechu=0.27+1.28=1.55

Stropná plocha je rovnaká ako podlaha.

S _strop = 120

Ďalej, výpočet tepelných strát stropu, berúc do úvahy koeficient L = 1.

Q_strop=120×1×48/1.55=3717

Celkom cez strop ide 3717 wattov.

V tabuľke sú uvedené populárne ohrievače pre stropy a ich koeficienty tepelnej vodivosti. Polyuretánová pena je najúčinnejšou izoláciou, slama má najvyšší koeficient tepelných strát.

Na určenie celkovej tepelnej straty doma je potrebné pripočítať tepelné straty stien, okien, dverí, stropu a podlahy.

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

Na vykurovanie domu so stanovenými parametrami je potrebný plynový kotol, ktorý podporuje výkon 8949 W alebo približne 10 kW.

Stanovenie tepelných strát pri zohľadnení infiltrácie

Infiltrácia je prirodzený proces výmeny tepla medzi vonkajším prostredím, ku ktorému dochádza, keď sa ľudia pohybujú okolo domu, pri otváraní vstupných dverí, okien.

Na výpočet tepelných strát na vetranie môžete použiť vzorec:

Q_inf= 0,33 × K × V × dT

Vo výraze:

• K - vypočítaná rýchlosť výmeny vzduchu, v obývacích izbách použite koeficient 0,3, v miestnostiach s vykurovaním - 0,8, v kuchyni a kúpeľni - 1.
• V - objem miestnosti vypočítaný s ohľadom na výšku, dĺžku a šírku.
• dT - teplotný rozdiel medzi prostredím a bytovým domom.

Podobný vzorec sa môže použiť, ak je v miestnosti nainštalované vetranie.

Ak je v dome umelé vetranie, je potrebné použiť rovnaký vzorec ako pri infiltrácii, namiesto K nahradiť parametre výfukového plynu a vypočítať dT pri zohľadnení teploty privádzaného vzduchu.

Výška miestnosti je 2,7 m, šírka - 10 m, dĺžka - 12 m. Na základe týchto údajov nájdete jej objem.

V = 2,7 x 10 x 12 = 324

Rozdiel teploty bude rovnaký

dT = 48

Ako koeficient K berieme indikátor 0,3. potom

Q_inf=0.33×0.3×324×48=1540

Q by sa malo pripočítať k celkovému Q_inf, Nakoniec

Q_spoločnosť=1540+8949=10489.

Celkom bude pri zohľadnení infiltrácie tepelných strát doma 10489 wattov alebo 10,49 kW.

Výpočet výkonu kotla

Pri výpočte výkonu kotla je potrebné použiť bezpečnostný faktor 1,2. To znamená, že sila sa bude rovnať:

W = Qxk

tu:

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

V našom príklade nahraďte Q = 9237 W a vypočítajte požadovaný výkon kotla.

W = 10489 × 1,2 = 12587 W.

Z hľadiska bezpečnostného faktora je požadovaná kapacita kotla na vykurovanie domu 120 m² rovná sa približne 13 kW.

Závery a užitočné video na túto tému

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

Správny výpočet tepelných strát a výkonu plynového kotla pomocou vzorcov alebo softvérových metód vám umožňuje s vysokou presnosťou určiť potrebné parametre zariadenia, čo umožňuje vylúčiť neprimerané náklady na palivo.

Prosím, napíšte komentár do nižšie uvedeného bloku. Povedzte nám, ako sa vypočítali tepelné straty pred zakúpením vykurovacieho zariadenia pre vlastný letný dom alebo vidiecky dom. Pýtajte sa, zdieľajte informácie a fotografie na túto tému.