Càlcul de la potència de les calderes de calefacció de combustible sòlid

Per triar una caldera de combustible sòlid, cal parar atenció a la potència. Aquest paràmetre mostra la quantitat de calor que pot crear un dispositiu específic quan es connecta al sistema de calefacció. Depèn directament d’això si és possible, amb l’ajut d’aquest equip, subministrar calor a la casa en la quantitat necessària o no.

Per exemple, en una habitació on hi ha instal·lada una caldera de pellets amb poca potència, en el millor dels casos serà fresca. A més, no és la millor opció per instal·lar una caldera amb excés de capacitat, ja que funcionarà constantment en un mode econòmic i això reduirà significativament l’indicador d’eficiència.

Per tant, per calcular la potència de la caldera per escalfar una casa privada, heu de seguir certes regles.

Com es calcula la potència d’una caldera de calefacció, sabent el volum de la sala climatitzada?

La potència calorífica de la caldera es determina per la fórmula:

Q = V × ΔT × K / 850

• Q
  - la quantitat de calor en kW / h
• V
  - el volum de la sala climatitzada en metres cúbics
• ΔT
  - la diferència entre la temperatura exterior i interior de la casa
• A
  - coeficient de pèrdua de calor
• 850
  - el nombre a causa del qual el producte dels tres paràmetres anteriors es pot convertir en kW / h

Índex A

pot tenir els següents significats:

• 3-4 - si l'estructura de l'edifici és simplificada i de fusta, o si està feta amb xapa perfilada
• 2-2.9: la sala té poc aïllament tèrmic. Aquesta habitació té una estructura senzilla, la longitud d’un maó és igual al gruix de la paret, les finestres i el sostre tenen una construcció simplificada
• 1-1.9: l'estructura de l'edifici es considera estàndard. Aquestes cases tenen una doble pestanya de maó i poques finestres senzilles. Sostre ordinari
• 0.6-0.9: es considera que es millora l'estructura de l'edifici. Aquest edifici té finestres de doble vidre, la base del terra és gruixuda, les parets són de maó i tenen doble aïllament, la coberta està aïllada amb bon material.

A continuació es mostra una situació en què es selecciona una caldera de calefacció segons el volum de la sala climatitzada.

La casa té una superfície de 200 m², l'alçada de les seves parets és de 3 m, l'aïllament tèrmic és de primera classe. La temperatura ambient propera a la casa no baixa de -25 ° C. Resulta que ΔT = 20 - (-25) = 45 ° C. Resulta que, per esbrinar la quantitat de calor que es necessita per escalfar una casa, cal fer el següent càlcul:

Q = 200 × 3 × 45 × 0,9 / 850 = 28,58 kWh

El resultat obtingut encara no s’ha d’arrodonir, ja que encara es pot connectar un sistema de subministrament d’aigua calenta a la caldera.

Si l’aigua per rentar s’escalfa d’una manera diferent, no cal ajustar el resultat obtingut de forma independent i aquesta fase del càlcul és definitiva.

Com es calcula la quantitat de calor que es necessita per escalfar aigua?

Per calcular el consum de calor en aquest cas, cal afegir de forma independent el consum de calor per al subministrament d’aigua calenta a l’indicador anterior. Per calcular-lo, podeu utilitzar la fórmula següent:

Qw = s × m × Δt

• amb
  - calor específica de l'aigua, que sempre és igual a 4200 J / kg K,
• m
  - massa d’aigua en kg
• Δt
  - la diferència entre la temperatura de l'aigua escalfada i l'aigua entrant del subministrament d'aigua.

Per exemple, la família mitjana consumeix de mitjana 150 litres d’aigua tèbia. El refrigerant que escalfa la caldera té una temperatura de 80 ° C i la temperatura de l’aigua provinent del subministrament d’aigua és de 10 ° C, llavors Δt = 80 - 10 = 70 ° C.

Per tant:

Qw = 4200 × 150 × 70 = 44.100.000 J o 12,25 kWh

A continuació, heu de fer el següent:

1. Suposem que cal escalfar 150 litres d’aigua alhora, cosa que significa que la capacitat de l’intercanviador de calor indirecte és de 150 litres, per tant, s’ha d’afegir 12,25 kW / h a 28,58 kW / h.Això es fa perquè l'indicador Qzag és inferior a 40,83, per tant, la sala serà més freda que els 20 ° C esperats.
2. Si l’aigua s’escalfa en porcions, és a dir, que la capacitat de l’intercanviador de calor indirecte és de 50 litres, l’indicador 12.25 s’ha de dividir per 3 i després s’ha d’afegir de forma independent a 28.58. Després d’aquests càlculs, Qzag és igual a 32,67 kW / h. L’indicador resultant és la potència de la caldera, que es necessita per escalfar l’habitació.

https://youtu.be/sm2yTOiXJZ8

Càlcul de calor per ACS

Per calcular quanta calor cal gastar en escalfar aigua, heu d’utilitzar la fórmula Qw = s * m * Δt:

• on és c calor específica de l’aigua (l'indicador sempre és igual a 4200 J / kg * K);
• m - massa d’aigua en kg;
• No hi ha diferència de temperatura entre aigua escalfada i subministrada des del subministrament d’aigua.

Selecció d’una caldera per zona d’una casa particular. Com es fa un càlcul?

Aquest càlcul és més precís perquè té en compte un gran nombre de matisos. Es produeix segons la fórmula següent:

Q = 0,1 × S × k1 × k2 × k3 × k4 × k5 × k6 × k7

1. 0,1 kW
   - la taxa de calor necessària per 1 m².
2. S
   - la zona de la sala a escalfar.
3. k1
   mostra la calor que es va perdre a causa de l'estructura de les finestres i té els indicadors següents:

• 1,27 - got únic a la finestra
• 1,00: finestra de doble vidre
• 0,85 - triple vidre a la finestra

1. k2
   mostra la calor que s’ha perdut a causa de la zona de la finestra (Sw). Sw fa referència a la superfície del sòl Sf. Els seus indicadors són els següents:

• 0,8 - a Sw / Sf = 0,1;
• 0,9 - a Sw / Sf = 0,2;
• 1,0 - a Sw / Sf = 0,3;
• 1,1 - a Sw / Sf = 0,4;
• 1,2 - a Sw / Sf = 0,5.

1. k3
   mostra fuites de calor a través de les parets. Pot ser el següent:

• 1,27: aïllament tèrmic de mala qualitat
• 1 - la paret de la casa té 2 maons de gruix o un aïllament de 15 cm de gruix
• 0,854: bon aïllament tèrmic

1. k4
   mostra la quantitat de calor perduda a causa de la temperatura a l'exterior de l'edifici. Té els indicadors següents:

• 0,7, quan tz = -10 ° C;
• 0,9 per tz = -15 ° C;
• 1,1 per a tz = -20 ° C;
• 1,3 per a tz = -25 ° C;
• 1,5 per tz = -30 ° C.

1. k5
   mostra la quantitat de calor que es perd a causa de les parets exteriors. Té els següents significats:

• 1.1 a l'edifici 1 mur exterior
• 1.2 a l'edifici 2 parets exteriors
• 1.3 a l'edifici 3 murs exteriors
• 1.4 a l'edifici 4 parets exteriors

1. k6
   mostra la quantitat de calor que es necessita addicionalment i depèn de l'alçada del sostre (H):

• 1 - per a una alçada del sostre de 2,5 m;
• 1,05: per a una alçada del sostre de 3,0 m;
• 1.1 - per a una alçada del sostre de 3,5 m;
• 1,15 - per a una alçada del sostre de 4,0 m;
• 1,2 - per a una alçada del sostre de 4,5 m.

1. k7
   mostra la quantitat de calor que s’ha perdut. Depèn del tipus d’edifici situat a sobre de la sala climatitzada. Té els indicadors següents:

• 0,8 habitació climatitzada;
• 0,9 golfes càlids;
• 1 golfes freds.

Com a exemple, agafarem les mateixes condicions inicials, excepte el paràmetre de les finestres, que tenen una triple unitat de vidre i representen el 30% de la superfície del sòl. L’estructura té 4 parets exteriors i un altell fred a sobre.

Aleshores el càlcul serà així:

Q = 0,1 x 200 x 0,85 x 1 x 0,854 x 1,3 x 1,4 x 1,05 x 1 = 27,74 kWh

Cal augmentar aquest indicador, per això cal afegir de forma independent la quantitat de calor necessària per a l’ACS, si està connectada a la caldera.

Si no necessiteu fer càlculs precisos, podeu utilitzar una taula universal. Amb ella, es pot determinar la potència de la caldera segons la superfície de la casa. Per exemple, una caldera amb una potència de 19 kW és adequada per escalfar una habitació de 150 metres quadrats i 200 metres quadrats per escalfar-la. requerirà 22 kW.

Els mètodes anteriors són molt útils per calcular la potència de la caldera per escalfar la casa.

Mètodes de càlcul

Per mantenir una temperatura confortable als habitatges, equipant de manera independent el sistema de calefacció, cal tenir en compte la pèrdua de calor a través de la base del sòl, les parets, el sostre, les estructures de portes i finestres. Hi ha d’haver una reserva d’energia en cas de gelades severes.

Pel volum de la zona escalfada

Fórmula per calcular la calor:

Q = V × ΔT × K / 850, on

• Q és la quantitat d'energia calorífica, kW / h;
• V és el volum de l'habitació, m³;
• ΔT és la diferència de temperatura entre l'entorn d'aire extern i l'intern;
• K - coeficient de pèrdua d'energia calorífica;
• 850 és un nombre constant per convertir a kWh.

Podeu calcular la quantitat de calor pel volum de la zona escalfada.

Valors del coeficient tèrmic per a diferents objectes:

• estructures constructives millorades (parets de maó, terres gruixuts, finestres de doble vidre a les obertures de les finestres, l'aïllament es fa en 2 capes) - K = 0,6-0,9;
• edificis residencials estàndard: K = 1-1,9;
• construcció simplificada de cases amb una capa d’aïllament tèrmic i finestres estàndard - K = 2-2,9;
• edificis de fusta - K = 3-4.

A l’hora de calcular la quantitat de calor necessària per a tots els salons de la casa, cal tenir en compte la calefacció de l’aigua per a les necessitats dels consumidors de la família.

Per la zona de l'habitació

A l’hora de calcular la quantitat de calor necessària per a una habitació, es tenen en compte molts matisos, de manera que aquest mètode és més precís.

Fórmula: Q = 0,1 × S × k1 × k2 × k3 ... .. k7, on

• taxa d’energia tèrmica: 0,1 kW / m²;
• S és la zona del territori;
• k1: indicador de pèrdues per estructures de finestres (unitat de vidre simple - 1,27, doble - 1, triple - 0,85);
• k2 és el consum de calor a l'àrea de la finestra (Sw) en relació amb la superfície del sòl Sf (a Sw / Sf = 0,1, k2 = 0,8; respectivament, 0,2 a 0,9; 0,3 a 1,0; 0, 4 a 1,1 i 0,5 a 1,2) ;
• k3 - fuita d'energia a través de les parets de l'habitació (quan s'utilitza material aïllant de baixa qualitat - 1,27; s'utilitza un material amb un gruix de 15 cm o doble maó - 1,0; per a aïllaments d'alta qualitat - 0,854);
• k4 - pèrdua de calor a causa de la temperatura externa (a T = -10 ° C, k4 = 0,7, respectivament, de -15 ° C a 0,9; -20 ° C a 1,1; -25 ° C a 1, 3; -30 ° C a 1,5);
• k5 - costos energètics a causa d'una paret exterior - 1,1; 2 - 1,2; 3 - 1,3; 4 - 1,4;
• k6: quantitat addicional de calor en funció de l'alçada del sostre de l'habitació: H = 2,5 m, K = 1, respectivament, de 3 m a 1,05; 3,5 m a 1,1; 4 m a 1,15; 4,5 m a 1,2;
• k7 - pèrdues d’energia en funció de l’estructura situada a sobre de la sala climatitzada (golfes fredes - K = 1, aïllades - 0,9, sala climatitzada - 0,8).

A l’hora de realitzar el càlcul, es tenen en compte molts matisos.

Per exemple, l'edifici té 4 parets exteriors, les obertures de les finestres estan equipades amb unitats de vidre triple, els paràmetres del qual són del 30% en comparació amb la superfície del sòl. Hi ha un altell fred entre el sostre i l'estructura del sostre.

Fórmula de càlcul: Q = 0,1 × 200 × 0,85 × 1 × 0,854 × 1,3 × 1,4 × 1,05 × 1 = 27,74 kWh.

L'indicador resultant s'incrementa per la quantitat d'energia tèrmica necessària per al subministrament d'aigua calenta (si aquest sistema està connectat a un aparell de combustible sòlid).

Càlcul d’una caldera d’aigua calenta

Aquest indicador s’obté mitjançant la fórmula següent:

Qw = s × m × Δt, on

• Qv: energia necessària per a una caldera d’aigua calenta;
• c - capacitat calorífica específica del líquid (valor constant igual a 4200 J / kg * K);
• m és la massa d’aigua;
• Δt és la diferència de temperatura entre el líquid fred i l’escalfat.

La potència de la caldera seleccionada incorrectament comportarà un augment del consum d’energia.

Per exemple, una família de 4 persones consumeix 150 litres / dia d’aigua calenta. La caldera està equipada amb un portador de calor capaç d'escalfar el líquid procedent del sistema de comunicació general de T = 10 ° C a T = 80 ° C. En aquest cas, la diferència de temperatura Δt = 80 - 10 = 70 ° C.

Substituïm tots els valors de la fórmula i obtenim:

Qw = 4200 J / kg * K × 150 kg × 70 ° C = 44.100.000 J (traduït per 12,25 kW / h).

Per exemple, cal escalfar immediatament 150 litres d’aigua per rentar-los. En conseqüència, l’intercanviador de calor indirecte té una capacitat de 150 litres. Per tant, a 28,58 kW / h (consum d’energia per a l’habitació), s’han d’afegir 12,25 kW / h addicionals (escalfament d’aigua). En aquest cas, el valor de Qzag és inferior a 40,83 kW / h, és a dir, la temperatura de l'aire a les habitacions serà inferior als 20 ° C. calculats

Amb l’escalfament per lot del líquid (capacitat de l’intercanviador de calor indirecte = 50 l), els costos seran de 12,25 kW / 3 = 4,08 kW / h. En conseqüència, Qzag = 28,58 + 4,08 = 32,66 kW / h. Aquesta és la potència necessària de l’equip de calefacció per mantenir la temperatura ambient superior a 20 ° C i escalfar el recipient amb aigua per a ús domèstic.

Càlcul de la potència real d'una caldera de llarga durada mitjançant l'exemple de "Kupper PRACTIC-8"

El disseny de la majoria de les calderes està dissenyat per al tipus específic de combustible en què funcionarà aquest dispositiu.Si s’utilitza una categoria diferent de combustible per a la caldera, que no es reassigna, l’eficiència es reduirà significativament. També cal recordar les possibles conseqüències de l’ús d’un combustible que el fabricant de l’equip de la caldera no proporciona.

Ara demostrarem el procés de càlcul utilitzant l’exemple de la caldera Teplodar, el model Kupper PRACTIC-8. Aquest equipament està destinat al sistema de calefacció d'edificis residencials i altres locals, que tenen una superfície inferior a 80 m². A més, aquesta caldera és universal i pot funcionar no només en sistemes de calefacció tancats, sinó també en sistemes oberts amb circulació forçada del refrigerant. Aquesta caldera té les següents característiques tècniques:

1. la capacitat d’utilitzar llenya com a combustible;
2. de mitjana per hora, crema 10 llenyes;
3. la potència d'aquesta caldera és de 80 kW;
4. la cambra de càrrega té un volum de 300 litres;
5. L’eficiència és del 85%.

Suposem que el propietari utilitza fusta de aspen com a combustible per escalfar l’habitació. 1 kg d’aquest tipus de llenya dóna 2,82 kWh. En una hora, la caldera consumeix 15 kg de llenya, per tant, produeix calor 2,82 × 15 × 0,87 = 36,801 kWh de calor (0,87 és l’eficiència).

Aquest equipament no és suficient per escalfar una habitació que té un intercanviador de calor amb un volum de 150 litres, però si l’ACS té un intercanviador de calor amb un volum de 50 litres, la potència d’aquesta caldera serà suficient. Per obtenir el resultat desitjat de 32,67 kW / h, heu de gastar 13,31 kg de llenya de aspen. Fem el càlcul mitjançant la fórmula (32,67 / (2,82 × 0,87) = 13,31). En aquest cas, la calor necessària es va determinar mitjançant el mètode de càlcul del volum.

També podeu fer un càlcul independent i esbrinar el temps que triga la caldera a cremar tota la llenya. 1 litre de fusta de aspen té un pes de 0,143 kg. Per tant, el compartiment de càrrega s’adaptarà a 294 × 0.143 = 42 kg de llenya. Tanta fusta serà suficient per mantenir-se calent durant més de 3 hores. Aquest és un temps massa curt, per tant, en aquest cas, cal trobar una caldera amb una mida de forn 2 vegades més gran.

També podeu buscar una caldera de combustible dissenyada per a diversos tipus de combustible. Per exemple, una caldera del mateix, només el model Kupper PRO-22, que pot funcionar no només sobre fusta, sinó també sobre carbons. En aquest cas, quan s’utilitzen diferents tipus de combustible, hi haurà una potència diferent. El càlcul es realitza independentment, tenint en compte l’eficiència de cada tipus de combustible per separat, i posteriorment es selecciona la millor opció.

La importància de calcular la potència de la caldera

La vostra comoditat durant el període més fred de l’hivern depèn de la correcta selecció de la caldera per escalfar en termes de potència. A més, depèn d’això la possibilitat d’instal·lar una caldera d’emmagatzematge d’aigua calenta o posar un sistema de sòl calent. Si proporcionareu a la vostra família tots els avantatges de la civilització, la potència de la caldera hauria de ser suficient per a tots els dispositius addicionals i no només per a la calefacció.

Més del necessari

És un error pensar que cal agafar una caldera amb una reserva de kW. La potència de l'equip que no s'utilitzarà és diners llançats al vent i, a més, no pocs.

Hi ha un altre punt per què això no és desitjable: afecta la vostra seguretat. Si heu comprat una caldera massa potent i el sistema de calefacció es va configurar segons els paràmetres de la casa, com fan molts, és possible que simplement no suporti la càrrega. El fracàs dels instruments de mesura, l’avanç de les canonades amb aigua bullent a causa de l’alta pressió, el foc i altres situacions perilloses es poden produir en qualsevol moment.

Menys del necessari

L’elecció d’una caldera de combustible sòlid de menys potència de la que requereix l’habitació suposa una despesa inferior en el pressupost familiar. També podeu seleccionar una habitació molt petita per a una sala de calderes. Al cap i a la fi, les calderes de combustible sòlid amb poca potència requereixen una zona de seguretat més petita.

No obstant això, l'elecció d'equips amb indicadors de kW massa baixos amenaça amb el fred als mesos d'hivern. I fins i tot si per a vosaltres la temperatura de l’aire a la casa és de 15-17 ° C, això no vol dir que sigui adequada per a la casa i per a la vostra reforma.

A aquest nivell de calefacció, les parets poden quedar humides en alguns llocs: el paper pintat es desprèn i el fong es multiplicarà. Per tant, espereu invertir en reparacions i tractaments per a tota la família.

Segons l’anterior, una caldera de combustible sòlid hauria d’adaptar-se a la vostra llar. En cas contrari, no es poden evitar costos addicionals de diners, temps i nervis.