Cálculo de la potencia de las calderas de calefacción de combustible sólido.

Para elegir una caldera de combustible sólido, debe prestar atención a la potencia. Este parámetro muestra la cantidad de calor que puede generar un dispositivo específico cuando se conecta al sistema de calefacción. Depende directamente de esto si es posible con la ayuda de dicho equipo proporcionar calor a la casa en la cantidad requerida o no.

Por ejemplo, en una habitación donde está instalada una caldera de pellets de baja potencia, en el mejor de los casos estará fría. Además, no es la mejor opción instalar una caldera con exceso de capacidad, porque funcionará constantemente en modo económico, y esto reducirá significativamente el indicador de eficiencia.

Entonces, para calcular la potencia de la caldera para calentar una casa privada, debe seguir ciertas reglas.

¿Cómo calcular la potencia de una caldera de calefacción, conociendo el volumen de la habitación climatizada?

La potencia térmica de la caldera está determinada por la fórmula:

Q = V × ΔT × K / 850

• Q
  - la cantidad de calor en kW / h
• V
  - el volumen de la habitación climatizada en metros cúbicos
• ΔT
  - la diferencia entre la temperatura exterior e interior de la casa
• A
  - coeficiente de pérdida de calor
• 850
  - el número debido al cual el producto de los tres parámetros anteriores se puede convertir en kW / h

Indicador A

puede tener los siguientes significados:

• 3-4 - si la estructura del edificio es simplificada y de madera, o si está hecha de chapa perfilada
• 2-2.9 - la habitación tiene poco aislamiento térmico. Tal habitación tiene una estructura simple, la longitud de 1 ladrillo es igual al grosor de la pared, las ventanas y el techo tienen una construcción simplificada.
• 1-1.9 - la estructura del edificio se considera estándar. Estas casas tienen una pestaña de ladrillo doble y pocas ventanas simples. Techo techo ordinario
• 0,6-0,9 - la estructura del edificio se considera mejorada. Tal edificio tiene ventanas de doble acristalamiento, la base del piso es gruesa, las paredes son de ladrillo y tienen doble aislamiento, el techo está aislado con buen material.

A continuación se muestra una situación en la que se selecciona una caldera de calefacción de acuerdo con el volumen de la habitación calentada.

La casa tiene una superficie de 200 m², la altura de sus muros es de 3 m, el aislamiento térmico es de primera. La temperatura ambiente cerca de la casa no desciende por debajo de los -25 ° C. Resulta que ΔT = 20 - (-25) = 45 ° C. Resulta que para averiguar la cantidad de calor que se requiere para calentar una casa, debe realizar el siguiente cálculo:

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

El resultado obtenido aún no debe redondearse, porque todavía se puede conectar un sistema de suministro de agua caliente a la caldera.

Si el agua para lavar se calienta de una manera diferente, entonces el resultado que se obtuvo de forma independiente no necesita ser ajustado y esta etapa del cálculo es final.

¿Cómo calcular cuánto calor se necesita para calentar el agua?

Para calcular el consumo de calor en este caso, es necesario agregar de forma independiente el consumo de calor para el suministro de agua caliente al indicador anterior. Para calcularlo, puede utilizar la siguiente fórmula:

Qw = s × m × Δt

• desde
  - calor específico del agua, que siempre es igual a 4200 J / kg K,
• metro
  - masa de agua en kg
• Δt
  - la diferencia de temperatura entre el agua calentada y el agua entrante del suministro de agua.

Por ejemplo, la familia promedio consume 150 litros de agua tibia en promedio. El refrigerante que calienta la caldera tiene una temperatura de 80 ° C, y la temperatura del agua que proviene del suministro de agua es de 10 ° C, entonces Δt = 80 - 10 = 70 ° C.

Como consecuencia:

Qw = 4200 × 150 × 70 = 44,100,000 J o 12.25 kW / h

Entonces necesitas hacer lo siguiente:

1. Suponga que necesita calentar 150 litros de agua a la vez, lo que significa que la capacidad del intercambiador de calor indirecto es de 150 litros, por lo tanto, se deben agregar 12,25 kW / h a 28,58 kW / h.Esto se hace porque el indicador Qzag es menor a 40.83, por lo tanto, la habitación estará más fría que los 20 ° C esperados.
2. Si el agua se calienta en porciones, es decir, la capacidad del intercambiador de calor indirecto es de 50 litros, el indicador 12.25 debe dividirse por 3 y luego agregarse independientemente a 28.58. Después de estos cálculos, Qzag es igual a 32,67 kW / h. El indicador resultante es la potencia de la caldera, que se necesita para calentar la habitación.

https://youtu.be/sm2yTOiXJZ8

Cálculo de calor para ACS

Para calcular la cantidad de calor que se debe gastar en calentar agua, debe usar la fórmula Qw = s * m * Δt:

• donde c es capacidad calorífica específica del agua (el indicador es siempre igual a 4200 J / kg * K);
• m - masa de agua en kg;
• Δt diferencia de temperatura entre agua calentada y suministrada desde el suministro de agua.

Selección de una caldera por el área de una casa particular. ¿Cómo hacer un cálculo?

Este cálculo es más preciso porque tiene en cuenta una gran cantidad de matices. Se produce de acuerdo con la siguiente fórmula:

Q = 0.1 × S × k1 × k2 × k3 × k4 × k5 × k6 × k7

1. 0,1 kW
   - la tasa de calor requerida por 1 m².
2. S
   - el área de la habitación a calentar.
3. k1
   muestra el calor que se perdió debido a la estructura de las ventanas, y tiene los siguientes indicadores:

• 1.27 - vidrio único junto a la ventana
• 1.00 - ventana de doble acristalamiento
• 0.85 - triple vidrio junto a la ventana

1. k2
   muestra el calor que se ha perdido debido al área de la ventana (Sw). Sw se refiere al área del piso Sf. Sus indicadores son los siguientes:

• 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
   muestra fugas de calor a través de las paredes. Puede ser como sigue:

• 1.27 - aislamiento térmico de mala calidad
• 1 - la pared de la casa tiene un espesor de 2 ladrillos o aislamiento de 15 cm de espesor
• 0.854 - buen aislamiento térmico

1. k4
   muestra la cantidad de calor perdido debido a la temperatura exterior del edificio. Tiene los siguientes indicadores:

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

1. k5
   muestra cuánto calor se pierde debido a las paredes exteriores. Tiene los siguientes significados:

• 1.1 en el edificio 1 pared exterior
• 1.2 en el edificio 2 paredes externas
• 1.3 en el edificio 3 paredes externas
• 1.4 en el edificio 4 paredes exteriores

1. k6
   muestra la cantidad de calor que se necesita adicionalmente y depende de la altura del techo (H):

• 1 - para una altura de techo de 2,5 m;
• 1.05 - para una altura de techo de 3.0 m;
• 1.1 - para una altura de techo de 3,5 m;
• 1,15 - para una altura de techo de 4,0 m;
• 1.2 - para una altura de techo de 4.5 m.

1. k7
   muestra cuánto calor se ha perdido. Depende del tipo de edificio que se encuentre encima de la habitación climatizada. Tiene los siguientes indicadores:

• 0,8 habitación climatizada;
• 0,9 ático cálido;
• 1 ático frío.

Como ejemplo, tomaremos las mismas condiciones iniciales, a excepción del parámetro de ventanas, que tienen una unidad de triple vidrio y constituyen el 30% de la superficie del piso. La estructura tiene 4 paredes exteriores y un ático frío encima.

Entonces el cálculo se verá así:

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

Este indicador debe aumentarse, para esto debe agregar de forma independiente la cantidad de calor que se requiere para el ACS si está conectado a la caldera.

Si no necesita realizar cálculos precisos, puede usar una tabla universal. Con él, puede determinar la potencia de la caldera por el área de la casa. Por ejemplo, una caldera con una capacidad de 19 kW es adecuada para calentar una habitación de 150 metros cuadrados y 200 metros cuadrados para calentar. requerirá 22 kW.

Los métodos anteriores son muy útiles para calcular la potencia de la caldera para calentar la casa.

Métodos de cálculo

Para mantener una temperatura agradable en las viviendas, equipando de forma independiente el sistema de calefacción, es necesario tener en cuenta la pérdida de calor a través de la base del piso, las paredes, el techo, las estructuras de puertas y ventanas. Debe haber una reserva de energía en caso de heladas severas.

Por el volumen del área calentada

Fórmula para calcular el calor:

Q = V × ΔT × K / 850, donde

• Q es la cantidad de energía térmica, kW / h;
• V es el volumen de la habitación, m³;
• ΔT es la diferencia de temperatura entre el ambiente de aire externo e interno;
• K es el coeficiente de pérdida de energía térmica;
• 850 es un número constante para convertir a kWh.

Puede calcular la cantidad de calor por el volumen del área calentada.

Valores de coeficientes térmicos para diferentes objetos:

• estructuras de construcción mejoradas (paredes de ladrillo, pisos gruesos, ventanas de doble acristalamiento en las aberturas de las ventanas, el aislamiento se hace en 2 capas) - K = 0.6-0.9;
• edificios residenciales estándar - K = 1-1.9;
• construcción simplificada de casas con una capa de aislamiento térmico y ventanas estándar - K = 2-2.9;
• edificios de madera - K = 3-4.

Al calcular la cantidad requerida de calor para todas las salas de estar de la casa, es necesario tener en cuenta el calentamiento del agua para las necesidades del consumidor de la familia.

Por el área de la habitación

Al calcular la cantidad de calor requerida para una habitación, se tienen en cuenta muchos matices, por lo que este método es más preciso.

Fórmula: Q = 0.1 × S × k1 × k2 × k3 ... .. k7, donde

• tasa de energía térmica - 0,1 kW / m²;
• S es el área del territorio;
• k1 - indicador de pérdidas a través de estructuras de ventanas (unidad de vidrio simple - 1.27, doble - 1, triple - 0.85);
• k2 es el consumo de calor sobre el área de la ventana (Sw) en relación con el área del piso Sf (en Sw / Sf = 0.1, k2 = 0.8; respectivamente, 0.2 a 0.9; 0.3 a 1.0; 0, 4 a 1.1 y 0.5 a 1.2) ;
• k3 - fuga de energía a través de las paredes de la habitación (cuando se usa material aislante de baja calidad - 1.27; usando un material con un grosor de 15 cm o ladrillo doble - 1.0; para aislamiento de alta calidad - 0.854);
• k4 - pérdida de calor debido a la temperatura externa (a T = -10 ° C, k4 = 0,7, respectivamente, -15 ° C a 0,9; -20 ° C a 1,1; -25 ° C a 1, 3; -30 ° C a 1,5);
• k5 - costos de energía debido a 1 pared exterior - 1.1; 2 - 1,2; 3 - 1,3; 4 - 1,4;
• k6 - cantidad adicional de calor, dependiendo de la altura del techo de la habitación: H = 2.5 m, K = 1, respectivamente, 3 ma 1.05; 3,5 ma 1,1; 4 ma 1,15; 4,5 ma 1,2;
• k7 - pérdidas de energía según la estructura ubicada sobre la habitación con calefacción (ático frío - K = 1, aislado - 0,9, habitación con calefacción - 0,8).

Al realizar el cálculo, se tienen en cuenta muchos matices.

Por ejemplo, el edificio tiene 4 paredes externas, las aberturas de las ventanas están equipadas con unidades de vidrio triple, cuyos parámetros son del 30% en comparación con el área del piso. Hay un ático frío entre el techo y la estructura del techo.

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

El indicador resultante aumenta por la cantidad de energía térmica que se necesita para el suministro de agua caliente (si este sistema está conectado a un aparato de combustible sólido).

Cálculo para una caldera de agua caliente.

Este indicador se obtiene mediante la siguiente fórmula:

Qw = s × m × Δt, donde

• Qv - energía requerida para una caldera de agua caliente;
• c - capacidad calorífica específica del líquido (valor constante igual a 4200 J / kg * K);
• m es la masa de agua;
• Δt es la diferencia de temperatura entre el líquido frío y calentado.

La potencia de la caldera seleccionada incorrectamente conducirá a un aumento en el consumo de energía.

Por ejemplo, una familia de 4 personas consume 150 litros / día de agua caliente. La caldera está equipada con un portador de calor capaz de calentar líquido proveniente de un sistema de comunicación común de T = 10 ° C a T = 80 ° C. En este caso, la diferencia de temperatura Δt = 80 - 10 = 70 ° C.

Sustituimos todos los valores en la fórmula y obtenemos:

Qw = 4200 J / kg * K × 150 kg × 70 ° C = 44,100,000 J (traducido como 12.25 kW / h).

Por ejemplo, debe calentar inmediatamente 150 litros de agua para lavar. En consecuencia, el intercambiador de calor indirecto tiene una capacidad de 150 litros. Por lo tanto, a 28,58 kW / h (consumo de energía de la habitación), debe agregar adicionalmente 12,25 kW / h (calentamiento de agua). En este caso, el valor de Qzag es inferior a 40,83 kW / h, es decir la temperatura del aire en las habitaciones será menor que los 20 ° C calculados.

Con calentamiento por lotes del líquido (capacidad del intercambiador de calor indirecto = 50 l), los costes serán de 12,25 kW / 3 = 4,08 kW / h. Por consiguiente, Qzag = 28,58 + 4,08 = 32,66 kW / h. Esta es la potencia requerida de los equipos de calefacción para mantener la temperatura ambiente por encima de 20 ° C y calentar un recipiente con agua para uso doméstico.

Cálculo de la potencia real de una caldera de combustión prolongada utilizando el ejemplo de Kupper PRACTIC-8

El diseño de la mayoría de las calderas está diseñado para el tipo específico de combustible con el que funcionará este dispositivo.Si se usa una categoría diferente de combustible para la caldera, que no se reasigna para ella, la eficiencia se reducirá significativamente. También es necesario recordar las posibles consecuencias del uso de combustible que no proporciona el fabricante del equipo de la caldera.

Ahora demostraremos el proceso de cálculo utilizando el ejemplo de la caldera Teplodar, el modelo Kupper PRACTIC-8. Este equipo está destinado al sistema de calefacción de edificios residenciales y otros locales, que tienen una superficie inferior a 80 m². Además, esta caldera es universal y puede funcionar no solo en sistemas de calefacción cerrados, sino también en sistemas abiertos con circulación forzada del refrigerante. Esta caldera tiene las siguientes características técnicas:

1. la capacidad de utilizar leña como combustible;
2. en promedio por hora, quema 10 leñas;
3. la potencia de esta caldera es de 80 kW;
4. la cámara de carga tiene un volumen de 300 litros;
5. La eficiencia es del 85%.

Suponga que el propietario usa madera de álamo temblón como combustible para calentar la habitación. 1 kg de este tipo de leña da 2,82 kWh. En una hora, la caldera consume 15 kg de leña, por lo tanto, produce calor 2.82 × 15 × 0.87 = 36.801 kWh de calor (0.87 es la eficiencia).

Este equipo no es suficiente para calentar una habitación que tiene un intercambiador de calor con un volumen de 150 litros, pero si el ACS tiene un intercambiador de calor con un volumen de 50 litros, entonces la potencia de esta caldera será suficiente. Para obtener el resultado deseado de 32,67 kW / h, debe gastar 13,31 kg de leña de álamo temblón. Hacemos el cálculo usando la fórmula (32.67 / (2.82 × 0.87) = 13.31). En este caso, el calor requerido se determinó mediante el método de cálculo de volumen.

También puede hacer un cálculo independiente y averiguar el tiempo que tarda la caldera en quemar toda la leña. 1 litro de madera de álamo tiene un peso de 0,143 kg. Por lo tanto, el compartimento de carga se ajustará a 294 × 0,143 = 42 kg de leña. Esa cantidad de madera será suficiente para mantenerse caliente durante más de 3 horas. Este es un tiempo demasiado corto, por lo tanto, en este caso, es necesario encontrar una caldera con un tamaño de horno 2 veces mayor.

También puede buscar una caldera de combustible que esté diseñada para varios tipos de combustible. Por ejemplo, una caldera de la misma, solo el modelo Kupper PRO-22, que puede funcionar no solo en madera, sino también en carbón. En este caso, al usar diferentes tipos de combustible, habrá diferente potencia. El cálculo se realiza de forma independiente, teniendo en cuenta la eficiencia de cada tipo de combustible por separado, y posteriormente se selecciona la mejor opción.

La importancia de calcular la potencia de la caldera.

Su comodidad en el período más frío del invierno depende de qué tan correctamente se seleccione la caldera para calentar en términos de potencia. Además, de esto depende la posibilidad de instalar una caldera de almacenamiento de agua caliente o colocar un sistema de piso cálido. Si va a proporcionar a su familia todos los beneficios de la civilización, entonces el poder de la caldera debería ser suficiente para todos los dispositivos adicionales, y no solo para la calefacción.

Mas que necesario

Es un error pensar que es necesario llevar una caldera con reserva de kW. La potencia del equipo que no se utilizará es dinero arrojado al viento y, además, no es pequeño.

Hay otro punto por el que esto no es deseable: se refiere a su seguridad. Si compró una caldera demasiado potente y el sistema de calefacción se configuró en función de los parámetros de la casa, como hacen muchos, es posible que simplemente no resista la carga. La falla de los instrumentos de medición, la rotura de tuberías con agua hirviendo debido a la alta presión, fuego y otras situaciones peligrosas pueden ocurrir en cualquier momento.

Menos de lo necesario

La elección de una caldera de combustible sólido de menor potencia de la que requiere la habitación es menos dinero gastado del presupuesto familiar. También puede seleccionar una habitación muy pequeña para una sala de calderas. Después de todo, las calderas de combustible sólido con baja potencia requieren una zona de seguridad más pequeña.

Sin embargo, la elección de equipos con indicadores de kW demasiado bajos amenaza con el frío en los meses de invierno. E incluso si para usted una temperatura agradable del aire en la casa es de 15-17 ° C, esto no significa que sea adecuada para la casa en sí y su renovación.

A este nivel de calentamiento, las paredes pueden estar húmedas en algunos lugares: el papel tapiz se despegará y los hongos se multiplicarán. Por lo tanto, espere gastar en reparaciones y tratamientos para toda la familia.

Con base en lo anterior, una caldera de combustible sólido debe adaptarse a su hogar. De lo contrario, no se pueden evitar los costos adicionales de dinero, tiempo y nervios.