Calcul de la puissance des chaudières à combustible solide

Afin de choisir une chaudière à combustible solide, vous devez faire attention à la puissance. Ce paramètre indique la quantité de chaleur qu'un appareil spécifique peut créer lorsqu'il est connecté au système de chauffage. Cela dépend directement de savoir s'il est possible, avec l'aide d'un tel équipement, de fournir ou non à la maison la chaleur nécessaire.

Par exemple, dans une pièce où une chaudière à granulés de faible puissance est installée, elle sera au mieux fraîche. De plus, la meilleure option n'est pas d'installer une chaudière avec une capacité excédentaire, car elle fonctionnera constamment en mode économique, ce qui réduira considérablement l'indicateur d'efficacité.

Ainsi, afin de calculer la puissance de la chaudière pour chauffer une maison privée, vous devez suivre certaines règles.

Comment calculer la puissance d'une chaudière de chauffage, connaissant le volume de la pièce chauffée?

La puissance calorifique de la chaudière est déterminée par la formule:

Q = V × ΔT × K / 850

• Q
  - la quantité de chaleur en kW / h
• V
  - le volume de la pièce chauffée en mètres cubes
• ΔT
  - la différence entre la température extérieure et intérieure de la maison
• À
  - coefficient de perte de chaleur
• 850
  - le nombre grâce auquel le produit des trois paramètres ci-dessus peut être converti en kW / h

Indice À

peut avoir les significations suivantes:

• 3-4 - si la structure du bâtiment est simplifiée et en bois, ou si elle est en tôle profilée
• 2-2.9 - la pièce a peu d'isolation thermique. Une telle pièce a une structure simple, la longueur de 1 brique est égale à l'épaisseur du mur, les fenêtres et le toit ont une construction simplifiée
• 1-1.9 - la structure du bâtiment est considérée comme standard. Ces maisons ont un double onglet en brique et quelques fenêtres simples. Toit de toit ordinaire
• 0,6-0,9 - la structure du bâtiment est considérée comme améliorée. Un tel bâtiment a des fenêtres à double vitrage, la base du sol est épaisse, les murs sont en brique et sont à double isolation, le toit est isolé avec un bon matériau.

Voici une situation dans laquelle une chaudière de chauffage est sélectionnée en fonction du volume de la pièce chauffée.

La maison a une superficie de 200 m², la hauteur de ses murs est de 3 m, et l'isolation thermique est de première classe. La température ambiante à proximité de la maison ne descend pas en dessous de -25 ° C. Il s'avère que ΔT = 20 - (-25) = 45 ° C. Il s'avère que pour connaître la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer une maison, vous devez effectuer le calcul suivant:

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

Le résultat obtenu ne doit pas encore être arrondi, car un système d'alimentation en eau chaude peut toujours être connecté à la chaudière.

Si l'eau de lavage est chauffée d'une manière différente, le résultat obtenu indépendamment n'a pas besoin d'être ajusté et cette étape du calcul est définitive.

Comment calculer la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer l'eau?

Pour calculer la consommation de chaleur dans ce cas, il est nécessaire d'ajouter indépendamment la consommation de chaleur pour l'alimentation en eau chaude à l'indicateur précédent. Pour le calculer, vous pouvez utiliser la formule suivante:

Qw = s × m × Δt

• avec
  - chaleur spécifique de l'eau, toujours égale à 4200 J / kg K,
• m
  - masse d'eau en kg
• Δt
  - la différence de température entre l'eau chauffée et l'eau entrante de l'alimentation en eau.

Par exemple, la famille moyenne consomme en moyenne 150 litres d'eau chaude. Le liquide de refroidissement qui chauffe la chaudière a une température de 80 ° C, et la température de l'eau provenant de l'alimentation en eau est de 10 ° C, alors Δt = 80-10 = 70 ° C.

D'où:

Qw = 4200 × 150 × 70 = 44,100,000 J ou 12,25 kWh

Ensuite, vous devez effectuer les opérations suivantes:

1. Supposons que vous ayez besoin de chauffer 150 litres d'eau à la fois, ce qui signifie que la capacité de l'échangeur de chaleur indirect est de 150 litres.Par conséquent, 12,25 kW / h doivent être ajoutés à 28,58 kW / h.Ceci est fait parce que l'indicateur Qzag est inférieur à 40,83, par conséquent, la pièce sera plus froide que les 20 ° C attendus.
2. Si l'eau est chauffée par portions, c'est-à-dire que la capacité de l'échangeur de chaleur indirect est de 50 litres, l'indicateur 12,25 doit être divisé par 3 puis ajouté indépendamment à 28,58. Après ces calculs, Qzag est égal à 32,67 kW / h. L'indicateur résultant est la puissance de la chaudière, qui est nécessaire pour chauffer la pièce.

https://youtu.be/sm2yTOiXJZ8

Calcul de la chaleur pour l'eau chaude sanitaire

Pour calculer la quantité de chaleur à dépenser pour chauffer l'eau, vous devez utiliser la formule Qw = s * m * Δt:

• où c est chaleur spécifique de l'eau (l'indicateur est toujours égal à 4200 J / kg * K);
• m - masse d'eau en kg;
• Δt différence de température entre eau chauffée et fournie par l'alimentation en eau.

Sélection d'une chaudière par la superficie d'une maison privée. Comment faire un calcul?

Ce calcul est plus précis car il prend en compte un grand nombre de nuances. Il est produit selon la formule suivante:

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

1. 0,1 kW
   - le taux de chaleur nécessaire pour 1 m².
2. S
   - la zone de la pièce à chauffer.
3. k1
   montre la chaleur perdue en raison de la structure des fenêtres et présente les indicateurs suivants:

• 1.27 - verre simple près de la fenêtre
• 1,00 - fenêtre à double vitrage
• 0,85 - triple vitrage près de la fenêtre

1. k2
   montre la chaleur perdue en raison de la surface de la fenêtre (Sw). Sw fait référence à la surface au sol Sf. Ses indicateurs sont les suivants:

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

1. k3
   montre une fuite de chaleur à travers les murs. Peut être comme suit:

• 1.27 - isolation thermique de mauvaise qualité
• 1 - le mur de la maison a 2 briques d'épaisseur ou une isolation de 15 cm d'épaisseur
• 0.854 - bonne isolation thermique

1. k4
   indique la quantité de chaleur perdue en raison de la température à l'extérieur du bâtiment. Possède les indicateurs suivants:

• 0,7, lorsque tz = -10 ° C;
• 0,9 pour tz = -15 ° C;
• 1,1 pour tz = -20 ° C;
• 1,3 pour tz = -25 ° C;
• 1,5 pour tz = -30 ° C

1. k5
   montre la quantité de chaleur perdue à cause des murs extérieurs. A les significations suivantes:

• 1.1 dans le mur extérieur du bâtiment 1
• 1.2 dans le bâtiment 2 murs extérieurs
• 1.3 dans le bâtiment 3 murs extérieurs
• 1.4 dans le bâtiment 4 murs extérieurs

1. k6
   indique la quantité de chaleur supplémentaire nécessaire et dépend de la hauteur du plafond (H):

• 1 - pour une hauteur sous plafond de 2,5 m;
• 1,05 - pour une hauteur sous plafond de 3,0 m;
• 1.1 - pour une hauteur sous plafond de 3,5 m;
• 1,15 - pour une hauteur sous plafond de 4,0 m;
• 1.2 - pour une hauteur sous plafond de 4,5 m.

1. k7
   indique la quantité de chaleur perdue. Dépend du type de bâtiment situé au-dessus de la pièce chauffée. Possède les indicateurs suivants:

• 0,8 pièce chauffée;
• 0,9 grenier chaud;
• 1 grenier froid.

A titre d'exemple, nous prendrons les mêmes conditions initiales, à l'exception du paramètre des fenêtres, qui ont un triple vitrage et représentent 30% de la surface au sol. La structure a 4 murs extérieurs et un grenier froid au-dessus.

Ensuite, le calcul ressemblera à ceci:

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

Cet indicateur doit être augmenté, pour cela, vous devez ajouter indépendamment la quantité de chaleur nécessaire pour l'ECS, s'il est connecté à la chaudière.

Si vous n'avez pas besoin d'effectuer des calculs précis, vous pouvez utiliser une table universelle. Avec lui, vous pouvez déterminer la puissance de la chaudière en fonction de la superficie de la maison. Par exemple, une chaudière d'une capacité de 19 kW convient pour chauffer une pièce de 150 m² et 200 m² pour le chauffage. il nécessitera 22 kW.

Les méthodes ci-dessus sont très utiles pour calculer la puissance de la chaudière pour chauffer la maison.

Méthodes de calcul

Pour maintenir une température confortable dans les locaux d'habitation, en équipant indépendamment le système de chauffage, il est nécessaire de prendre en compte la perte de chaleur à travers la base du sol, les murs, le plafond, les portes et les fenêtres. Il doit y avoir une réserve de puissance en cas de fortes gelées.

Par le volume de la zone chauffée

Formule de calcul de la chaleur:

Q = V × ΔT × K / 850, où

• Q est la quantité d'énergie thermique, en kW / h;
• V est le volume de la pièce, m³;
• ΔT est la différence de température entre l'environnement d'air externe et interne;
• K - coefficient de perte d'énergie thermique;
• 850 est un nombre constant à convertir en kWh.

Vous pouvez calculer la quantité de chaleur par le volume de la zone chauffée.

Valeurs du coefficient thermique pour différents objets:

• structures de bâtiment améliorées (murs de briques, sols épais, fenêtres à double vitrage dans les ouvertures de fenêtres, l'isolation est faite en 2 couches) - K = 0,6-0,9;
• bâtiments résidentiels standard - K = 1-1,9;
• construction simplifiée de maisons avec une couche d'isolation thermique et des fenêtres standard - K = 2-2,9;
• bâtiments en bois - K = 3-4.

Lors du calcul de la quantité de chaleur requise pour toutes les pièces de vie de la maison, il est nécessaire de prendre en compte le chauffage de l'eau pour les besoins des consommateurs de la famille.

Par la zone de la pièce

Lors du calcul de la quantité de chaleur requise pour une pièce, de nombreuses nuances sont prises en compte, cette méthode est donc plus précise.

Formule: Q = 0,1 × S × k1 × k2 × k3 ... .. k7, où

• taux d'énergie thermique - 0,1 kW / m²;
• S est la superficie du territoire;
• k1 - indicateur des pertes à travers les structures de fenêtres (vitrage simple - 1,27, double - 1, triple - 0,85);
• k2 est la consommation de chaleur sur la surface de la fenêtre (Sw) par rapport à la surface au sol Sf (à Sw / Sf = 0,1, k2 = 0,8; respectivement, 0,2 à 0,9; 0,3 à 1,0; 0, 4 à 1,1 et 0,5 à 1,2) ;
• k3 - fuite d'énergie à travers les murs de la pièce (lors de l'utilisation d'un matériau isolant de mauvaise qualité - 1,27; utilisation d'un matériau d'une épaisseur de 15 cm ou d'une double maçonnerie - 1,0; pour une isolation de haute qualité - 0,854);
• k4 - perte de chaleur due à la température extérieure (à T = -10 ° C, k4 = 0,7, respectivement, -15 ° C à 0,9; -20 ° C à 1,1; -25 ° C à 1, 3; -30 ° C à 1,5);
• k5 - coûts énergétiques dus à 1 mur extérieur - 1,1; 2 - 1,2; 3 - 1,3; 4 - 1,4;
• k6 - quantité de chaleur supplémentaire en fonction de la hauteur du plafond de la pièce: H = 2,5 m, K = 1, respectivement, 3 m à 1,05; 3,5 m à 1,1; 4 m à 1,15; 4,5 m à 1,2;
• k7 - pertes d'énergie en fonction de la structure située au-dessus de la pièce chauffée (grenier froid - K = 1, isolé - 0,9, pièce chauffée - 0,8).

Lors de l'exécution du calcul, de nombreuses nuances sont prises en compte.

Par exemple, le bâtiment dispose de 4 murs extérieurs, les ouvertures des fenêtres sont équipées de triple vitrage dont les paramètres sont de 30% par rapport à la surface au sol. Il y a un grenier froid entre le plafond et la structure du toit.

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

L'indicateur résultant est augmenté de la quantité d'énergie thermique nécessaire pour l'alimentation en eau chaude (si ce système est connecté à un appareil à combustible solide).

Calcul pour une chaudière à eau chaude

Cet indicateur est obtenu à l'aide de la formule suivante:

Qw = s × m × Δt, où

• Qv - énergie requise pour une chaudière à eau chaude;
• c - capacité thermique spécifique du liquide (valeur constante égale à 4200 J / kg * K);
• m est la masse d'eau;
• Δt est la différence de température entre le liquide froid et le liquide chauffé.

Une puissance de chaudière mal sélectionnée entraînera une augmentation de la consommation d'énergie.

Par exemple, une famille de 4 personnes consomme 150 litres / jour d'eau chaude. La chaudière est équipée d'un caloporteur capable de chauffer du liquide provenant d'un système de communication commun de T = 10 ° C à T = 80 ° C. Dans ce cas, la différence de température Δt = 80-10 = 70 ° C.

Nous substituons toutes les valeurs de la formule et nous obtenons:

Qw = 4200 J / kg * K × 150 kg × 70 ° C = 44 100 000 J (traduit par 12,25 kW / h).

Par exemple, vous devez immédiatement chauffer 150 litres d'eau pour le lavage. En conséquence, l'échangeur de chaleur indirect a une capacité de 150 litres. Par conséquent, à 28,58 kW / h (consommation d'énergie pour la pièce), un supplément de 12,25 kW / h (chauffage de l'eau) doit être ajouté. Dans ce cas, la valeur de Qzag est inférieure à 40,83 kW / h, c'est-à-dire la température de l'air dans les pièces sera inférieure aux 20 ° C calculés.

Avec le chauffage par lots du liquide (capacité de l'échangeur de chaleur indirect = 50 l), les coûts seront de 12,25 kW / 3 = 4,08 kW / h. En conséquence, Qzag = 28,58 + 4,08 = 32,66 kW / h. C'est la puissance requise de l'équipement de chauffage pour maintenir la température ambiante au-dessus de 20 ° C et chauffer le récipient avec de l'eau à usage domestique.

Calcul de la puissance réelle d'une chaudière à combustion longue à l'aide de l'exemple de "Kupper PRACTIC-8"

La conception de la plupart des chaudières est conçue pour le type spécifique de combustible sur lequel cet appareil fonctionnera.Si une catégorie de combustible différente est utilisée pour la chaudière, qui n'est pas réaffectée pour elle, le rendement sera considérablement réduit. Il est également nécessaire de se souvenir des conséquences possibles de l'utilisation du combustible non fourni par le fabricant de l'équipement de la chaudière.

Nous allons maintenant démontrer le processus de calcul en utilisant l'exemple de la chaudière Teplodar, le modèle Kupper PRACTIC-8. Cet équipement est destiné au système de chauffage des bâtiments résidentiels et autres locaux d'une superficie inférieure à 80 m². En outre, cette chaudière est universelle et peut fonctionner non seulement dans les systèmes de chauffage fermés, mais également dans les systèmes ouverts avec circulation forcée du liquide de refroidissement. Cette chaudière présente les caractéristiques techniques suivantes:

1. la capacité d'utiliser le bois de chauffage comme combustible;
2. en moyenne par heure, il brûle 10 bois de chauffage;
3. la puissance de cette chaudière est de 80 kW;
4. la chambre de chargement a un volume de 300 litres;
5. L'efficacité est de 85%.

Supposons que le propriétaire utilise du bois de tremble comme combustible pour chauffer la pièce. 1 kg de ce type de bois de chauffage donne 2,82 kWh. En une heure, la chaudière consomme 15 kg de bois de chauffage, par conséquent, elle produit de la chaleur 2,82 × 15 × 0,87 = 36,801 kWh de chaleur (0,87 est le rendement).

Cet équipement ne suffit pas pour chauffer une pièce qui dispose d'un échangeur de chaleur d'un volume de 150 litres, mais si l'ECS a un échangeur de chaleur d'un volume de 50 litres, la puissance de cette chaudière sera tout à fait suffisante. Pour obtenir le résultat souhaité de 32,67 kW / h, vous devez dépenser 13,31 kg de bois de tremble. Nous faisons le calcul en utilisant la formule (32,67 / (2,82 × 0,87) = 13,31). Dans ce cas, la chaleur requise a été déterminée par la méthode de calcul du volume.

Vous pouvez également faire un calcul indépendant et connaître le temps nécessaire à la chaudière pour brûler tout le bois de chauffage. 1 litre de bois de tremble pèse 0,143 kg. Par conséquent, le compartiment de chargement peut contenir 294 × 0,143 = 42 kg de bois de chauffage. Cette quantité de bois sera suffisante pour rester au chaud pendant plus de 3 heures. C'est un temps trop court, donc, dans ce cas, il est nécessaire de trouver une chaudière avec une taille de four 2 fois plus grande.

Vous pouvez également rechercher une chaudière à combustible conçue pour plusieurs types de combustible. Par exemple, une chaudière du même, uniquement le modèle Kupper PRO-22, qui peut fonctionner non seulement sur le bois, mais aussi sur le charbon. Dans ce cas, lors de l'utilisation de différents types de carburant, il y aura une puissance différente. Le calcul est effectué indépendamment, en tenant compte de l'efficacité de chaque type de carburant séparément, puis la meilleure option est sélectionnée.

L'importance de calculer la puissance de la chaudière

Votre confort pendant la période hivernale la plus froide dépend de la qualité de la sélection de la chaudière pour le chauffage en termes de puissance. En outre, la possibilité d'installer une chaudière à accumulation pour l'eau chaude ou de poser un système de plancher chaud en dépend. Si vous prévoyez de fournir à votre famille tous les avantages de la civilisation, la puissance de la chaudière devrait être suffisante pour tous les appareils supplémentaires, et pas seulement pour le chauffage.

Plus que nécessaire

C'est une erreur de penser qu'il faut prendre une chaudière avec une réserve de kW. La puissance de l'équipement qui ne sera pas utilisée est de l'argent jeté dans le vent et, de plus, pas petite.

Il y a un autre point pour lequel cela n'est pas souhaitable - cela concerne votre sécurité. Si vous avez acheté une chaudière trop puissante et que le système de chauffage a été configuré en fonction des paramètres de la maison, comme beaucoup le font, il se peut qu'il ne supporte tout simplement pas la charge. Une défaillance des instruments de mesure, une percée de tuyaux avec de l'eau bouillante en raison d'une pression élevée, d'un incendie et d'autres situations dangereuses peuvent survenir à tout moment.

Moins que nécessaire

Choisir une chaudière à combustible solide de moins de puissance que ce dont la pièce a besoin est moins d'argent dépensé par le budget familial. Vous pouvez également sélectionner une très petite pièce pour une chaufferie. Après tout, les chaudières à combustible solide à faible puissance nécessitent une zone de sécurité plus petite.

Cependant, le choix des équipements avec des indicateurs de kW trop bas menace de froid en hiver. Et même si pour vous une température confortable de l'air dans la maison est de 15 à 17 ° C, cela ne signifie pas qu'elle convient à la maison elle-même et à votre rénovation.

À ce niveau de chauffage, les murs peuvent être humides par endroits: le papier peint se décolle et le champignon se multiplie. Par conséquent, attendez-vous à dépenser pour les réparations et les traitements pour toute la famille.

Sur la base de ce qui précède, une chaudière à combustible solide devrait s'adapter à votre maison. Sinon, des coûts supplémentaires en argent, en temps et en nerfs ne peuvent être évités.