Calcolo della potenza delle caldaie per riscaldamento a combustibile solido

Per scegliere una caldaia a combustibile solido, è necessario prestare attenzione alla potenza. Questo parametro mostra quanto calore può creare un dispositivo specifico quando è collegato al sistema di riscaldamento. Dipende direttamente da ciò se è possibile con l'aiuto di tali apparecchiature fornire calore alla casa nella quantità richiesta o meno.

Ad esempio, in un locale dove è installata una caldaia a pellet di bassa potenza, sarà al massimo fresco. Inoltre, non è l'opzione migliore per installare una caldaia con capacità in eccesso, perché funzionerà costantemente in modalità economica e ciò ridurrà significativamente l'indicatore di efficienza.

Quindi, per calcolare la potenza della caldaia per il riscaldamento di una casa privata, è necessario seguire alcune regole.

Come calcolare la potenza di una caldaia per il riscaldamento, conoscendo il volume della stanza riscaldata?

La potenza termica della caldaia è determinata dalla formula:

Q = V × ΔT × K / 850

• Q
  - la quantità di calore in kW / h
• V
  - il volume della stanza riscaldata in metri cubi
• ΔT
  - la differenza tra la temperatura esterna e quella interna della casa
• PER
  - coefficiente di dispersione termica
• 850
  - il numero per il quale il prodotto dei tre parametri sopra può essere convertito in kW / h

Indicatore PER

può avere i seguenti significati:

• 3-4 - se la struttura dell'edificio è semplificata e in legno o se è realizzata in lamiera profilata
• 2-2,9 - la stanza ha uno scarso isolamento termico. Tale stanza ha una struttura semplice, la lunghezza di 1 mattone è uguale allo spessore del muro, le finestre e il tetto hanno una costruzione semplificata.
• 1-1.9 - la struttura dell'edificio è considerata standard. Queste case hanno una doppia linguetta in mattoni e poche semplici finestre. Tetto del tetto ordinario
• 0,6-0,9: la struttura dell'edificio è considerata migliorata. Un tale edificio ha finestre con doppi vetri, la base del pavimento è spessa, le pareti sono in mattoni e sono a doppio isolamento, il tetto è isolato con buon materiale.

Di seguito è riportata una situazione in cui viene selezionata una caldaia di riscaldamento in base al volume della stanza riscaldata.

La casa ha una superficie di 200 mq, l'altezza delle sue mura è di 3 m, l'isolamento termico è di prima classe. La temperatura ambiente vicino alla casa non scende sotto i -25 ° C. Risulta che ΔT = 20 - (-25) = 45 ° C. Si scopre che per scoprire la quantità di calore necessaria per riscaldare una casa, è necessario effettuare il seguente calcolo:

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

Il risultato ottenuto non deve ancora essere arrotondato, perché alla caldaia può ancora essere collegato un sistema di fornitura di acqua calda.

Se l'acqua per il lavaggio viene riscaldata in modo diverso, non è necessario regolare il risultato ottenuto in modo indipendente e questa fase del calcolo è definitiva.

Come calcolare quanto calore è necessario per riscaldare l'acqua?

Per calcolare il consumo di calore in questo caso, è necessario aggiungere in modo indipendente il consumo di calore per la fornitura di acqua calda all'indicatore precedente. Per calcolarlo, puoi utilizzare la seguente formula:

Qw = s × m × Δt

• a partire dal
  - calore specifico dell'acqua, che è sempre pari a 4200 J / kg K,
• m
  - massa d'acqua in kg
• Δt
  - la differenza di temperatura tra l'acqua riscaldata e l'acqua in entrata dalla rete idrica.

Ad esempio, una famiglia media consuma in media 150 litri di acqua calda. Il liquido di raffreddamento che riscalda la caldaia ha una temperatura di 80 ° C, e la temperatura dell'acqua proveniente dalla rete idrica è di 10 ° C, quindi Δt = 80-10 = 70 ° C.

Di conseguenza:

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

Quindi devi fare quanto segue:

1. Supponiamo di dover riscaldare 150 litri di acqua alla volta, il che significa che la capacità dello scambiatore di calore indiretto è di 150 litri, quindi a 28,58 kW / h vanno aggiunti 12,25 kW / h.Questo viene fatto perché l'indicatore Qzag è inferiore a 40,83, quindi la stanza sarà più fresca dei 20 ° C previsti.
2. Se l'acqua viene riscaldata in porzioni, cioè la capacità dello scambiatore di calore indiretto è di 50 litri, l'indicatore 12.25 va diviso per 3 e poi sommato indipendentemente a 28.58. Dopo questi calcoli, Qzag è pari a 32,67 kW / h. L'indicatore risultante è la potenza della caldaia, necessaria per riscaldare la stanza.

https://youtu.be/sm2yTOiXJZ8

Calcolo del calore per ACS

Per calcolare quanto calore è necessario spendere per il riscaldamento dell'acqua, è necessario utilizzare la formula Qw = s * m * Δt:

• dove c è calore specifico dell'acqua (l'indicatore è sempre pari a 4200 J / kg * K);
• m - massa d'acqua in kg;
• Δt differenza di temperatura tra acqua riscaldata e fornita dalla rete idrica.

Selezione di una caldaia per l'area di una casa privata. Come fare un calcolo?

Questo calcolo è più accurato perché tiene conto di un numero enorme di sfumature. Viene prodotto secondo la seguente formula:

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

1. 0,1 kW
   - il tasso di calore richiesto per 1 m².
2. S
   - l'area della stanza da riscaldare.
3. k1
   mostra il calore perso a causa della struttura delle finestre e presenta i seguenti indicatori:

• 1.27 - vetro singolo vicino alla finestra
• 1.00 - finestra con doppi vetri
• 0,85 - triplo vetro vicino alla finestra

1. k2
   mostra il calore perso a causa dell'area della finestra (Sw). Sw si riferisce alla metratura Sf. I suoi indicatori sono i seguenti:

• 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 perdite di calore attraverso le pareti. Può essere il seguente:

• 1.27 - isolamento termico di scarsa qualità
• 1 - il muro della casa ha uno spessore di 2 mattoni o uno spessore di isolamento di 15 cm
• 0,854 - buon isolamento termico

1. k4
   mostra la quantità di calore persa a causa della temperatura esterna all'edificio. Ha i seguenti indicatori:

• 0,7, quando tz = -10 ° C;
• 0.9 per tz = -15 ° C;
• 1,1 per tz = -20 ° C;
• 1,3 per tz = -25 ° C;
• 1.5 per tz = -30 ° C.

1. k5
   mostra quanto calore si perde a causa delle pareti esterne. Ha i seguenti significati:

• 1.1 nel muro esterno dell'edificio 1
• 1.2 nell'edificio 2 muri esterni
• 1.3 nell'edificio 3 muri esterni
• 1.4 nell'edificio 4 pareti esterne

1. k6
   mostra la quantità di calore necessaria in aggiunta e dipende dall'altezza del soffitto (H):

• 1 - per un'altezza del soffitto di 2,5 m;
• 1,05 - per un'altezza del soffitto di 3,0 m;
• 1.1 - per un'altezza del soffitto di 3,5 m;
• 1.15 - per un'altezza del soffitto di 4,0 m;
• 1.2 - per un'altezza del soffitto di 4,5 m.

1. k7
   mostra quanto calore è stato perso. Dipende dal tipo di edificio che si trova sopra la stanza riscaldata. Ha i seguenti indicatori:

• 0,8 stanza riscaldata;
• 0,9 soffitta calda;
• 1 soffitta fredda.

Prendiamo a titolo di esempio le stesse condizioni iniziali, ad eccezione del parametro delle finestre, che hanno un triplo vetro e costituiscono il 30% della metratura. La struttura ha 4 pareti esterne e una fredda soffitta sovrastante.

Quindi il calcolo sarà simile a questo:

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

Questo indicatore deve essere aumentato, per questo è necessario aggiungere in modo indipendente la quantità di calore richiesta per l'acqua calda sanitaria, se collegata alla caldaia.

Se non è necessario eseguire calcoli accurati, è possibile utilizzare una tabella universale. Con esso, puoi determinare la potenza della caldaia dall'area della casa. Ad esempio, una caldaia con una capacità di 19 kW è adatta per riscaldare una stanza di 150 metri quadrati e 200 metri quadrati per il riscaldamento. richiederà 22 kW.

I metodi di cui sopra sono molto utili per calcolare la potenza della caldaia per riscaldare la casa.

Metodi di calcolo

Per mantenere una temperatura confortevole negli alloggi, equipaggiando autonomamente l'impianto di riscaldamento, è necessario tenere conto della perdita di calore attraverso la base del pavimento, le pareti, il soffitto, le strutture di porte e finestre. Deve essere presente una riserva di energia in caso di forti gelate.

Dal volume dell'area riscaldata

Formula per il calcolo del calore:

Q = V × ΔT × K / 850, dove

• Q è la quantità di energia termica, kW / h;
• V è il volume della stanza, m³;
• ΔT è la differenza di temperatura tra l'ambiente aria esterna e quella interna;
• K - coefficiente di perdita di energia termica;
• 850 è un numero costante da convertire in kWh.

È possibile calcolare la quantità di calore in base al volume dell'area riscaldata.

Valori del coefficiente termico per diversi oggetti:

• strutture edili migliorate (pareti in mattoni, pavimenti spessi, finestre con doppi vetri nelle aperture delle finestre, l'isolamento è realizzato in 2 strati) - K = 0,6-0,9;
• edifici residenziali standard - K = 1-1,9;
• costruzione semplificata di case con uno strato di isolamento termico e finestre standard - K = 2-2,9;
• edifici in legno - K = 3-4.

Quando si calcola la quantità di calore richiesta per tutti i soggiorni della casa, è necessario tenere conto del riscaldamento dell'acqua per le esigenze dei consumatori della famiglia.

Per l'area della stanza

Quando si calcola la quantità di calore richiesta per una stanza, vengono prese in considerazione molte sfumature, quindi questo metodo è più accurato.

Formula: Q = 0,1 × S × k1 × k2 × k3 ... .. k7, dove

• tasso di energia termica - 0,1 kW / m²;
• S è l'area del territorio;
• k1 - indicatore di perdite attraverso strutture di finestre (unità di vetro singola - 1,27, doppia - 1, tripla - 0,85);
• k2 è il consumo di calore sull'area della finestra (Sw) rispetto alla superficie del pavimento Sf (a Sw / Sf = 0,1, k2 = 0,8; rispettivamente, da 0,2 a 0,9; da 0,3 a 1,0; 0, da 4 a 1,1 e da 0,5 a 1,2) ;
• k3 - dispersione di energia attraverso le pareti della stanza (quando si utilizza materiale isolante di bassa qualità - 1,27; si utilizza un materiale con uno spessore di 15 cm o doppia muratura - 1,0; per isolamento di alta qualità - 0,854);
• k4 - perdita di calore dovuta alla temperatura esterna (a T = -10 ° C, k4 = 0,7, rispettivamente, da -15 ° C a 0,9; da -20 ° C a 1,1; da -25 ° C a 1, 3; -30 ° C a 1.5);
• k5 - costi energetici dovuti a 1 muro esterno - 1.1; 2 - 1.2; 3 - 1.3; 4 - 1.4;
• k6 - quantità aggiuntiva di calore in base all'altezza del soffitto della stanza: H = 2,5 m, K = 1, rispettivamente, da 3 ma 1,05; Da 3,5 ma 1,1; Da 4 ma 1,15; Da 4,5 ma 1,2;
• k7 - perdite di energia a seconda della struttura situata sopra la stanza riscaldata (soffitta fredda - K = 1, isolata - 0,9, stanza riscaldata - 0,8).

Quando si esegue il calcolo, vengono prese in considerazione molte sfumature.

Ad esempio, l'edificio ha 4 pareti esterne, le aperture delle finestre sono dotate di tripli vetri, i cui parametri sono del 30% rispetto alla superficie calpestabile. C'è una soffitta fredda tra il soffitto e la struttura del tetto.

Formula di calcolo: Q = 0,1 × 200 × 0,85 × 1 × 0,854 × 1,3 × 1,4 × 1,05 × 1 = 27,74 kWh.

L'indicatore risultante è aumentato della quantità di energia termica necessaria per la fornitura di acqua calda (se questo sistema è collegato a un apparato a combustibile solido).

Calcolo per una caldaia per acqua calda

Questo indicatore si ottiene utilizzando la seguente formula:

Qw = s × m × Δt, dove

• Qv - energia richiesta per una caldaia per acqua calda;
• c - capacità termica specifica del liquido (valore costante pari a 4200 J / kg * K);
• m è la massa dell'acqua;
• Δt è la differenza di temperatura tra il liquido freddo e quello riscaldato.

La potenza della caldaia selezionata in modo errato porterà ad un aumento del consumo di energia.

Ad esempio, una famiglia di 4 persone consuma 150 litri / giorno di acqua calda. La caldaia è dotata di un vettore di calore in grado di riscaldare il liquido proveniente dal sistema di comunicazione generale da T = 10 ° C a T = 80 ° C. In questo caso, la differenza di temperatura Δt = 80-10 = 70 ° C.

Sostituiamo tutti i valori nella formula e otteniamo:

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

Ad esempio, è necessario riscaldare immediatamente 150 litri di acqua per il lavaggio. Di conseguenza, lo scambiatore di calore indiretto ha una capacità di 150 litri. Pertanto, a 28,58 kW / h (consumo di energia per l'ambiente), è necessario aggiungere ulteriori 12,25 kW / h (riscaldamento dell'acqua). In questo caso, il valore di Qzag è inferiore a 40,83 kW / h, ad es. la temperatura dell'aria negli ambienti sarà inferiore ai 20 ° C calcolati.

Con il riscaldamento batch del liquido (capacità dello scambiatore di calore indiretto = 50 l), i costi saranno 12,25 kW / 3 = 4,08 kW / h. Di conseguenza, Qzag = 28,58 + 4,08 = 32,66 kW / h. Questa è la potenza richiesta dall'attrezzatura di riscaldamento per mantenere la temperatura ambiente sopra i 20 ° C e riscaldare il contenitore con acqua per uso domestico.

Calcolo della potenza reale di una caldaia a combustione lunga utilizzando l'esempio di "Kupper PRACTIC-8"

Il design della maggior parte delle caldaie è progettato per il tipo specifico di carburante su cui funzionerà questo dispositivo.Se per la caldaia viene utilizzata una categoria di combustibile diversa, che non viene riassegnata per essa, l'efficienza sarà notevolmente ridotta. È inoltre necessario ricordare le possibili conseguenze dell'utilizzo del carburante non fornito dal produttore dell'attrezzatura della caldaia.

Ora dimostreremo il processo di calcolo utilizzando l'esempio della caldaia Teplodar, il modello Kupper PRACTIC-8. Questa apparecchiatura è destinata all'impianto di riscaldamento di edifici residenziali e altri locali, che hanno una superficie inferiore a 80 m². Inoltre, questa caldaia è universale e può funzionare non solo in sistemi di riscaldamento chiusi, ma anche in quelli aperti con circolazione forzata del liquido di raffreddamento. Questa caldaia ha le seguenti caratteristiche tecniche:

1. la capacità di utilizzare la legna da ardere come combustibile;
2. in media all'ora brucia 10 legna da ardere;
3. la potenza di questa caldaia è di 80 kW;
4. la camera di carico ha un volume di 300 litri;
5. L'efficienza è dell'85%.

Supponiamo che il proprietario utilizzi il legno di pioppo come combustibile per riscaldare la stanza. 1 kg di questo tipo di legna da ardere dà 2,82 kWh. In un'ora la caldaia consuma 15 kg di legna, quindi produce calore 2,82 × 15 × 0,87 = 36,801 kWh di calore (0,87 è l'efficienza).

Questa apparecchiatura non è sufficiente per riscaldare una stanza che ha uno scambiatore di calore con un volume di 150 litri, ma se l'ACS ha uno scambiatore di calore con un volume di 50 litri, la potenza di questa caldaia sarà sufficiente. Per ottenere il risultato desiderato di 32,67 kW / h, è necessario spendere 13,31 kg di legna da ardere di pioppo. Facciamo il calcolo utilizzando la formula (32,67 / (2,82 × 0,87) = 13,31). In questo caso, il calore richiesto è stato determinato dal metodo di calcolo del volume.

Puoi anche fare un calcolo indipendente e scoprire il tempo necessario alla caldaia per bruciare tutta la legna. 1 litro di legno di pioppo ha un peso di 0,143 kg. Pertanto, il vano di carico può contenere 294 × 0,143 = 42 kg di legna da ardere. Quella quantità di legno sarà sufficiente per stare al caldo per più di 3 ore. Questo è un tempo troppo breve, quindi, in questo caso, è necessario trovare una caldaia con una dimensione del forno 2 volte più grande.

Puoi anche cercare una caldaia a combustibile progettata per diversi tipi di combustibile. Ad esempio, una caldaia dalla stessa, solo il modello Kupper PRO-22, che può funzionare non solo su legno, ma anche su carbone. In questo caso, quando si utilizzano diversi tipi di carburante, la potenza sarà diversa. Il calcolo viene eseguito in modo indipendente, tenendo conto dell'efficienza di ciascun tipo di carburante separatamente, quindi viene selezionata l'opzione migliore.

L'importanza di calcolare la potenza della caldaia

Il tuo comfort nel periodo più freddo dell'inverno dipende dalla corretta selezione della caldaia per il riscaldamento in termini di potenza. Inoltre, da ciò dipende la possibilità di installare una caldaia ad accumulo per acqua calda o di posare un sistema a pavimento caldo. Se hai intenzione di fornire alla tua famiglia tutti i vantaggi della civiltà, la potenza della caldaia dovrebbe essere sufficiente per tutti i dispositivi aggiuntivi, e non solo per il riscaldamento.

Più del necessario

È un errore pensare che sia necessario prendere una caldaia con una riserva di kW. La potenza dell'attrezzatura che non verrà utilizzata è denaro buttato al vento e, per di più, non piccolo.

C'è un altro punto per cui questo è indesiderabile: riguarda la tua sicurezza. Se hai acquistato una caldaia troppo potente e l'impianto di riscaldamento è stato impostato in base ai parametri della casa, come fanno molti, allora semplicemente potrebbe non sopportare il carico. In qualsiasi momento possono verificarsi guasti agli strumenti di misura, sfondamento di tubi con acqua bollente a causa dell'alta pressione, incendi e altre situazioni pericolose.

Meno del necessario

La scelta di una caldaia a combustibile solido di meno potenza di quella richiesta dalla stanza è meno soldi spesi dal bilancio familiare. È inoltre possibile selezionare una stanza molto piccola per un locale caldaia. Dopotutto, le caldaie a combustibile solido a bassa potenza richiedono una zona di sicurezza più piccola.

Tuttavia, la scelta di apparecchiature con indicatori di kW troppo bassi minaccia il freddo nei mesi invernali. E anche se per te una temperatura dell'aria confortevole in casa è di 15-17 ° C, questo non significa che sia adatta alla casa stessa e alla tua ristrutturazione.

A questo livello di riscaldamento, le pareti possono essere umide in alcuni punti: la carta da parati si staccherà e il fungo si moltiplicherà. Quindi, aspettati di spendere in riparazioni e cure per l'intera famiglia.

Sulla base di quanto sopra, una caldaia a combustibile solido dovrebbe adattarsi alla tua casa. In caso contrario, non è possibile evitare costi aggiuntivi di denaro, tempo e nervi.