Obliczanie mocy kotłów grzewczych na paliwo stałe

Aby wybrać kocioł na paliwo stałe, należy zwrócić uwagę na moc. Ten parametr pokazuje, ile ciepła może wytworzyć określone urządzenie po podłączeniu do systemu grzewczego. Zależy to bezpośrednio od tego, czy za pomocą takiego sprzętu można zapewnić domowi ciepło w wymaganej ilości, czy nie.

Na przykład w pomieszczeniu, w którym zainstalowany jest kocioł na pellety o małej mocy, będzie on w najlepszym przypadku chłodny. Ponadto nie najlepszą opcją jest zainstalowanie kotła z nadwyżką wydajności, ponieważ będzie on stale pracował w trybie ekonomicznym, a to znacznie obniży wskaźnik wydajności.

Aby więc obliczyć moc kotła do ogrzewania prywatnego domu, musisz przestrzegać pewnych zasad.

Jak obliczyć moc kotła grzewczego, znając objętość ogrzewanego pomieszczenia?

Moc cieplną kotła określa wzór:

Q = V × ΔT × K / 850

• Q
  - ilość ciepła w kW / h
• V
  - objętość ogrzewanego pomieszczenia w metrach sześciennych
• ΔT
  - różnica między temperaturą zewnętrzną i wewnętrzną domu
• DO
  - współczynnik strat ciepła
• 850
  - liczba, dzięki której iloczyn powyższych trzech parametrów można przeliczyć na kW / h

Wskaźnik DO

może mieć następujące znaczenie:

• 3-4 - jeśli konstrukcja budynku jest uproszczona i drewniana lub wykonana jest z blachy profilowanej
• 2-2,9 - pomieszczenie ma niewielką izolację termiczną. Takie pomieszczenie ma prostą konstrukcję, długość 1 cegły równa się grubości ściany, okna i dach mają uproszczoną konstrukcję.
• 1-1.9 - konstrukcja budynku jest uważana za standardową. Domy te mają podwójną ceglaną klapę i kilka prostych okien. Dach dachowy zwykły
• 0,6-0,9 - uważa się, że konstrukcja budynku jest ulepszona. Taki budynek ma okna z podwójnymi szybami, podstawa podłogi jest gruba, ściany są ceglane i mają podwójną izolację termiczną, dach ma izolację termiczną z dobrego materiału.

Poniżej znajduje się sytuacja, w której kocioł grzewczy dobiera się w zależności od objętości ogrzewanego pomieszczenia.

Dom ma powierzchnię 200 m², jego ściany mają 3 m wysokości, a izolacja termiczna jest na najwyższym poziomie. Temperatura otoczenia w pobliżu domu nie spada poniżej -25 ° C. Okazuje się, że ΔT = 20 - (-25) = 45 ° C. Okazuje się, że aby dowiedzieć się, ile ciepła potrzeba do ogrzania domu, należy wykonać następujące obliczenia:

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

Uzyskanego wyniku nie należy jeszcze zaokrąglać, ponieważ do kotła można jeszcze podłączyć system zaopatrzenia w ciepłą wodę.

Jeśli woda do mycia jest podgrzewana w inny sposób, wynik uzyskany niezależnie nie wymaga korekty i ten etap obliczeń jest ostateczny.

Jak obliczyć, ile ciepła potrzeba do podgrzania wody?

Aby obliczyć zużycie ciepła w tym przypadku, konieczne jest niezależne dodanie zużycia ciepła do dostarczania ciepłej wody do poprzedniego wskaźnika. Aby to obliczyć, możesz użyć następującego wzoru:

Qw = s × m × Δt

• od
  - ciepło właściwe wody, które zawsze wynosi 4200 J / kg K,
• m
  - masa wody w kg
• Δt
  - różnica temperatur między wodą podgrzaną a wodą dopływającą z sieci wodociągowej.

Na przykład przeciętna rodzina zużywa średnio 150 litrów ciepłej wody. Płyn chłodzący ogrzewający kocioł ma temperaturę 80 ° C, a temperatura wody pochodzącej z sieci wodociągowej wynosi 10 ° C, wówczas Δt = 80-10 = 70 ° C.

W konsekwencji:

Qw = 4200 × 150 × 70 = 44100 000 J lub 12,25 kWh

Następnie musisz wykonać następujące czynności:

1. Załóżmy, że potrzebujesz podgrzać 150 litrów wody na raz, co oznacza, że ​​wydajność pośredniego wymiennika ciepła wynosi 150 litrów, dlatego 12,25 kW / h należy dodać do 28,58 kW / h.Dzieje się tak, ponieważ wskaźnik Qzag jest mniejszy niż 40,83, dlatego w pomieszczeniu będzie chłodniej niż oczekiwane 20 ° C.
2. Jeśli woda jest podgrzewana porcjami, to znaczy pojemność pośredniego wymiennika ciepła wynosi 50 litrów, wskaźnik 12,25 należy podzielić przez 3, a następnie dodać niezależnie do 28,58. Po tych obliczeniach Qzag wynosi 32,67 kW / h. Wynikowym wskaźnikiem jest moc kotła potrzebna do ogrzania pomieszczenia.

https://youtu.be/sm2yTOiXJZ8

Obliczanie ciepła dla CWU

Aby obliczyć, ile ciepła trzeba wydać na podgrzanie wody, musisz użyć wzoru Qw = s * m * Δt:

• gdzie jest c ciepło właściwe wody (wskaźnik jest zawsze równy 4200 J / kg * K);
• m - masa wody w kg;
• Δt różnica temperatur między woda podgrzewana i dostarczana z sieci wodociągowej.

Wybór kotła według obszaru prywatnego domu. Jak wykonać obliczenia?

To obliczenie jest dokładniejsze, ponieważ uwzględnia ogromną liczbę niuansów. Jest produkowany według następującego wzoru:

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

1. 0,1 kW
   - współczynnik zapotrzebowania ciepła na 1 m².
2. S
   - powierzchnia ogrzewanego pomieszczenia.
3. k1
   pokazuje ciepło utracone z powodu konstrukcji okien i ma następujące wskaźniki:

• 1.27 - pojedyncza szyba przy oknie
• 1,00 - okno z podwójnymi szybami
• 0,85 - potrójna szyba przy oknie

1. k2
   pokazuje ciepło, które zostało utracone z powodu powierzchni okna (Sw). Sw odnosi się do powierzchni podłogi Sf. Jego wskaźniki są następujące:

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

1. k3
   pokazuje przenikanie ciepła przez ściany. Może wyglądać następująco:

• 1,27 - słabej jakości izolacja termiczna
• 1 - ściana domu ma 2 cegły lub izolację 15 cm
• 0,854 - dobra izolacja termiczna

1. k4
   pokazuje ilość traconego ciepła z powodu temperatury na zewnątrz budynku. Posiada następujące wskaźniki:

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

1. k5
   pokazuje, ile ciepła jest tracone z powodu ścian zewnętrznych. Ma następujące znaczenie:

• 1.1 w budynku 1 ściana zewnętrzna
• 1.2 w budynku 2 ściany zewnętrzne
• 1.3 w budynku 3 ściany zewnętrzne
• 1.4 w budynku 4 ściany zewnętrzne

1. k6
   pokazuje ilość ciepła jaka jest potrzebna dodatkowo i zależy od wysokości stropu (H):

• 1 - dla wysokości sufitu 2,5 m;
• 1,05 - dla wysokości sufitu 3,0 m;
• 1,1 - dla wysokości sufitu 3,5 m;
• 1,15 - dla wysokości sufitu 4,0 m;
• 1,2 - dla wysokości sufitu 4,5 m.

1. k7
   pokazuje, ile ciepła zostało utracone. Zależy od rodzaju budynku, który znajduje się nad ogrzewanym pomieszczeniem. Posiada następujące wskaźniki:

• 0,8 ogrzewanego pomieszczenia;
• 0,9 ciepły strych;
• 1 zimny strych.

Jako przykład weźmy te same warunki początkowe, z wyjątkiem parametru okien, które mają pakiet trzyszybowy i stanowią 30% powierzchni podłogi. Konstrukcja ma 4 ściany zewnętrzne i zimny strych nad nią.

Wtedy obliczenia będą wyglądały następująco:

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

Ten wskaźnik należy zwiększyć, w tym celu należy niezależnie dodać ilość ciepła potrzebną do CWU, jeśli jest ona podłączona do kotła.

Jeśli nie musisz wykonywać dokładnych obliczeń, możesz skorzystać z uniwersalnej tabeli. Dzięki niemu możesz określić moc kotła według obszaru domu. Na przykład kocioł o mocy 19 kW nadaje się do ogrzewania pomieszczenia o powierzchni 150 m2, a do ogrzewania 200 m2. będzie wymagał 22 kW.

Powyższe metody są bardzo pomocne przy obliczaniu mocy kotła do ogrzania domu.

Metody obliczeniowe

Aby utrzymać komfortową temperaturę w pomieszczeniach mieszkalnych, niezależnie wyposażając system grzewczy, konieczne jest uwzględnienie strat ciepła przez podstawę podłogi, ściany, sufit, konstrukcje drzwi i okien. W przypadku silnych mrozów musi istnieć zapas mocy.

Według objętości ogrzewanego obszaru

Wzór na obliczenie ciepła:

Q = V × ΔT × K / 850, gdzie

• Q to ilość energii cieplnej, kW / h;
• V to objętość pomieszczenia, m³;
• ΔT jest różnicą temperatur między środowiskiem powietrza zewnętrznego i wewnętrznego;
• K - współczynnik strat energii cieplnej;
• 850 to stała liczba konwertowana na kWh.

Możesz obliczyć ilość ciepła na podstawie objętości ogrzewanego obszaru.

Wartości współczynników termicznych dla różnych obiektów:

• ulepszona konstrukcja budynku (mury ceglane, grube podłogi, okna z podwójnymi szybami w otworach okiennych, ocieplenie 2 warstwowe) - K = 0,6-0,9;
• standardowe budynki mieszkalne - K = 1-1,9;
• uproszczona budowa domów z jedną warstwą ocieplenia i standardowymi oknami - K = 2-2,9;
• budynki drewniane - K = 3-4.

Przy obliczaniu wymaganej ilości ciepła dla wszystkich salonów domu należy wziąć pod uwagę ogrzewanie wody na potrzeby konsumentów rodziny.

W okolicy pokoju

Przy obliczaniu ilości ciepła wymaganego dla pomieszczenia bierze się pod uwagę wiele niuansów, więc ta metoda jest dokładniejsza.

Wzór: Q = 0,1 × S × k1 × k2 × k3 ... .. k7, gdzie

• wskaźnik energii cieplnej - 0,1 kW / m²;
• S - obszar terytorium;
• k1 - wskaźnik strat przez konstrukcje okien (pojedyncza szyba - 1,27, podwójna - 1, potrójna - 0,85);
• k2 to zużycie ciepła na powierzchni okna (Sw) w stosunku do powierzchni podłogi Sf (przy Sw / Sf = 0,1, k2 = 0,8; odpowiednio 0,2 do 0,9; 0,3 do 1,0; 0, 4 do 1,1 i 0,5 do 1,2) ;
• k3 - wyciek energii przez ściany pomieszczenia (przy zastosowaniu niskiej jakości materiału izolacyjnego - 1,27; przy użyciu materiału o grubości 15 cm lub podwójnego muru - 1,0; dla wysokiej jakości izolacji - 0,854);
• k4 - straty ciepła od temperatury zewnętrznej (przy T = -10 ° C, k4 = 0,7 odpowiednio, -15 ° C do 0,9; -20 ° C do 1,1; -25 ° C do 1, 3; -30 ° C do 1,5);
• k5 - koszty energii od 1 ściany zewnętrznej - 1,1; 2 - 1,2; 3 - 1,3; 4 - 1,4;
• k6 - dodatkowa ilość ciepła w zależności od wysokości stropu pomieszczenia: H = 2,5 m, K = 1 odpowiednio 3 m do 1,05; 3,5 m do 1,1; 4 m do 1,15; 4,5 m do 1,2;
• k7 - straty energii w zależności od konstrukcji znajdującej się nad pomieszczeniem ogrzewanym (poddasze zimne - K = 1, ocieplone - 0,9, ogrzewane - 0,8).

Podczas wykonywania obliczeń branych jest pod uwagę wiele niuansów.

Przykładowo budynek ma 4 ściany zewnętrzne, otwory okienne wyposażone są w trzyszybowe zespoły, których parametry w stosunku do powierzchni użytkowej wynoszą 30%. Pomiędzy stropem a konstrukcją dachu znajduje się zimny strych.

Wzór obliczeniowy: Q = 0,1 × 200 × 0,85 × 1 × 0,854 × 1,3 × 1,4 × 1,05 × 1 = 27,74 kW / h.

Wynikowy wskaźnik jest zwiększany o ilość energii cieplnej potrzebnej do zaopatrzenia w ciepłą wodę (jeśli system ten jest podłączony do aparatu na paliwo stałe).

Obliczenia dla kotła na gorącą wodę

Wskaźnik ten uzyskuje się za pomocą następującego wzoru:

Qw = s × m × Δt, gdzie

• Qv to energia wymagana do bojlera na gorącą wodę;
• с - ciepło właściwe cieczy (stała wartość równa 4200 J / kg * K);
• m jest masą wody;
• Δt jest różnicą temperatur między zimną i podgrzaną cieczą.

Nieprawidłowo dobrana moc kotła spowoduje wzrost zużycia energii.

Na przykład czteroosobowa rodzina zużywa 150 l ciepłej wody dziennie. Kocioł wyposażony jest w nośnik ciepła zdolny do podgrzewania cieczy pochodzącej ze wspólnego systemu komunikacyjnego od T = 10 ° C do T = 80 ° C. W tym przypadku różnica temperatur Δt = 80-10 = 70 ° C.

Zastępujemy wszystkie wartości we wzorze i otrzymujemy:

Qw = 4200 J / kg * K × 150 kg × 70 ° C = 44100000 J (przeliczone jako 12,25 kW / h).

Na przykład musisz natychmiast podgrzać 150 litrów wody do prania. Odpowiednio, pośredni wymiennik ciepła ma pojemność 150 litrów. Dlatego do 28,58 kW / h (zużycie energii na pomieszczenie) należy dodatkowo doliczyć 12,25 kW / h (ogrzewanie wody). W tym przypadku wartość Qzag jest niższa niż 40,83 kW / h, tj. temperatura powietrza w pomieszczeniach będzie niższa niż obliczone 20 ° C

Przy okresowym podgrzewaniu cieczy (wydajność pośredniego wymiennika ciepła = 50 l), koszty będą wynosić 12,25 kW / 3 = 4,08 kW / h. Odpowiednio Qzag = 28,58 + 4,08 = 32,66 kW / h. Jest to moc potrzebna urządzeń grzewczych do utrzymania temperatury pokojowej powyżej 20 ° C i podgrzania zasobnika wodą do użytku domowego.

Obliczanie rzeczywistej mocy kotła długo palącego się na przykładzie „Kuppera PRAKTYCZNEGO-8”

Konstrukcja większości kotłów jest dostosowana do konkretnego rodzaju paliwa, na którym będzie pracować to urządzenie.Jeżeli do kotła zostanie użyta inna kategoria paliwa, która nie zostanie do niego ponownie przypisana, sprawność ulegnie znacznemu obniżeniu. Należy również pamiętać o możliwych konsekwencjach stosowania paliwa, które nie jest dostarczane przez producenta wyposażenia kotła.

Teraz zademonstrujemy proces obliczeniowy na przykładzie kotła Teplodar, modelu Kupper PRACTIC-8. Urządzenie to przeznaczone jest do ogrzewania budynków mieszkalnych i innych lokali o powierzchni mniejszej niż 80 m². Ponadto ten kocioł jest uniwersalny i może pracować nie tylko w zamkniętych systemach grzewczych, ale także w otwartych z wymuszoną cyrkulacją chłodziwa. Ten kocioł ma następujące właściwości techniczne:

1. możliwość wykorzystania drewna opałowego jako paliwa;
2. średnio na godzinę spala 10 drewna opałowego;
3. moc tego kotła wynosi 80 kW;
4. komora załadunkowa ma pojemność 300 litrów;
5. Sprawność wynosi 85%.

Załóżmy, że właściciel używa drewna osikowego jako paliwa do ogrzania pomieszczenia. 1 kg tego rodzaju drewna opałowego daje 2,82 kWh. Kocioł przez godzinę zużywa 15 kg drewna opałowego, dlatego wytwarza ciepło 2,82 × 15 × 0,87 = 36,801 kWh ciepła (0,87 to sprawność).

To urządzenie nie wystarcza do ogrzania pomieszczenia, w którym znajduje się wymiennik ciepła o pojemności 150 litrów, ale jeśli CWU ma wymiennik ciepła o pojemności 50 litrów, pojemność tego kotła będzie wystarczająca. Aby uzyskać pożądany wynik 32,67 kW / h, musisz wydać 13,31 kg osikowego drewna opałowego. Obliczenia wykonujemy według wzoru (32,67 / (2,82 × 0,87) = 13,31). W tym przypadku wymagane ciepło określono metodą obliczania objętości.

Możesz również wykonać niezależne obliczenia i dowiedzieć się, ile czasu zajmuje kocioł do spalenia całego drewna opałowego. 1 litr drewna osikowego waży 0,143 kg. Dlatego w ładowni zmieści się 294 × 0,143 = 42 kg drewna opałowego. Taka ilość drewna wystarczy na dłużej niż 3 godziny. Jest to zbyt krótki czas, dlatego w tym przypadku konieczne jest znalezienie kotła, którego wielkość paleniska jest 2 razy większa.

Możesz również poszukać kotła na paliwo, który jest przeznaczony na kilka rodzajów paliwa. Na przykład kocioł z tego samego, tylko modelu Kupper PRO-22, który może pracować nie tylko na drewnie, ale także na węglach. W takim przypadku przy stosowaniu różnych rodzajów paliwa będzie inna moc. Obliczenia są przeprowadzane niezależnie, biorąc pod uwagę wydajność każdego rodzaju paliwa osobno, a później wybierana jest najlepsza opcja.

Znaczenie obliczania mocy kotła

Twój komfort w najzimniejszym okresie zimy zależy od tego, jak poprawnie dobrany jest kocioł do ogrzewania pod względem mocy. Od tego zależy również możliwość zainstalowania kotła akumulacyjnego na ciepłą wodę lub ułożenia systemu ciepłej podłogi. Jeśli zamierzasz zapewnić swojej rodzinie wszystkie dobrodziejstwa cywilizacji, to moc kotła powinna wystarczyć na wszystkie dodatkowe urządzenia, a nie tylko na ogrzewanie.

Więcej niż to konieczne

Błędem jest myślenie, że konieczne jest zabranie kotła z rezerwą kW. Moc sprzętu, który nie będzie używany, to strata pieniędzy, a ponadto niemała.

Jest jeszcze jeden punkt, dlaczego jest to niepożądane - dotyczy twojego bezpieczeństwa. Jeśli kupiłeś zbyt mocny kocioł, a system grzewczy został skonfigurowany w oparciu o parametry domu, jak wielu, to po prostu może nie wytrzymać obciążenia. Awaria przyrządów pomiarowych, przebicie rur z wrzącą wodą z powodu wysokiego ciśnienia, pożaru i innych niebezpiecznych sytuacji może wystąpić w dowolnym momencie.

Mniej niż to konieczne

Wybór kotła na paliwo stałe o mniejszej mocy niż wymaga tego pomieszczenie to mniej pieniędzy wydanych z budżetu rodzinnego. Możesz również wybrać bardzo małe pomieszczenie na kotłownię. W końcu kotły na paliwo stałe o małej mocy wymagają mniejszej strefy bezpieczeństwa.

Jednak wybór sprzętu ze wskaźnikami zbyt niskich kW grozi chłodem w miesiącach zimowych. I nawet jeśli dla Ciebie komfortowa temperatura powietrza w domu to 15-17 ° C, nie oznacza to, że nadaje się on do samego domu i Twojego remontu.

Na tym poziomie ogrzewania ściany mogą być miejscami wilgotne: tapeta będzie się łuszczyć, a grzyb będzie się rozmnażał. Dlatego spodziewaj się, że wydasz na naprawy i leczenie dla całej rodziny.

W związku z powyższym kocioł na paliwo stałe powinien być odpowiedni dla Twojego domu. W przeciwnym razie nie da się uniknąć dodatkowych kosztów, czasu i nerwów.