Para escolher uma caldeira a combustível sólido, é necessário prestar atenção à potência. Este parâmetro mostra quanto calor um dispositivo específico pode criar quando conectado ao sistema de aquecimento. Disso depende diretamente se é possível, com a ajuda de tais equipamentos, fornecer ou não calor à casa na quantidade necessária.
Por exemplo, em uma sala onde uma caldeira a pellet com baixa potência está instalada, será frio na melhor das hipóteses. Além disso, não é a melhor opção instalar uma caldeira com excesso de capacidade, pois funcionará constantemente de forma econômica, o que reduzirá significativamente o indicador de eficiência.
Portanto, para calcular a potência da caldeira para aquecer uma casa particular, é necessário seguir algumas regras.
Como calcular a potência de uma caldeira de aquecimento, sabendo o volume da divisão aquecida?
A potência térmica da caldeira é determinada pela fórmula:
Q = V × ΔT × K / 850
- Q
- a quantidade de calor em kW / h - V
- o volume da sala aquecida em metros cúbicos - ΔT
- a diferença entre a temperatura fora e dentro de casa - PARA
- coeficiente de perda de calor - 850
- o número devido ao qual o produto dos três parâmetros acima pode ser convertido em kW / h
Índice PARA
pode ter os seguintes significados:
- 3-4 - se a estrutura do edifício for simplificada e em madeira, ou se for em chapa perfilada
- 2-2.9 - a sala tem pouco isolamento térmico. Essa sala tem uma estrutura simples, o comprimento de 1 tijolo é igual à espessura da parede, as janelas e o telhado têm uma construção simplificada.
- 1-1.9 - a estrutura do edifício é considerada padrão. Essas casas têm uma guia dupla de tijolos e poucas janelas simples. Telhado de telhado comum
- 0,6-0,9 - a estrutura do edifício é considerada melhorada. Tal edifício tem janelas de vidros duplos, a base do piso é espessa, as paredes são de tijolo e são duplamente isoladas, o telhado é isolado com bom material.
Abaixo está uma situação em que uma caldeira de aquecimento é selecionada de acordo com o volume da sala aquecida.
A casa tem uma área de 200 m², a altura das paredes é de 3 m, o isolamento térmico é de primeira classe. A temperatura ambiente perto da casa não cai abaixo de -25 ° C. Acontece que ΔT = 20 - (-25) = 45 ° C. Acontece que, para descobrir a quantidade de calor necessária para aquecer uma casa, você precisa fazer o seguinte cálculo:
Q = 200 × 3 × 45 × 0,9 / 850 = 28,58 kWh
O resultado obtido ainda não deve ser arredondado, pois um sistema de abastecimento de água quente ainda pode ser conectado à caldeira.
Se a água de lavagem for aquecida de forma diferente, então o resultado obtido de forma independente não precisa ser ajustado e esta etapa do cálculo é final.
Como calcular quanto calor é necessário para aquecer a água?
Para calcular o consumo de calor neste caso, é necessário adicionar de forma independente o consumo de calor para o fornecimento de água quente ao indicador anterior. Para calculá-lo, você pode usar a seguinte fórmula:
Qw = s × m × Δt
- com
- calor específico da água, que é sempre igual a 4200 J / kg K, - m
- massa de água em kg - Δt
- a diferença de temperatura entre a água aquecida e a água que entra do abastecimento de água.
Por exemplo, uma família média consome 150 litros de água morna em média. O refrigerante que aquece a caldeira tem uma temperatura de 80 ° C, e a temperatura da água proveniente do abastecimento de água é de 10 ° C, então Δt = 80 - 10 = 70 ° C.
Conseqüentemente:
Qw = 4.200 × 150 × 70 = 44.100.000 J ou 12,25 kWh
Então você precisa fazer o seguinte:
- Suponha que você precise aquecer 150 litros de água por vez, o que significa que a capacidade do trocador de calor indireto é 150 litros, portanto, 12,25 kW / h devem ser adicionados a 28,58 kW / h.Isso é feito porque o indicador Qzag é inferior a 40,83, portanto, a sala ficará mais fria do que os 20 ° C esperados.
- Se a água for aquecida em porções, ou seja, a capacidade do trocador de calor indireto é de 50 litros, o indicador 12,25 deve ser dividido por 3 e somado de forma independente a 28,58. Após esses cálculos, Qzag é igual a 32,67 kW / h. O indicador resultante é a potência da caldeira, necessária para aquecer o ambiente.
https://youtu.be/sm2yTOiXJZ8
Cálculo de calor para AQS
Para calcular quanto calor precisa ser gasto no aquecimento de água, você precisa usar a fórmula Qw = s * m * Δt:
- onde c é calor específico da água (o indicador é sempre igual a 4.200 J / kg * K);
- m - massa de água em kg;
- Δt diferença de temperatura entre água aquecida e fornecida pelo abastecimento de água.
Seleção de uma caldeira pela área de uma casa particular. Como fazer um cálculo?
Este cálculo é mais preciso porque leva em consideração um grande número de nuances. É produzido de acordo com a seguinte fórmula:
Q = 0,1 × S × k1 × k2 × k3 × k4 × k5 × k6 × k7
- 0,1 kW
- a taxa de calor necessária por 1 m². - S
- a área da sala a ser aquecida. - k1
mostra o calor que foi perdido devido à estrutura das janelas, e tem os seguintes indicadores:
- 1,27 - vidro único pela janela
- 1,00 - janela com vidros duplos
- 0,85 - vidro triplo pela janela
- k2
mostra o calor que foi perdido devido à área da janela (Sw). Sw refere-se à área do piso Sf. Seus indicadores são os seguintes:
- 0,8 - em Sw / Sf = 0,1;
- 0,9 - em Sw / Sf = 0,2;
- 1,0 - em Sw / Sf = 0,3;
- 1,1 - em Sw / Sf = 0,4;
- 1,2 - em Sw / Sf = 0,5.
- k3
mostra vazamento de calor através das paredes. Pode ser o seguinte:
- 1,27 - isolamento térmico de baixa qualidade
- 1 - a parede da casa tem 2 tijolos de espessura ou isolamento de 15 cm de espessura
- 0,854 - bom isolamento térmico
- k4
mostra a quantidade de calor perdido devido à temperatura externa do edifício. Possui os seguintes indicadores:
- 0,7, quando 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
- k5
mostra quanto calor é perdido devido às paredes externas. Tem os seguintes significados:
- 1.1 na parede externa do prédio 1
- 1,2 no prédio 2 paredes externas
- 1,3 no prédio 3 paredes externas
- 1,4 na construção 4 paredes externas
- k6
mostra a quantidade de calor necessária adicionalmente e depende da altura do teto (H):
- 1 - para um pé direito de 2,5 m;
- 1,05 - para uma altura de teto de 3,0 m;
- 1,1 - para pé direito de 3,5 m;
- 1,15 - para um pé direito de 4,0 m;
- 1,2 - para um pé direito de 4,5 m.
- k7
mostra quanto calor foi perdido. Depende do tipo de edifício localizado acima da sala aquecida. Possui os seguintes indicadores:
- 0,8 sala aquecida;
- 0,9 sótão quente;
- 1 sótão frio.
Como exemplo, tomaremos as mesmas condições iniciais, exceto para o parâmetro das janelas, que possuem uma unidade de vidro triplo e perfazem 30% da área útil. A estrutura tem 4 paredes exteriores e um sótão frio por cima.
Então, o cálculo ficará assim:
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 deve ser aumentado, para isso é necessário adicionar de forma independente a quantidade de calor necessária para a água quente, se estiver ligada à caldeira.
Se você não precisa realizar cálculos precisos, pode usar uma mesa universal. Com ele, você pode determinar a potência da caldeira por área da casa. Por exemplo, uma caldeira com uma capacidade de 19 kW é adequada para aquecer uma sala de 150 metros quadrados e 200 metros quadrados para aquecer. exigirá 22 kW.
| Opção | Área da casa, m² | Aquecimento, kW | Número de dispositivos | Número de pessoas | Caldeira AQS, l / kW |
| 1 | 150 | 19 | 10 | 4 | 100/28 |
| 2 | 200 | 22 | 11 | 4 | 100/28 |
| 3 | 250 | 25,5 | 17 | 4 | 160/33 |
| 4 | 300 | 27 | 20 | 6 | 160/33 |
| 5 | 350 | 31 | 26 | 6 | 200/33 |
| 6 | 400 | 34 | 30 | 6 | 200/33 |
| 7 | 450 | 36 | 44 | 6 | 300/36 |
Os métodos acima são muito úteis para calcular a potência da caldeira para aquecer a casa.
Métodos de cálculo
Para manter uma temperatura confortável nos aposentos, equipando de forma independente o sistema de aquecimento, é necessário levar em consideração a perda de calor pela base do piso, paredes, teto, estruturas de portas e janelas. Deve haver uma reserva de energia em caso de geadas severas.
Pelo volume da área aquecida
Fórmula para calcular o calor:
Q = V × ΔT × K / 850, onde
- Q é a quantidade de energia térmica, kW / h;
- V é o volume da sala, m³;
- ΔT é a diferença de temperatura entre o ambiente de ar externo e interno;
- K - coeficiente de perda de energia térmica;
- 850 é um número constante a ser convertido em kWh.
Você pode calcular a quantidade de calor pelo volume da área aquecida.
Valores do coeficiente térmico para objetos diferentes:
- estruturas de construção melhoradas (paredes de tijolos, pisos grossos, janelas com vidros duplos nas aberturas das janelas, isolamento feito em 2 camadas) - K = 0,6-0,9;
- edifícios residenciais padrão - K = 1-1,9;
- construção simplificada de casas com uma camada de isolamento térmico e janelas padrão - K = 2-2,9;
- edifícios de madeira - K = 3-4.
Ao calcular a quantidade de calor necessária para todas as salas da casa, é necessário levar em consideração o aquecimento de água para as necessidades de consumo da família.
Pela área da sala
Ao calcular a quantidade de calor necessária para uma sala, muitas nuances são levadas em consideração, portanto, este método é mais preciso.
Fórmula: Q = 0,1 × S × k1 × k2 × k3 ... .. k7, onde
- taxa de energia térmica - 0,1 kW / m²;
- S é a área do território;
- k1 - indicador de perdas pelas estruturas das janelas (monobloco - 1,27, duplo - 1, triplo - 0,85);
- k2 é o consumo de calor sobre a área da janela (Sw) em relação à área do piso Sf (em Sw / Sf = 0,1, k2 = 0,8; respectivamente, 0,2 a 0,9; 0,3 a 1,0; 0, 4 a 1,1 e 0,5 a 1,2) ;
- k3 - vazamento de energia pelas paredes da sala (quando for utilizado isolante de baixa qualidade - 1,27; utilizando material com espessura de 15 cm ou alvenaria dupla - 1,0; para isolamento de alta qualidade - 0,854);
- k4 - perda de calor devido à temperatura externa (em 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 - gastos com energia devido a 1 parede externa - 1,1; 2 - 1,2; 3 - 1,3; 4 - 1,4;
- k6 - quantidade adicional de calor em função da altura do teto da sala: H = 2,5 m, K = 1, respectivamente, 3 ma 1,05; 3,5m a 1,1; 4 m a 1,15; 4,5 m a 1,2;
- k7 - perdas de energia dependendo da estrutura localizada acima da sala aquecida (sótão frio - K = 1, isolado - 0,9, sala aquecida - 0,8).
Ao realizar o cálculo, muitas nuances são levadas em consideração.
Por exemplo, o edifício possui 4 paredes externas, as aberturas das janelas estão equipadas com unidades de vidro triplo, cujos parâmetros são 30% em relação à área útil. Existe um sótão frio entre o teto e a estrutura do telhado.
Fórmula de cálculo: Q = 0,1 × 200 × 0,85 × 1 × 0,854 × 1,3 × 1,4 × 1,05 × 1 = 27,74 kWh.
O indicador resultante é aumentado pela quantidade de energia térmica necessária para o fornecimento de água quente (se este sistema estiver conectado a um aparato de combustível sólido).
Cálculo para uma caldeira de água quente
Este indicador é obtido usando a seguinte fórmula:
Qw = s × m × Δt, onde
- Qv - energia necessária para uma caldeira de água quente;
- c - capacidade térmica específica do líquido (valor constante igual a 4200 J / kg * K);
- m é a massa de água;
- Δt é a diferença de temperatura entre o líquido frio e o aquecido.
A potência da caldeira selecionada incorretamente levará a um aumento no consumo de energia.
Por exemplo, uma família de 4 pessoas consome 150 litros / dia de água quente. A caldeira está equipada com um transportador de calor capaz de aquecer o líquido proveniente do sistema de comunicação geral de T = 10 ° C a T = 80 ° C. Nesse caso, a diferença de temperatura Δt = 80 - 10 = 70 ° C.
Substituímos todos os valores na fórmula e obtemos:
Qw = 4200 J / kg * K × 150 kg × 70 ° C = 44.100.000 J (traduzido como 12,25 kW / h).
Por exemplo, você precisa aquecer imediatamente 150 litros de água para lavar. Dessa forma, o trocador de calor indireto tem capacidade de 150 litros. Portanto, para 28,58 kW / h (consumo de energia da sala), um adicional de 12,25 kW / h (aquecimento de água) deve ser adicionado. Neste caso, o valor de Qzag é inferior a 40,83 kW / h, ou seja, a temperatura do ar nos quartos será inferior aos 20 ° C calculados.
Com o aquecimento em batelada do líquido (capacidade do trocador de calor indireto = 50 l), os custos serão de 12,25 kW / 3 = 4,08 kW / h. Consequentemente, Qzag = 28,58 + 4,08 = 32,66 kW / h. Esta é a potência necessária do equipamento de aquecimento para manter a temperatura ambiente acima de 20 ° C e aquecer o recipiente com água para uso doméstico.
Cálculo da potência real de uma caldeira de longa duração usando o exemplo de "Kupper PRACTIC-8"
O projeto da maioria das caldeiras é projetado para o tipo específico de combustível no qual este dispositivo irá operar.Se uma categoria diferente de combustível for usada para a caldeira, que não seja reatribuída para ela, a eficiência será significativamente reduzida. É preciso também lembrar das possíveis consequências do uso de combustível não fornecido pelo fabricante do equipamento da caldeira.
Agora vamos demonstrar o processo de cálculo usando o exemplo da caldeira Teplodar, o modelo Kupper PRACTIC-8. Este equipamento destina-se à instalação de aquecimento de edifícios residenciais e outras instalações, que possuam uma área inferior a 80 m². Além disso, esta caldeira é universal e pode funcionar não só em sistemas de aquecimento fechados, mas também abertos com circulação forçada do refrigerante. Esta caldeira possui as seguintes características técnicas:
- a capacidade de usar lenha como combustível;
- em média por hora, ele queima 10 lenha;
- a potência desta caldeira é de 80 kW;
- a câmara de carga tem um volume de 300 litros;
- A eficiência é de 85%.
Suponha que o proprietário use lenha como combustível para aquecer o ambiente. 1 kg desse tipo de lenha dá 2,82 kWh. Em uma hora, a caldeira consome 15 kg de lenha, portanto, produz calor 2,82 × 15 × 0,87 = 36,801 kWh de calor (0,87 é a eficiência).
Este equipamento não é suficiente para aquecer uma sala que possui um permutador de calor com volume de 150 litros, mas se a AQS tiver um permutador de calor com um volume de 50 litros então a potência desta caldeira será suficiente. Para obter o resultado desejado de 32,67 kW / h, é necessário gastar 13,31 kg de lenha de aspen. Fazemos o cálculo usando a fórmula (32,67 / (2,82 × 0,87) = 13,31). Neste caso, o calor necessário foi determinado pelo método de cálculo de volume.
Você também pode fazer um cálculo independente e descobrir quanto tempo leva para a caldeira queimar toda a lenha. 1 litro de madeira de aspen pesa 0,143 kg. Portanto, o compartimento de carga caberá 294 × 0,143 = 42 kg de lenha. Essa quantidade de madeira será suficiente para se aquecer por mais de 3 horas. É um tempo muito curto, portanto, neste caso, é necessário encontrar uma caldeira com tamanho de forno 2 vezes maior.
Você também pode procurar uma caldeira de combustível projetada para vários tipos de combustível. Por exemplo, uma caldeira da mesma, só o modelo Kupper PRO-22, que pode funcionar não só em madeira, mas também em carvão. Nesse caso, ao usar diferentes tipos de combustível, haverá uma potência diferente. O cálculo é realizado de forma independente, levando em consideração a eficiência de cada tipo de combustível separadamente, para posteriormente selecionar a melhor opção.
A importância de calcular a potência da caldeira
O seu conforto no período mais frio do inverno depende da forma correta de selecionar a caldeira para aquecimento em termos de potência. Além disso, a possibilidade de instalar uma caldeira de armazenamento para água quente ou colocar um sistema de piso quente depende disso. Se você vai proporcionar à sua família todos os benefícios da civilização, a energia da caldeira deve ser suficiente para todos os dispositivos adicionais, e não apenas para aquecimento.
Mais que necessario
É um erro pensar que é necessário levar uma caldeira com reserva de kW. A potência do equipamento que não será utilizado é dinheiro atirado ao vento e, aliás, não é pequeno.
Há outro ponto por que isso é indesejável - diz respeito à sua segurança. Se você comprou uma caldeira muito potente e o sistema de aquecimento foi configurado com base nos parâmetros da casa, como muitos fazem, então ele simplesmente pode não suportar a carga. A qualquer momento podem ocorrer falhas nos instrumentos de medição, rompimento de tubulações com água fervente devido à alta pressão, incêndio e outras situações perigosas.
Menos que o necessário
A escolha de uma caldeira de combustível sólido com menos potência do que o necessário para a sala significa menos dinheiro para o orçamento familiar. Você também pode selecionar uma sala muito pequena para uma sala de caldeira. Afinal, as caldeiras de combustível sólido com baixa potência requerem uma zona de segurança menor.
No entanto, a escolha de equipamentos com indicadores de kW muito baixos ameaça com frio nos meses de inverno. E mesmo que para você uma temperatura do ar confortável na casa seja de 15-17 ° C, isso não significa que seja adequada para a própria casa e sua reforma.
Nesse nível de aquecimento, as paredes podem estar úmidas em alguns lugares: o papel de parede descascará e o fungo se multiplicará. Portanto, espere gastar em reparos e tratamento para toda a família.
Com base no acima exposto, uma caldeira de combustível sólido deve servir para sua casa. Caso contrário, custos adicionais de dinheiro, tempo e nervos não podem ser evitados.
