Calculul puterii cazanelor de încălzire pe combustibil solid

Pentru a alege un cazan pe combustibil solid, trebuie să acordați atenție puterii. Acest parametru arată cât de multă căldură poate crea un anumit dispozitiv atunci când este conectat la sistemul de încălzire. Depinde direct de acest lucru dacă este posibil cu ajutorul unor astfel de echipamente să oferiți casei căldură în cantitatea necesară sau nu.

De exemplu, într-o cameră în care este instalat un cazan cu peleți cu o putere redusă, cel mai bine va fi răcoros. De asemenea, nu cea mai bună opțiune este instalarea unui cazan cu capacitate excesivă, deoarece acesta va funcționa constant într-un mod economic, iar acest lucru va reduce semnificativ indicatorul de eficiență.

Deci, pentru a calcula puterea cazanului pentru încălzirea unei case private, trebuie să respectați anumite reguli.

Cum se calculează puterea unui cazan de încălzire, cunoscând volumul camerei încălzite?

Puterea termică a cazanului este determinată de formula:

Q = V × ΔT × K / 850

• Î
  - cantitatea de căldură în kW / h
• V
  - volumul camerei încălzite în metri cubi
• ΔT
  - diferența dintre temperatura din exterior și din interiorul casei
• LA
  - coeficientul pierderii de căldură
• 850
  - numărul din cauza căruia produsul celor trei parametri de mai sus poate fi transformat în kW / h

Indicator LA

poate avea următoarele semnificații:

• 3-4 - dacă structura clădirii este simplificată și din lemn, sau dacă este realizată din tablă profilată
• 2-2.9 - camera are puțină izolație termică. O astfel de cameră are o structură simplă, lungimea unei cărămizi este egală cu grosimea peretelui, ferestrele și acoperișul au o construcție simplificată.
• 1-1.9 - structura clădirii este considerată standard. Aceste case au o filă dublă din cărămidă și puține ferestre simple. Acoperiș obișnuit
• 0.6-0.9 - structura clădirii este considerată a fi îmbunătățită. O astfel de clădire are geamuri termopan, baza podelei este groasă, pereții sunt din cărămidă și sunt dublu izolați, acoperișul este izolat cu material bun.

Mai jos este o situație în care un cazan de încălzire este selectat în funcție de volumul camerei încălzite.

Casa are o suprafață de 200 m², înălțimea zidurilor sale este de 3 m, izolația termică este de primă clasă. Temperatura ambiantă în apropierea casei nu scade sub -25 ° C. Se pare că ΔT = 20 - (-25) = 45 ° C. Se pare că, pentru a afla cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea unei case, trebuie să faceți următorul calcul:

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

Rezultatul obținut nu ar trebui încă rotunjit, deoarece un sistem de alimentare cu apă caldă poate fi încă conectat la cazan.

Dacă apa pentru spălare este încălzită într-un mod diferit, atunci rezultatul obținut independent nu trebuie ajustat, iar această etapă a calculului este definitivă.

Cum se calculează câtă căldură este necesară pentru a încălzi apa?

Pentru a calcula consumul de căldură în acest caz, este necesar să adăugați în mod independent consumul de căldură pentru alimentarea cu apă caldă la indicatorul anterior. Pentru a-l calcula, puteți utiliza următoarea formulă:

Qw = s × m × Δt

• din
  - căldura specifică a apei, care este întotdeauna egală cu 4200 J / kg K,
• m
  - masa de apă în kg
• Δt
  - diferența de temperatură între apa încălzită și apa primită din alimentarea cu apă.

De exemplu, familia medie consumă în medie 150 de litri de apă caldă. Lichidul de răcire care încălzește cazanul are o temperatură de 80 ° C, iar temperatura apei provenite din alimentarea cu apă este de 10 ° C, apoi Δt = 80 - 10 = 70 ° C.

Prin urmare:

Qw = 4200 × 150 × 70 = 44,100,000 J sau 12,25 kW / h

Apoi, trebuie să faceți următoarele:

1. Să presupunem că trebuie să încălziți 150 de litri de apă odată, ceea ce înseamnă că capacitatea schimbătorului de căldură indirect este de 150 de litri, prin urmare, 12,25 kW / h trebuie adăugați la 28,58 kW / h.Acest lucru se face deoarece indicatorul Qzag este mai mic de 40,83, prin urmare, camera va fi mai rece decât cele așteptate 20 ° C.
2. Dacă apa este încălzită în porții, adică capacitatea schimbătorului de căldură indirect este de 50 de litri, indicatorul 12.25 trebuie împărțit la 3 și apoi adăugat independent la 28.58. După aceste calcule, Qzag este egal cu 32,67 kW / h. Indicatorul rezultat este puterea cazanului, care este necesară pentru încălzirea camerei.

https://youtu.be/sm2yTOiXJZ8

Calculul căldurii pentru ACM

Pentru a calcula cantitatea de căldură care trebuie cheltuită pentru încălzirea apei, trebuie să utilizați formula Qw = s * m * Δt:

• unde este c căldura specifică a apei (indicatorul este întotdeauna egal cu 4200 J / kg * K);
• m - masa de apă în kg;
• Diferența de temperatură între apă încălzită și furnizată din sursa de alimentare cu apă.

Selectarea unui cazan după zona unei case private. Cum se face un calcul?

Acest calcul este mai precis, deoarece ia în considerare un număr imens de nuanțe. Este produs conform următoarei formule:

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

1. 0,1 kW
   - rata de căldură necesară pe 1 m².
2. S
   - zona camerei de încălzit.
3. k1
   arată căldura pierdută din cauza structurii ferestrelor și are următorii indicatori:

• 1,27 - pahar unic lângă fereastră
• 1.00 - geam termopan
• 0,85 - sticlă triplă lângă fereastră

1. k2
   arată căldura pierdută din cauza zonei ferestrei (Sw). Sw se referă la suprafața etajului Sf. Indicatorii săi sunt după cum urmează:

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

1. k3
   prezintă scurgeri de căldură prin pereți. Poate fi după cum urmează:

• 1,27 - izolație termică de calitate slabă
• 1 - peretele casei are 2 cărămizi groase sau izolație de 15 cm grosime
• 0,854 - izolare termică bună

1. k4
   arată cantitatea de căldură pierdută din cauza temperaturii din afara clădirii. Are următorii indicatori:

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

1. k5
   arată cât de multă căldură se pierde din cauza pereților exteriori. Are următoarele semnificații:

• 1.1 în clădirea 1 perete exterior
• 1.2 în clădire 2 pereți exteriori
• 1.3 în clădire 3 pereți exteriori
• 1.4 în clădire 4 pereți exteriori

1. k6
   arată cantitatea de căldură necesară suplimentar și depinde de înălțimea tavanului (H):

• 1 - pentru o înălțime a tavanului de 2,5 m;
• 1,05 - pentru o înălțime a tavanului de 3,0 m;
• 1.1 - pentru o înălțime a tavanului de 3,5 m;
• 1,15 - pentru o înălțime a tavanului de 4,0 m;
• 1.2 - pentru o înălțime a tavanului de 4,5 m.

1. k7
   arată cât de multă căldură s-a pierdut. Depinde de tipul de clădire care se află deasupra camerei încălzite. Are următorii indicatori:

• 0,8 cameră încălzită;
• 0,9 mansardă caldă;
• 1 mansardă rece.

De exemplu, vom lua aceleași condiții inițiale, cu excepția parametrului ferestrelor, care au o unitate de sticlă triplă și reprezintă 30% din suprafața pardoselii. Structura are 4 pereți exteriori și o mansardă rece deasupra acesteia.

Atunci calculul va arăta astfel:

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

Acest indicator trebuie mărit, pentru aceasta trebuie să adăugați în mod independent cantitatea de căldură necesară pentru ACM, dacă este conectat la cazan.

Dacă nu este nevoie să efectuați calcule exacte, atunci puteți utiliza un tabel universal. Cu acesta, puteți determina puterea cazanului în funcție de zona casei. De exemplu, un cazan cu o capacitate de 19 kW este potrivit pentru încălzirea unei încăperi de 150 de metri pătrați și 200 de metri pătrați pentru încălzire. va necesita 22 kW.

Metodele de mai sus sunt foarte utile în calcularea puterii cazanului pentru încălzirea casei.

Metode de calcul

Pentru a menține o temperatură confortabilă în spațiile de locuit, echipând independent sistemul de încălzire, este necesar să se ia în considerare pierderile de căldură prin baza podelei, pereților, tavanului, structurilor ușilor și ferestrelor. Trebuie să existe o rezervă de putere în cazul înghețurilor severe.

După volumul zonei încălzite

Formula pentru calcularea căldurii:

Q = V × ΔT × K / 850, unde

• Q este cantitatea de energie termică, kW / h;
• V este volumul camerei, m³;
• ΔT este diferența de temperatură dintre mediul de aer extern și interior;
• K - coeficientul pierderii de energie termică;
• 850 este un număr constant de convertit în kWh.

Puteți calcula cantitatea de căldură după volumul zonei încălzite.

Valorile coeficientului termic pentru diferite obiecte:

• structuri de clădire îmbunătățite (pereți de cărămidă, podele groase, geamuri termopan în deschiderile ferestrelor, izolația se face în 2 straturi) - K = 0,6-0,9;
• clădiri rezidențiale standard - K = 1-1,9;
• construirea simplificată a caselor cu un singur strat de izolație termică și ferestre standard - K = 2-2.9;
• clădiri din lemn - K = 3-4.

La calcularea cantității necesare de căldură pentru toate camerele de locuit ale casei, este necesar să se țină seama de încălzirea apei pentru nevoile consumatorilor familiei.

De zona camerei

Atunci când se calculează cantitatea de căldură necesară pentru o cameră, sunt luate în considerare multe nuanțe, astfel încât această metodă este mai precisă.

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

• rata energiei termice - 0,1 kW / m²;
• S este aria teritoriului;
• k1 - indicator al pierderilor prin structuri de ferestre (unitate de sticlă simplă - 1,27, dublu - 1, triplu - 0,85);
• k2 este consumul de căldură peste zona ferestrei (Sw) în raport cu suprafața podelei Sf (la Sw / Sf = 0,1, k2 = 0,8; respectiv, 0,2 la 0,9; 0,3 la 1,0; 0, 4 la 1,1 și 0,5 la 1,2) ;
• k3 - scurgeri de energie prin pereții camerei (atunci când se utilizează material izolant de calitate scăzută - 1,27; utilizarea unui material cu grosimea de 15 cm sau zidărie dublă - 1,0; pentru izolație de înaltă calitate - 0,854);
• k4 - pierderi de căldură datorate temperaturii externe (la T = -10 ° C, k4 = 0,7, respectiv, -15 ° C la 0,9; -20 ° C la 1,1; -25 ° C la 1, 3; -30 ° C până la 1,5);
• k5 - costuri energetice datorate unui perete exterior - 1.1; 2 - 1,2; 3 - 1,3; 4 - 1,4;
• k6 - cantitate suplimentară de căldură în funcție de înălțimea tavanului camerei: H = 2,5 m, respectiv K = 1, de la 3 m la 1,05; 3,5 m la 1,1; 4 m la 1,15; 4,5 m la 1,2;
• k7 - pierderi de energie în funcție de structura situată deasupra camerei încălzite (mansardă rece - K = 1, izolată - 0,9, cameră încălzită - 0,8).

La efectuarea calculului, se iau în considerare multe nuanțe.

De exemplu, clădirea are 4 pereți exteriori, deschiderile ferestrelor sunt echipate cu unități de sticlă triplă, ai căror parametri sunt de 30% față de suprafața podelei. Există un pod rece între tavan și structura acoperișului.

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

Indicatorul rezultat este crescut cu cantitatea de energie termică necesară pentru alimentarea cu apă caldă (dacă acest sistem este conectat la un aparat cu combustibil solid).

Calcul pentru un cazan de apă caldă

Acest indicator este obținut folosind următoarea formulă:

Qw = s × m × Δt, unde

• Qv - energia necesară pentru un cazan de apă caldă;
• c - capacitatea termică specifică a lichidului (valoare constantă egală cu 4200 J / kg * K);
• m este masa apei;
• Δt este diferența de temperatură dintre lichidul rece și încălzit.

Puterea cazanului selectată incorect va duce la o creștere a consumului de energie.

De exemplu, o familie de 4 persoane consumă 150 de litri / zi de apă fierbinte. Cazanul este echipat cu un suport de căldură capabil să încălzească lichidul provenit din sistemul general de comunicații de la T = 10 ° C la T = 80 ° C. În acest caz, diferența de temperatură Δt = 80 - 10 = 70 ° C.

Înlocuim toate valorile din formulă și obținem:

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

De exemplu, trebuie să încălziți imediat 150 de litri de apă pentru spălare. În consecință, schimbătorul de căldură indirect are o capacitate de 150 de litri. Prin urmare, la 28,58 kW / h (consum de energie pentru cameră), trebuie adăugat 12,25 kW / h suplimentar (încălzirea apei). În acest caz, valoarea Qzag este mai mică de 40,83 kW / h, adică temperatura aerului în camere va fi mai mică decât cea calculată la 20 ° C.

Cu încălzirea în lot a lichidului (capacitatea schimbătorului de căldură indirect = 50 l), costurile vor fi de 12,25 kW / 3 = 4,08 kW / h. În consecință, Qzag = 28,58 + 4,08 = 32,66 kW / h. Aceasta este puterea necesară a echipamentelor de încălzire pentru a menține temperatura camerei peste 20 ° C și pentru a încălzi recipientul cu apă pentru uz casnic.

Calculul puterii reale a unui cazan cu ardere lungă folosind exemplul „Kupper PRACTIC-8”

Designul majorității cazanelor este conceput pentru tipul specific de combustibil pe care va funcționa acest dispozitiv.Dacă pentru cazan se folosește o categorie diferită de combustibil, care nu este realocată pentru aceasta, eficiența va fi redusă semnificativ. De asemenea, este necesar să ne amintim despre posibilele consecințe ale utilizării combustibilului care nu este furnizat de producătorul echipamentului cazanului.

Acum vom demonstra procesul de calcul folosind exemplul cazanului Teplodar, modelul Kupper PRACTIC-8. Acest echipament este destinat sistemului de încălzire al clădirilor rezidențiale și al altor spații care au o suprafață mai mică de 80 m². De asemenea, acest cazan este universal și poate funcționa nu numai în sistemele de încălzire închise, ci și în sistemele deschise cu circulație forțată a lichidului de răcire. Acest cazan are următoarele caracteristici tehnice:

1. capacitatea de a folosi lemn de foc ca combustibil;
2. în medie pe oră, arde 10 lemne de foc;
3. puterea acestui cazan este de 80 kW;
4. camera de încărcare are un volum de 300 de litri;
5. Eficiența este de 85%.

Să presupunem că proprietarul folosește lemn de aspen ca combustibil pentru a încălzi camera. 1 kg din acest tip de lemn de foc dă 2,82 kWh. Într-o oră, cazanul consumă 15 kg de lemn de foc, prin urmare, produce căldură 2,82 × 15 × 0,87 = 36,801 kWh de căldură (0,87 este eficiența).

Acest echipament nu este suficient pentru încălzirea unei încăperi care are un schimbător de căldură cu un volum de 150 de litri, dar dacă ACM are un schimbător de căldură cu un volum de 50 de litri, atunci puterea acestui cazan va fi suficientă. Pentru a obține rezultatul dorit de 32,67 kW / h, trebuie să cheltuiți 13,31 kg de lemn de foc de aspen. Facem calculul folosind formula (32,67 / (2,82 × 0,87) = 13,31). În acest caz, căldura necesară a fost determinată de metoda de calcul a volumului.

De asemenea, puteți face un calcul independent și puteți afla timpul necesar cazanului pentru a arde tot lemnul de foc. 1 litru de lemn de aspen are o greutate de 0,143 kg. Prin urmare, compartimentul de încărcare se va potrivi cu 294 × 0,143 = 42 kg de lemn de foc. Cât de mult lemn va fi suficient pentru a vă încălzi mai mult de 3 ore. Acesta este un timp prea scurt, prin urmare, în acest caz, este necesar să găsiți un cazan cu dimensiunea cuptorului de 2 ori mai mare.

De asemenea, puteți căuta un cazan de combustibil care este conceput pentru mai multe tipuri de combustibil. De exemplu, un cazan de la aceeași, doar modelul Kupper PRO-22, care poate funcționa nu numai pe lemn, ci și pe cărbuni. În acest caz, atunci când se utilizează diferite tipuri de combustibil, va exista o putere diferită. Calculul se efectuează independent, ținând cont de eficiența fiecărui tip de combustibil separat, iar ulterior este selectată cea mai bună opțiune.

Importanța calculării puterii cazanului

Confortul dvs. în cea mai rece perioadă a iernii depinde de cât de corect este selectat cazanul pentru încălzire în termeni de putere. De asemenea, posibilitatea de a instala un cazan de stocare pentru apă caldă sau de a pune un sistem de podea caldă depinde de acest lucru. Dacă veți oferi familiei dvs. toate avantajele civilizației, atunci puterea cazanului ar trebui să fie suficientă pentru toate dispozitivele suplimentare și nu doar pentru încălzire.

Mai mult decât necesar

Este o greșeală să crezi că este necesar să iei un cazan cu o rezervă de kW. Puterea echipamentelor care nu vor fi folosite sunt bani aruncați în vânt și, mai mult, nu mici.

Există un alt punct de ce acest lucru nu este de dorit - privește siguranța dumneavoastră. Dacă ați cumpărat un cazan prea puternic, iar sistemul de încălzire a fost configurat pe baza parametrilor casei, așa cum fac mulți, atunci este posibil să nu reziste la sarcină. Eșecul instrumentelor de măsurare, spargerea țevilor cu apă clocotită din cauza presiunii ridicate, a incendiului și a altor situații periculoase se pot întâmpla în orice moment.

Mai puțin decât este necesar

Alegerea unui cazan pe combustibil solid de mai puțină energie decât necesită camera este mai puțin cheltuit din bugetul familiei. De asemenea, puteți selecta o cameră foarte mică pentru o cameră de cazan. La urma urmei, cazanele pe combustibil solid cu putere redusă necesită o zonă de siguranță mai mică.

Cu toate acestea, alegerea echipamentului cu indicatori de kW prea mici amenință cu frigul în lunile de iarnă. Și chiar dacă pentru dvs. o temperatură confortabilă a aerului în casă este de 15-17 ° C, acest lucru nu înseamnă că este potrivit pentru casa în sine și renovarea dvs.

La acest nivel de încălzire, pereții pot fi umezi pe alocuri: tapetul se va desprinde și ciuperca se va înmulți. Prin urmare, așteptați să cheltuiți pentru reparații și tratament pentru întreaga familie.

Pe baza celor de mai sus, un cazan pe combustibil solid ar trebui să se potrivească casei dumneavoastră. În caz contrar, costurile suplimentare de bani, timp și nervi nu pot fi evitate.