Kako izračunati snagu plinskog kotla za grijanje: formule i primjer izračuna

Prije projektiranja sustava grijanja ili ugradnje opreme za grijanje, važno je odabrati plinski kotao koji može proizvesti potrebnu količinu topline za prostoriju. Stoga je važno odabrati uređaj takve snage da njegove performanse budu što veće, a resurs dug.

Reći ćemo vam kako izračunati snagu plinskog kotla s visokom točnošću i uzimajući u obzir određene parametre. U članku koji smo predstavili detaljno su opisane sve vrste toplinskih gubitaka kroz otvore i građevinske konstrukcije te su navedene formule za njihov izračun. Poseban primjer uvodi značajke izračuna.

Tipične pogreške pri odabiru kotla

Ispravan izračun snage plinskog kotla ne samo da će uštedjeti na potrošnom materijalu, već će također povećati učinkovitost uređaja. Oprema čiji toplinski učinak premašuje stvarne potrebe za toplinom radit će neučinkovito kada, kao nedovoljno snažan uređaj, ne može pravilno zagrijati prostoriju.

Postoji suvremena automatizirana oprema koja samostalno regulira opskrbu plinom, što eliminira nepotrebne troškove. Ali ako takav kotao obavlja svoj posao do granice svojih mogućnosti, tada se njegov vijek trajanja smanjuje.

Kao rezultat toga, učinkovitost opreme se smanjuje, dijelovi se brže troše i stvara se kondenzacija. Stoga je potrebno izračunati optimalnu snagu.

Postoji mišljenje da snaga kotla ovisi isključivo o površini prostorije, a za svaki dom optimalni izračun bio bi 100 W po 1 m². Stoga, da biste odabrali snagu kotla, na primjer, za kuću od 100 m2. m, trebat će vam oprema koja proizvodi 100*10=10000 W ili 10 kW.

Takvi izračuni su u osnovi netočni zbog pojave novih završnih materijala i poboljšanih izolacijskih materijala, koji smanjuju potrebu za kupnjom opreme velike snage.

Snaga plinskog kotla odabire se uzimajući u obzir individualne karakteristike kuće. Ispravno odabrana oprema će raditi što je moguće učinkovitije uz minimalnu potrošnju goriva

Izračunajte snagu plinski kotao grijanje se može obaviti na dva načina - ručno ili pomoću posebnog programa Valtec, koji je dizajniran za profesionalne izračune visoke preciznosti.

Potrebna snaga opreme izravno ovisi o gubitku topline prostorije. Nakon što znate stopu gubitka topline, možete izračunati snagu plinskog kotla ili bilo kojeg drugog uređaja za grijanje.

Što je gubitak topline prostorije?

Svaka prostorija ima određene gubitke topline. Toplina izlazi iz zidova, prozora, podova, vrata, stropova, pa je zadatak plinskog kotla kompenzirati količinu topline koja izlazi i osigurati određenu temperaturu u prostoriji. To zahtijeva određenu toplinsku snagu.

Eksperimentalno je utvrđeno da najveća količina topline izlazi kroz zidove (do 70%). Do 30% toplinske energije može izaći kroz krov i prozore, a do 40% kroz ventilacijski sustav. Najmanji gubitak topline na vratima (do 6%) i podovima (do 15%)

Sljedeći čimbenici utječu na gubitak topline kod kuće.

• Položaj kuće. Svaki grad ima svoje klimatske karakteristike.Prilikom izračunavanja gubitka topline potrebno je uzeti u obzir kritičnu negativnu temperaturu karakterističnu za regiju, kao i prosječnu temperaturu i trajanje sezone grijanja (za točne izračune pomoću programa).
• Položaj zidova u odnosu na kardinalne pravce. Poznato je da se ruža vjetrova nalazi na sjevernoj strani, pa će gubitak topline zida koji se nalazi u ovom području biti najveći. Zimi hladan vjetar puše velikom snagom sa zapadne, sjeverne i istočne strane, pa će toplinski gubici ovih zidova biti veći.
• Područje grijane prostorije. Količina izgubljene topline ovisi o veličini prostorije, površini zidova, stropova, prozora, vrata.
• Toplinska tehnika građevinskih konstrukcija. Svaki materijal ima svoj koeficijent toplinske otpornosti i koeficijent prijenosa topline - sposobnost propuštanja određene količine topline kroz sebe. Da biste ih saznali, morate koristiti tablične podatke i primijeniti određene formule. Podaci o sastavu zidova, stropova, podova i njihovoj debljini nalaze se u tehničkom planu stanovanja.
• Otvori za prozore i vrata. Veličina, modifikacija vrata i dvostrukih prozora. Što je veća površina otvora prozora i vrata, to je veći gubitak topline. Prilikom proračuna važno je uzeti u obzir karakteristike ugrađenih vrata i prozora s dvostrukim ostakljenjem.
• Računovodstvo ventilacije. Ventilacija uvijek postoji u kući, bez obzira na prisutnost umjetne nape. Prostorija se provjetrava kroz otvorene prozore, kretanje zraka nastaje pri zatvaranju i otvaranju ulaznih vrata, ljudi se kreću iz sobe u prostoriju, što pomaže toplom zraku da izađe iz sobe i cirkulira.

Poznavajući gore navedene parametre, ne možete samo izračunati gubitak topline kod kuće te odrediti snagu bojlera, ali i identificirati mjesta koja treba dodatno izolirati.

Formule za izračunavanje gubitka topline

Ove formule mogu se koristiti za izračun gubitka topline ne samo u privatnoj kući, već iu stanu. Prije nego što započnete s izračunima, potrebno je nacrtati tlocrt, zabilježiti položaj zidova u odnosu na kardinalne smjerove, označiti prozore, vrata i također izračunati dimenzije svakog zida, prozora i vrata.

Za određivanje toplinskih gubitaka potrebno je poznavati strukturu zida, kao i debljinu korištenih materijala. Izračuni uzimaju u obzir zidanje i izolaciju

Pri izračunavanju gubitka topline koriste se dvije formule - pomoću prve se određuje vrijednost toplinskog otpora zatvorenih konstrukcija, a pomoću druge se određuje gubitak topline.

Za određivanje toplinskog otpora upotrijebite izraz:

R = B/K

Ovdje:

• R – vrijednost toplinskog otpora ogradnih konstrukcija, mjerena u (m²*K)/W.
• K – koeficijent toplinske vodljivosti materijala od kojeg je izrađena ogradna konstrukcija, mjeren u W/(m*K).
• U – debljina materijala, zabilježena u metrima.

Koeficijent toplinske vodljivosti K je tablični parametar, debljina B se uzima iz tehničkog plana kuće.

Koeficijent toplinske vodljivosti je tablična vrijednost, ovisi o gustoći i sastavu materijala, može se razlikovati od tabličnog, stoga je važno pročitati tehničku dokumentaciju za materijal (+)

Također se koristi osnovna formula za izračun gubitka topline:

Q = L × S × dT/R

U izrazu:

• Q – toplinski gubitak, mjeren u W.
• S – područje ogradnih konstrukcija (zidovi, podovi, stropovi).
• dT – razlika između željene unutarnje i vanjske temperature mjeri se i bilježi u C.
• R – vrijednost toplinskog otpora konstrukcije, m²•C/W, koji se nalazi korištenjem gornje formule.
• L – koeficijent koji ovisi o orijentaciji zidova u odnosu na kardinalne točke.

Imajući potrebne podatke pri ruci, možete ručno izračunati gubitak topline određene zgrade.

Primjer proračuna toplinskih gubitaka

Kao primjer, izračunajmo gubitak topline kuće sa zadanim karakteristikama.

Slika prikazuje plan kuće za koju ćemo izračunati gubitak topline. Prilikom izrade individualnog plana važno je pravilno odrediti orijentaciju zidova u odnosu na kardinalne točke, izračunati visinu, širinu i duljinu konstrukcije, a također zabilježiti mjesta otvora prozora i vrata, njihove veličine (+ )

Prema tlocrtu, širina objekta je 10 m, dužina 12 m, visina stropa 2,7 m, zidovi su orijentirani na sjever, jug, istok i zapad. U zapadnom zidu ugrađena su 3 prozora, od kojih su dva dimenzija 1,5x1,7 m, a jedan 0,6x0,3 m.

Pri proračunu krova uzimaju se u obzir izolacijski sloj, završni i krovni materijal. Paro- i hidroizolacijski filmovi koji ne utječu na toplinsku izolaciju nisu uzeti u obzir

U južnom zidu su ugrađena vrata dimenzija 1,3x2 m, tu je i prozorčić 0,5x0,3 m. Na istočnoj strani su dva prozora 2,1x1,5 m i jedan 1,5x1,7 m.

Zidovi se sastoje od tri sloja:

• zidna obloga od vlaknaste ploče (izoplast) izvana i iznutra - po 1,2 cm, koeficijent - 0,05.
• staklena vuna koja se nalazi između zidova, debljine 10 cm i koeficijenta 0,043.

Toplinski otpor svakog zida izračunava se zasebno, jer Uzima se u obzir položaj strukture u odnosu na kardinalne točke, broj i područje otvora. Rezultati proračuna na zidovima su sažeti.

Pod je višeslojan, izrađen istom tehnologijom u cijelom prostoru, a uključuje:

• rezana i pero-utorna ploča, debljina 3,2 cm, koeficijent toplinske vodljivosti 0,15.
• sloj suhog izravnavanja iverala debljine 10 cm i koeficijenta 0,15.
• izolacija – mineralna vuna debljine 5 cm, koeficijent 0,039.

Pretpostavimo da na podu nema otvora za podrum ili sličnih otvora koji oštećuju tehniku ​​grijanja. Slijedom toga, izračun se vrši za površinu svih prostorija pomoću jedne formule.

Stropovi se izrađuju od:

• drvene ploče 4 cm s koeficijentom 0,15.
• mineralne vune je 15 cm, njen koeficijent je 0,039.
• parni i hidroizolacijski sloj.

Pretpostavimo da strop također nema pristup potkrovlju iznad dnevne ili ostave.

Kuća se nalazi u regiji Bryansk, u gradu Bryansk, gdje je kritična negativna temperatura -26 stupnjeva. Eksperimentalno je utvrđeno da je temperatura zemlje +8 stupnjeva. Željena sobna temperatura + 22 stupnja.

Proračun toplinskih gubitaka zidova

Da biste pronašli ukupni toplinski otpor zida, prvo morate izračunati toplinski otpor svakog sloja.

Sloj staklene vune ima debljinu od 10 cm.Ovu vrijednost treba pretvoriti u metre, to jest:

B = 10 × 0,01 = 0,1

Dobili smo vrijednost B=0,1. Koeficijent toplinske vodljivosti toplinske izolacije je 0,043. Zamjenjujemo podatke u formulu toplinskog otpora i dobivamo:

R_stakla=0.1/0.043=2.32

Koristeći sličan primjer, izračunajmo otpornost izoplita na toplinu:

R_izopl=0.012/0.05=0.24

Ukupni toplinski otpor zida bit će jednak zbroju toplinskih otpora svakog sloja, s obzirom da imamo dva sloja vlaknatice.

R=R_stakla+2×R_izopl=2.32+2×0.24=2.8

Određivanjem ukupnog toplinskog otpora zida možete pronaći gubitke topline. Za svaki zid se izračunavaju zasebno. Izračunajmo Q za sjeverni zid.

Dodatni koeficijenti omogućuju da se u izračunima uzmu u obzir osobitosti gubitka topline sa zidova koji se nalaze u različitim smjerovima svijeta

Na temelju plana, sjeverni zid nema prozorske otvore, njegova duljina je 10 m, visina je 2,7 m. Tada se površina zida S izračunava formulom:

S_{sjeverni zid}=10×2.7=27

Izračunajmo dT parametar. Poznato je da je kritična temperatura okoline za Bryansk -26 stupnjeva, a željena sobna temperatura +22 stupnja. Zatim

dT=22-(-26)=48

Za sjevernu stranu uračunat je dodatni koeficijent L=1,1.

U tablici su prikazani koeficijenti toplinske vodljivosti nekih materijala koji se koriste u izradi zidova. Kao što vidite, mineralna vuna prenosi minimalnu količinu topline kroz sebe, armirani beton - maksimum

Nakon što ste napravili preliminarne izračune, možete koristiti formulu za izračun gubitka topline:

Q_{sjeverni zid}=27×48×1,1/2,8=509 (W)

Izračunajmo gubitak topline za zapadni zid. Na temelju podataka, u njemu su ugrađena 3 prozora, dva od njih imaju dimenzije 1,5x1,7 m, a jedan - 0,6x0,3 m. Izračunajmo površinu.

S_{rezervni zidovi1}=12×2.7=32.4.

Potrebno je isključiti površinu prozora iz ukupne površine zapadnog zida, jer će njihov gubitak topline biti drugačiji. Da biste to učinili, morate izračunati površinu.

S_prozor1=1.5×1.7=2.55

S_prozor2=0.6×0.4=0.24

Za izračun gubitka topline koristit ćemo površinu zida bez uzimanja u obzir površine prozora, to jest:

S_{rezervni zidovi}=32.4-2.55×2-0.24=25.6

Za zapadnu stranu dodatni koeficijent je 1,05. Dobivene podatke zamjenjujemo u osnovnu formulu za izračun gubitka topline.

Q_{rezervni zidovi}=25.6×1.05×48/2.8=461.

Slične izračune radimo i za istočnu stranu. Ovdje postoje 3 prozora, jedan ima dimenzije 1,5x1,7 m, druga dva - 2,1x1,5 m. Izračunavamo njihovu površinu.

S_prozor3=1.5×1.7=2.55

S_prozor4=2.1×1.5=3.15

Površina istočnog zida je:

S_{istočni zidovi 1}=12×2.7=32.4

Od ukupne površine zida oduzimamo vrijednosti površine prozora:

S_{istočni zidovi}=32.4-2.55-2×3.15=23.55

Dodatni koeficijent za istočni zid je -1,05. Na temelju podataka izračunavamo toplinske gubitke istočnog zida.

Q_{istočni zidovi}=1.05×23.55×48/2.8=424

Na južnom zidu nalaze se vrata s parametrima od 1,3x2 m i prozorom od 0,5x0,3 m. Izračunavamo njihovu površinu.

S_prozor5=0.5×0.3=0.15

S_vrata=1.3×2=2.6

Površina južnog zida bit će jednaka:

S_{južni zidovi 1}=10×2.7=27

Određujemo površinu zida bez uzimanja u obzir prozora i vrata.

S_{južne zidine}=27-2.6-0.15=24.25

Gubitak topline južnog zida izračunavamo uzimajući u obzir koeficijent L=1.

Q_{južne zidine}=1×24.25×48/2.80=416

Odredivši gubitak topline svakog zida, možete pronaći njihov ukupni gubitak topline pomoću formule:

Q_zidova=Q_{južne zidine}+Q_{istočni zidovi}+Q_{rezervni zidovi}+Q_{sjeverni zid}

Zamjenom vrijednosti dobivamo:

Q_zidova=509+461+424+416=1810 W

Kao rezultat, gubitak topline sa zidova iznosio je 1810 W na sat.

Proračun toplinskih gubitaka prozora

U kući se nalazi 7 prozora, od kojih su tri dimenzija 1,5x1,7 m, dva 2,1x1,5 m, jedan 0,6x0,3 m i još jedan 0,5x0,3 m.

Prozori dimenzija 1,5×1,7 m su dvokomorni PVC profil sa I staklom. Iz tehničke dokumentacije možete saznati da je njegov R=0,53. Prozori dimenzija 2,1x1,5 m, dvokomorni sa argonom i I staklom, imaju toplinski otpor R=0,75, prozori 0,6x0,3 m i 0,5x0,3 - R=0,53.

Površina prozora je izračunata gore.

S_prozor1=1.5×1.7=2.55

S_prozor2=0.6×0.4=0.24

S_prozor3=2.1×1.5=3.15

S_prozor4=0.5×0.3=0.15

Također je važno uzeti u obzir orijentaciju prozora u odnosu na kardinalne smjerove.

Tipično, toplinski otpor za prozore nije potrebno izračunati; ovaj je parametar naveden u tehničkoj dokumentaciji za proizvod

Izračunajmo toplinske gubitke zapadnih prozora, uzimajući u obzir koeficijent L=1,05. Sa strane su 2 prozora dimenzija 1,5×1,7 m i jedan dimenzija 0,6×0,3 m.

Q_prozor1=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_prozor2=0.24×1.05×48/0.53=23

Ukupno su ukupni gubici zapadnih prozora

Q_{zaključati prozore}=243×2+23=509

Na južnoj strani je prozor 0,5×0,3, njegov R=0,53. Izračunajmo njegov gubitak topline uzimajući u obzir koeficijent 1.

Q_{južni prozori}=0.15*48×1/0.53=14

Na istočnim stranama nalaze se 2 prozora dimenzija 2,1×1,5 i jedan prozor 1,5×1,7. Izračunajmo toplinske gubitke uzimajući u obzir koeficijent L=1,05.

Q_prozor1=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_prozor3=3.15×1.05×48/075=212

Zbrojimo gubitke topline istočnih prozora.

Q_{istočni prozori}=243+212×2=667.

Ukupni toplinski gubitak prozora bit će jednak:

Q_prozori=Q_{istočni prozori}+Q_{južni prozori}+Q_{zaključati prozore}=667+14+509=1190

Ukupno kroz prozore izlazi 1190 W toplinske energije.

Određivanje gubitka topline vrata

Kuća ima jedna vrata, ugrađena je u južni zid, ima dimenzije 1,3x2 m. Na temelju podataka o putovnici, toplinska vodljivost materijala vrata je 0,14, njegova debljina je 0,05 m. Zahvaljujući ovim pokazateljima, toplinska može se izračunati otpor vrata.

R_vrata=0.05/0.14=0.36

Za izračune morate izračunati njegovu površinu.

S_vrata=1.3×2=2.6

Nakon izračuna toplinskog otpora i površine, može se pronaći gubitak topline. Vrata se nalaze na južnoj strani, pa koristimo dodatni faktor 1.

Q_vrata=2.6×48×1/0.36=347.

Ukupno kroz vrata izlazi 347 W topline.

Proračun toplinskog otpora poda

Prema tehničkoj dokumentaciji, pod je višeslojan, izrađen identično po cijeloj površini, a ima dimenzije 10x12 m. Izračunajmo njegovu površinu.

S_spol=10×12=210.

Pod se sastoji od ploča, iverala i izolacije.

Iz tablice možete saznati koeficijente toplinske vodljivosti nekih materijala koji se koriste za podove. Ovaj parametar također može biti naveden u tehničkoj dokumentaciji materijala i razlikovati se od tablice

Toplinski otpor se mora izračunati za svaki sloj poda posebno.

R_ploče=0.032/0.15=0.21

R_iverica=0.01/0.15= 0.07

R_izolirati=0.05/0.039=1.28

Ukupni toplinski otpor poda je:

R_spol=R_ploče+R_iverica+R_izolirati=0.21+0.07+1.28=1.56

S obzirom da zimi temperatura zemlje ostaje na +8 stupnjeva, temperaturna razlika će biti jednaka:

dT=22-8=14

Koristeći preliminarne izračune, možete pronaći gubitak topline kuće kroz pod.

Pri proračunu toplinskih gubitaka poda uzimaju se u obzir materijali koji utječu na toplinsku izolaciju (+)

Pri proračunu podnih toplinskih gubitaka uzimamo u obzir koeficijent L=1.

Q_spol=210×14×1/1.56=1885

Ukupni toplinski gubitak poda iznosi 1885 W.

Proračun gubitka topline kroz strop

Pri proračunu toplinskih gubitaka stropa uzimaju se u obzir sloj mineralne vune i drvene ploče. Parna i hidroizolacija nisu uključene u proces toplinske izolacije, pa ih ne uzimamo u obzir. Za izračune moramo pronaći toplinsku otpornost drvenih ploča i sloja mineralne vune. Koristimo njihove koeficijente toplinske vodljivosti i debljinu.

R_{seoski štit}=0.04/0.15=0.27

R_min.vata=0.05/0.039=1.28

Ukupni toplinski otpor bit će jednak zbroju R_{seoski štit} i R_min.vata.

R_krovovi=0.27+1.28=1.55

Površina stropa jednaka je površini poda.

S _strop = 120

Zatim se izračunavaju toplinski gubici stropa, uzimajući u obzir koeficijent L=1.

Q_strop=120×1×48/1.55=3717

Kroz strop prolazi ukupno 3717 W.

Tablica prikazuje popularne izolacijske materijale za stropove i njihove koeficijente toplinske vodljivosti. Poliuretanska pjena je najučinkovitija izolacija, slama ima najveći koeficijent toplinskog gubitka

Za određivanje ukupnog toplinskog gubitka kuće potrebno je zbrojiti toplinski gubitak zidova, prozora, vrata, stropa i poda.

Q_općenito=1810+1190+347+1885+3717=8949 W

Za grijanje kuće s navedenim parametrima potreban vam je plinski kotao koji podržava snagu od 8949 W ili oko 10 kW.

Određivanje gubitka topline uzimajući u obzir infiltraciju

Infiltracija je prirodni proces izmjene topline između vanjske okoline, koji se događa kretanjem ljudi po kući, otvaranjem ulaznih vrata i prozora.

Za izračun gubitka topline za ventilaciju možete koristiti formulu:

Q_inf=0,33×K×V×dT

U izrazu:

• K - izračunati stupanj izmjene zraka, za dnevne sobe koeficijent je 0,3, za grijane prostorije - 0,8, za kuhinju i kupaonicu - 1.
• V - volumen prostorije, izračunat uzimajući u obzir visinu, duljinu i širinu.
• dT - temperaturna razlika između okoline i stambene zgrade.

Slična se formula može koristiti ako je u prostoriji instalirana ventilacija.

Ako u kući postoji umjetna ventilacija, potrebno je koristiti istu formulu kao i za infiltraciju, samo zamijeniti parametre ispuha umjesto K i izračunati dT uzimajući u obzir temperaturu ulaznog zraka.

Visina sobe je 2,7 m, širina 10 m, duljina 12 m. Poznavajući ove podatke, možete pronaći njegov volumen.

V=2,7 × 10 × 12=324

Temperaturna razlika će biti jednaka

dT=48

Uzimamo 0,3 kao koeficijent K. Zatim

Q_inf=0.33×0.3×324×48=1540

Ukupnom izračunatom pokazatelju Q potrebno je dodati Q_inf. Eventualno

Q_općenito=1540+8949=10489.

Ukupno, uzimajući u obzir infiltraciju, toplinski gubitak kuće bit će 10489 W ili 10,49 kW.

Proračun snage kotla

Pri proračunu snage kotla potrebno je koristiti faktor sigurnosti od 1,2. Odnosno, snaga će biti jednaka:

W = Q × k

Ovdje:

• Q - gubitak topline zgrade.
• k — faktor sigurnosti.

U našem primjeru zamijenimo Q = 9237 W i izračunamo potrebnu snagu kotla.

Š=10489×1,2=12587 W.

Uzimajući u obzir faktor sigurnosti, potrebna snaga kotla za grijanje kuće je 120 m² jednako približno 13 kW.

Zaključci i koristan video na tu temu

Video upute: kako izračunati gubitak topline kod kuće i snagu kotla pomoću programa Valtec.

Kompetentni izračun gubitka topline i snage plinskog kotla pomoću formula ili softverskih metoda omogućuje vam da s visokom točnošću odredite potrebne parametre opreme, što omogućuje uklanjanje nerazumnih troškova goriva.

Molimo napišite komentare u blok obrazac ispod. Recite nam kako ste izračunali gubitke topline prije kupnje opreme za grijanje za vlastitu dachu ili seosku kuću. Postavljajte pitanja, dijelite informacije i fotografije na temu.