Izračun snage grijaćih kotlova za privatnu kuću

Udobnost boravka ljudi u zatvorenom prostoru, posebno u zimskoj sezoni, uvelike ovisi o temperaturi okolnog zraka. Stoga, među komunalnim uslugama koje su opremljene u stambenim prostorijama, sustav grijanja zauzima prvo mjesto. U urbanim uvjetima, pitanja grijanja stanova najčešće se rješavaju centralizirano, ali u privatnim zgradama njihovi vlasnici moraju opremiti autonomne sustave grijanja, čiji je glavni element bojler s toplom vodom. Iz tehničko-ekonomskih karakteristika potonjeg ovisi cjelokupna učinkovitost sustava.

Kako izračunati snagu kotla

Snaga kotla za grijanje glavni je pokazatelj koji karakterizira njegove mogućnosti povezane s optimalnim zagrijavanjem prostorija tijekom vršnih opterećenja. Glavna stvar ovdje je ispravno izračunati koliko topline će trebati za njihovo zagrijavanje. Samo u ovom slučaju bit će moguće odabrati pravi kotao za grijanje privatne kuće prema kapacitetu.

Za izračunavanje snage kotla za kuću koriste se različite metode u kojima se kao osnova uzima područje ili volumen grijanih prostorija. U novije vrijeme potrebna snaga snage kotla za grijanje određena je korištenjem takozvanih koeficijenata kuća postavljenih za različite tipove kuća unutar (W / m²):

• 130 ... 200 - kuće bez toplinske izolacije;
• 90 ... 110 - kuće s djelomično izoliranom fasadom;
• 50 ... 70 - kuće izgrađene pomoću tehnologija 21. stoljeća.

Pomnoživši površinu kuće s odgovarajućim koeficijentom kuće, dobivamo potrebnu snagu kotla za grijanje.

Proračun snage kotla prema geometrijskim dimenzijama prostorije

Prostorno izračunajte snagu kotla za grijanje kuće prema njenom području. Koristite formulu:

Wkot = S * Wud / 10gdje:

• Wkot - projektna snaga kotla, kW;
• S - ukupna površina grijane prostorije, m²;
• wud - specifična snaga kotla koja iznosi na svakih 10 četvornih metara. grijano područje.

U općenitom slučaju pretpostavlja se da, ovisno o regiji u kojoj se soba nalazi, specifična snaga kotla iznosi (kW \ m. Kvadrat):

• za južne regije - 0,7 ... 0,9;
• za područja srednjeg pojasa - 1,0 ... 1,2;
• za Moskvu i Moskovsku regiju - 1,2 ... 1,5;
• za sjeverne krajeve - 1,5 ... 2,0.

Gornja formula za izračunavanje kotla za grijanje kuće po površini koristi se u slučajevima kada će se jedinica za grijanje vode koristiti samo za grijanje prostorija s visinom ne većom od 2,5 m.

Ako se pretpostavlja da će u sobi biti ugrađen kotao s dva kruga, koji bi osim grijanja trebao korisnicima pružiti toplu vodu, izračunata dizajnerska snaga mora se povećati za 25%.

Ako visina grijanih prostorija prelazi 2,5 m, tada se dobiveni rezultat podešava množenjem s koeficijentom Kv. Kv = N / 2,5, gdje je N stvarna visina prostorije, m.

U ovom slučaju, konačna formula je sljedeća: P = (S * Wud / 10) * Qu

Ova metoda izračuna potrebne snage koju kotao treba imati prikladna je za male zgrade s izoliranim potkrovljem, prisutnost toplinske izolacije zidova i prozora (dvostruko ostakljeni prozori) itd. U ostalim slučajevima, rezultat dobiven približnim proračunom može dovesti do da kupljeni bojler neće moći normalno raditi. U ovom slučaju, višak ili nedovoljna snaga doprinosi nizu nepoželjnih problema za korisnika:

• smanjenje tehničkih i ekonomskih pokazatelja kotla;
• neispravnost sustava automatizacije;
• brzo trošenje dijelova i pribora;
• kondenzacija u dimnjaku;
• začepljenje dimnjaka proizvodima nepotpunog izgaranja goriva itd .;

Da bi se dobili točniji rezultati, potrebno je uzeti u obzir količinu stvarnih gubitaka topline kroz pojedine elemente zgrada (prozori, vrata, zidovi itd.).

Prečišćeni proračun snage kotla

Proračun sustava grijanja, koji uključuje bojler, mora se obaviti pojedinačno za svaki objekt. Pored njegovih geometrijskih dimenzija, važno je uzeti u obzir i niz takvih parametara:

• prisutnost prisilne ventilacije;
• klimatska zona;
• dostupnost opskrbe toplom vodom;
• stupanj izolacije pojedinih elemenata objekta;
• prisutnost potkrovlja i podruma itd.

Općenito govoreći, formula za točnije izračunavanje snage kotla je sljedeća:

Wkot = Qt * Kzapgdje:

• Qt - toplinski gubitak objekta, kW.
• Kzap - faktor sigurnosti, čija se vrijednost preporučuje za povećanje projektiranja kapaciteta objekta. U pravilu, njegova vrijednost je u rasponu od 1,15 ... 1,20 (15-20%).

Predviđeni gubitak topline određuje se formulama:

Qt = V * ΔT * Kp / 860, V = S * H; Gdje:

• V - zapremina prostorije, m3;
• DT - razlika između vanjske i unutarnje temperature zraka, ° C;
• Kr - koeficijent disperzije, ovisno o stupnju toplinske izolacije objekta.

Koeficijent disperzije odabire se na temelju vrste zgrade i stupnja njegove toplinske izolacije.

• Objekti bez toplinske izolacije: hangara, drvena baraka, valovita konstrukcija od željeza itd. - Kr = 3.0 ... 4.0.
• Zgrade s niskom razinom toplinske izolacije: zidovi od jedne opeke, drveni prozori, krov od škriljaca ili željeza - Cr jednak unutar 2,0 ... 2,9.
• Kuće sa prosječnim stupnjem toplinske izolacije: zidovi od dvije cigle, mali broj prozora, standardni krov itd. - Cr je 1,0 ... 1.9.
• Moderne, dobro izolirane zgrade: podno grijanje, dvostruko ostakljeni prozori itd. - Kr je u rasponu od 0,6 ... 0,9.

Da bi potrošačima olakšali pronalazak kotla za grijanje, mnogi proizvođači na svoje web stranice i u prodavače postavljaju posebne kalkulatore. Uz njihovu pomoć, unoseći potrebne podatke u odgovarajuća polja, moguće je utvrditi s velikim stupnjem vjerojatnosti koje je područje dizajnirano, na primjer, za kotlov snage 24 kW.

Takav kalkulator u pravilu izračunava prema sljedećim podacima:

• prosječna vrijednost vanjske temperature u najhladnijem tjednu u zimskoj sezoni;
• temperatura zraka unutar objekta;
• prisutnost ili odsutnost opskrbe toplom vodom;
• podaci o debljini vanjskih zidova i stropova;
• materijali od kojih su izrađeni stropovi i vanjski zidovi;
• visina stropa;
• geometrijske dimenzije svih vanjskih zidova;
• broj prozora, njihove veličine i detaljan opis;
• informacije o prisutnosti ili odsutnosti prisilne ventilacije.

Obradivši podatke, kalkulator će kupcu pružiti potrebnu snagu grijaćeg kotla, kao i naznačiti vrstu i marku jedinice koja udovoljava zahtjevu. Primjer izračunavanja linija plinskih kotlova namijenjenih za grijanje kuća različitih veličina dat je u tablici:

Napomena uz stupac 11: Ns - ugrađeni atmosferski kotao, A - podni kotao, Nd - zidni turbo bojler.

Prema gore navedenim metodama, izračunava se kapacitet plinskog kotla. Međutim, oni se također mogu koristiti za proračun energetskih karakteristika jedinica za grijanje vode koje rade na drugim vrstama goriva.

Računovodstvo gubitaka topline

Započinjući s razvojem autonomnog sustava grijanja, najprije je potrebno saznati koliko topline ide na ulicu tijekom najtežih mrazova kroz takozvane ograde. To uključuje zidove, prozore, pod i krov. Samo određivanjem količine gubitka topline moguće je sudjelovati u odabiru izvora topline odgovarajuće snage.Treba imati na umu da se gubitak topline od zgrade u zimskoj sezoni događa ne samo kroz omotnice zgrade. Značajan dio proizvedene topline (do 30%) troši se na zagrijavanje hladnog zraka koji dolazi s ulice zbog prirodne ventilacije.

Ukupna količina topline potrebna za zagrijavanje prostorije određena je formulom:

Q = Qconst + Qstargdje:

• Qconstru - količina topline izgubljene kroz isti dizajn, W;
• Qstar - količinu topline potrošene na zagrijavanje zraka koji dolazi s ulice, W.

Zbrajajući vrijednosti dobivene kao rezultat izračuna, određuje se ukupno toplinsko opterećenje na sustavu grijanja cijele zgrade.

Sva se mjerenja provode s vanjske strane zgrade, bez odgode uhvaćajući njene kutove. U suprotnom, proračun gubitka topline bit će netočan.

Postoje i drugi načini istjecanja topline u prostorijama, na primjer, kroz poklopac štednjaka, otvorena vrata i prozore, pukotine u strukturama itd. Međutim, količina izgubljene topline iz tih razloga praktički ne prelazi 5% ukupnog gubitka topline, pa se stoga ne uzima u obzir u proračunima ,

Proračun gubitka topline pomoću ovojnica zgrade

Složenost izračuna sastoji se u činjenici da se mora provesti za svaku prostoriju zasebno, pažljivo pregledavajući, mjerijući i procjenjujući stanje svakog od njegovih elemenata koji se nalaze uz okoliš. Samo u ovom slučaju možete uzeti u obzir svu toplinu koja napušta kuću.

Na osnovu rezultata mjerenja određuje se površina S svakog elementa ovojnice zgrade koja se zatim ubacuje u osnovnu formulu za izračun izgubljene toplinske energije:

Qconstructor = 1 / R * (Tv-Tn) * S * (1 + Σβ), R = δ / λ; Gdje:

• R - toplinski otpor materijala građevine, m. S ° ° C / W;
• δ - toplinska vodljivost materijala konstrukcije, W / m ° C);
• λ - debljina materijala konstrukcije, m;
• S - površina vanjske ograde, m²;
• Televizor - temperatura zraka u zatvorenom prostoru, ° C;
• T - najniža temperatura zraka u zimskoj sezoni, ° S;
• β - gubitak topline, što ovisi o orijentaciji zgrade.

Ako se dizajn sastoji od nekoliko materijala, na primjer, ciglenog zida s izolacijom, vrijednost toplinske otpornosti R izračunava se odvojeno za svaki od tih materijala, a zatim se sažima.

Gubici topline ovisno o orijentaciji zgrade odabiru se prema mjestu gdje je ogradni element orijentiran:

• na sjevernu stranu - β = 0,1;
• na zapad ili jugoistok - β = 0,05;
• prema jugu i da li je jugozapad - β = 0.

Proračun toplinskih gubitaka kroz elemente građevne ovojnice provodi se za svaku prostoriju u zgradi, a zatim zbrajajući ih, dobivaju se predviđeni ukupni gubici topline u njoj. Nakon toga nastavljaju s proračunom u susjednoj sobi. Kao rezultat rada, vlasnik kuće moći će identificirati načine maksimalnog propuštanja topline i ukloniti uzroke njihove pojave.

Proračun topline potrošene na zagrijavanje ventilacijskog zraka

Količina topline koja se troši na zagrijavanje ventilacijskog zraka u nekim slučajevima doseže 30% ukupnih gubitaka toplinske energije. Ovo je dovoljno velika vrijednost, koju je neprikladno zanemariti. Da bi se izračunala količina topline koja će biti prisiljena koristiti za zagrijavanje dovodnog zraka, koristi se formula:

Qtrain = c * m * (Tv-Tn)gdje:

• c - toplinski kapacitet zračne smjese, čija vrijednost iznosi 0,28 W / kg ° C;
• m - masni protok zraka koji ulazi u prostoriju sa ulice, kg.

Maseni protok zraka koji ulazi u sobu izvana, određuje se pod pretpostavkom da se zrak ažurira u cijeloj kući jednom svakih sat vremena. U tom slučaju, zbrajanjem volumena svih prostorija, dobivaju se volumetrijski protok zraka. Zatim se pomoću vrijednosti gustoće zraka njegov volumen prenosi u masu. Ovdje je potrebno uzeti u obzir činjenicu da gustoća zraka ovisi o njegovoj temperaturi.

Temperatura dovodnog zraka ºS	– 25	– 20	– 15	– 10	-5	0	+ 5	+ 10
Gustoća, kg / m3	1,422	1,394	1,367	1,341	1,316	1,290	1,269	1,247

Zamijenivši sve poznate vrijednosti u gornjoj formuli, odredite količinu topline potrebne za zagrijavanje dovodnog zraka.

Česte pogreške

Proračun autonomnog sustava grijanja složen je proces koji se sastoji od više međusobno povezanih, faznih postupaka:

1. Proračun gubitka topline objekta.
2. Određivanje temperaturnog režima pojedinih prostorija i zgrade u cjelini.
3. Proračun snage grijaćih baterija radijatora.
4. Hidraulički proračun sustava grijanja.
5. Proračun snage kotla za grijanje.
6. Određivanje ukupne zapremine autonomnog sustava grijanja.

Toplinski proračun sustava grijanja nije teorijsko istraživanje, već točan i razuman rezultat, čija će se praktična primjena omogućiti pravilno odabrati sve potrebne komponente i opremiti učinkovit sustav grijanja koji bez problema funkcionira dugi niz godina.

Glavna pogreška koju su napravili mnogi vlasnici privatnih kuća je zanemariti neke faze izračuna. Smatraju da je za rješavanje problema dovoljno odabrati snažniji kotao, usredotočivši se samo na podatke približnog izračuna njegova kapaciteta prema površini prostorije. Takav pristup prijeti prekomjernim troškovima rada i često dovodi do činjenice da će bojler stalno raditi, baterije radijatora bit će vruće, a soba hladna. U ovom slučaju potrebno je vratiti se u prvobitno stanje i izvršiti cjelovit proračun sustava grijanja. Tek nakon toga možemo početi uklanjati nedostatke uzrokovane kritičnim pogreškama u proračunima.