Výpočet výkonu kotlů na tuhá paliva

Abyste si mohli vybrat kotel na tuhá paliva, musíte věnovat pozornost výkonu. Tento parametr ukazuje, kolik tepla může určité zařízení vytvořit při připojení k topnému systému. To přímo závisí na tom, zda je možné pomocí takového zařízení zajistit dům v požadovaném množství tepla nebo ne.

Například v místnosti, kde je nainstalován kotel na pelety s nízkým výkonem, bude v nejlepším případě chladný. Nejvýhodnější možností je také instalace kotle s nadbytečnou kapacitou, protože bude neustále pracovat v ekonomickém režimu, což výrazně sníží ukazatel účinnosti.

Chcete-li tedy vypočítat výkon kotle pro vytápění soukromého domu, musíte dodržovat určitá pravidla.

Jak vypočítat výkon topného kotle, když znáte objem vytápěné místnosti?

Tepelný výkon kotle je určen vzorcem:

Q = V × ΔT × K / 850

• Q
  - množství tepla v kW / h
• PROTI
  - objem vytápěné místnosti v metrech krychlových
• ΔT
  - rozdíl mezi teplotou venku a uvnitř domu
• NA
  - koeficient tepelné ztráty
• 850
  - číslo, kvůli kterému lze produkt výše uvedených tří parametrů převést na kW / h

Index NA

může mít následující významy:

• 3-4 - pokud je konstrukce budovy zjednodušená a dřevěná, nebo pokud je vyrobena z profilovaného plechu
• 2-2.9 - místnost má malou tepelnou izolaci. Taková místnost má jednoduchou strukturu, délka 1 cihly se rovná tloušťce stěny, okna a střecha mají zjednodušenou konstrukci
• 1-1.9 - stavební konstrukce je považována za standardní. Tyto domy mají dvojitou cihlovou záložku a několik jednoduchých oken. Střešní střecha obyčejná
• 0,6-0,9 - struktura budovy je považována za vylepšenou. Taková budova má okna s dvojitým zasklením, základna podlahy je silná, stěny jsou cihlové a jsou dvojitě izolované, střecha je izolována dobrým materiálem.

Níže je uvedena situace, kdy je topný kotel zvolen podle objemu vytápěné místnosti.

Dům má rozlohu 200 m², výška jeho stěn je 3 m a tepelná izolace je prvotřídní. Okolní teplota v blízkosti domu neklesá pod -25 ° C. Ukazuje se, že ΔT = 20 - (-25) = 45 ° C. Ukazuje se, že abyste zjistili množství tepla, které je potřebné k vytápění domu, musíte provést následující výpočet:

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

Získaný výsledek by ještě neměl být zaokrouhlován, protože ke kotli lze stále připojit systém dodávky teplé vody.

Pokud je voda pro mytí ohřívána jiným způsobem, pak nemusí být výsledek, který byl získán samostatně, upravován a tato fáze výpočtu je konečná.

Jak vypočítat, kolik tepla je potřeba k ohřevu vody?

Pro výpočet spotřeby tepla je v tomto případě nutné samostatně přidat spotřebu tepla pro zásobování teplou vodou k předchozímu ukazateli. K jeho výpočtu můžete použít následující vzorec:

Qw = s × m × Δt

• s
  - měrné teplo vody, které se vždy rovná 4200 J / kg K,
• m
  - hmotnost vody v kg
• Δt
  - rozdíl teplot mezi ohřátou vodou a přiváděnou vodou z vodovodu.

Například průměrná rodina spotřebuje v průměru 150 litrů teplé vody. Chladicí kapalina, která ohřívá kotel, má teplotu 80 ° C a teplota vody přicházející z vodovodu je 10 ° C, poté Δt = 80 - 10 = 70 ° C.

Proto:

Qw = 4200 × 150 × 70 = 44 100 000 J nebo 12,25 kWh

Pak musíte udělat následující:

1. Předpokládejme, že musíte ohřívat 150 litrů vody najednou, což znamená, že kapacita nepřímého výměníku tepla je 150 litrů, proto je třeba k 28,58 kW / h přidat 12,25 kW / h.To je provedeno, protože indikátor Qzag je menší než 40,83, proto bude místnost chladnější než očekávaných 20 ° C.
2. Pokud je voda ohřívána po částech, to znamená, že kapacita nepřímého výměníku tepla je 50 litrů, musí být indikátor 12.25 rozdělen o 3 a poté samostatně přidán k 28.58. Po těchto výpočtech se Qzag rovná 32,67 kW / h. Výsledným indikátorem je výkon kotle, který je potřebný k vytápění místnosti.

https://youtu.be/sm2yTOiXJZ8

Výpočet tepla pro TUV

Chcete-li vypočítat, kolik tepla je třeba vynaložit na ohřev vody, musíte použít vzorec Qw = s * m * Δt:

• kde c je měrné teplo vody (indikátor se vždy rovná 4200 J / kg * K);
• m - hmotnost vody v kg;
• Δt teplotní rozdíl mezi ohřátá voda a dodávaná z vodovodu.

Výběr kotle podle oblasti soukromého domu. Jak provést výpočet?

Tento výpočet je přesnější, protože bere v úvahu obrovské množství nuancí. Vyrábí se podle následujícího vzorce:

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

1. 0,1 kW
   - rychlost požadovaného tepla na 1 m².
2. S
   - plocha místnosti, která má být vytápěna.
3. k1
   zobrazuje teplo, které bylo ztraceno v důsledku struktury oken, a má následující ukazatele:

• 1,27 - jednoduché sklo u okna
• 1,00 - okno s dvojitým zasklením
• 0,85 - trojsklo u okna

1. k2
   zobrazuje teplo, které bylo ztraceno kvůli ploše okna (Sw). Sw označuje podlahovou plochu Sf. Jeho ukazatele jsou následující:

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

1. k3
   ukazuje únik tepla stěnami. Může být následující:

• 1,27 - nekvalitní tepelná izolace
• 1 - stěna domu je tlustá 2 cihly nebo izolace o tloušťce 15 cm
• 0,854 - dobrá tepelná izolace

1. k4
   zobrazuje množství ztraceného tepla v důsledku teploty mimo budovu. Má následující ukazatele:

• 0,7, když tz = -10 ° C;
• 0,9 pro tz = -15 ° C;
• 1,1 pro tz = -20 ° C;
• 1,3 pro tz = -25 ° C;
• 1,5 pro tz = -30 ° C

1. k5
   ukazuje, kolik tepla se ztrácí v důsledku vnějších stěn. Má následující významy:

• 1,1 v budově 1 vnější stěna
• 1,2 v budově 2 vnější stěny
• 1.3 v budově 3 vnější stěny
• 1,4 v budově 4 vnější stěny

1. k6
   ukazuje množství tepla, které je potřeba dodatečně a závisí na výšce stropu (H):

• 1 - pro výšku stropu 2,5 m;
• 1,05 - pro výšku stropu 3,0 m;
• 1,1 - pro výšku stropu 3,5 m;
• 1,15 - pro výšku stropu 4,0 m;
• 1,2 - pro výšku stropu 4,5 m.

1. k7
   ukazuje, kolik tepla bylo ztraceno. Závisí na typu budovy, která se nachází nad vytápěnou místností. Má následující ukazatele:

• 0,8 vytápěná místnost;
• 0,9 teplé podkroví;
• 1 studené podkroví.

Jako příklad vezmeme stejné počáteční podmínky, s výjimkou parametru oken, která mají jednotku trojitého skla a tvoří 30% podlahové plochy. Konstrukce má 4 vnější stěny a nad sebou studené podkroví.

Výpočet pak bude vypadat takto:

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

Tento ukazatel musí být zvýšen, k tomu je třeba samostatně přidat množství tepla, které je potřebné pro TUV, pokud je připojeno ke kotli.

Pokud nepotřebujete provádět přesné výpočty, můžete použít univerzální tabulku. S ním můžete určit výkon kotle podle oblasti domu. Například kotel o výkonu 19 kW je vhodný pro vytápění místnosti o rozloze 150 metrů čtverečních a 200 metrů čtverečních pro vytápění. bude vyžadovat 22 kW.

Výše uvedené metody jsou velmi užitečné při výpočtu výkonu kotle k vytápění domu.

Výpočtové metody

Pro udržení příjemné teploty v obytných místnostech, nezávisle na vybavení topného systému, je nutné vzít v úvahu tepelné ztráty skrz podlahovou základnu, stěny, strop, dveře a okenní konstrukce. V případě silných mrazů musí být rezerva energie.

Podle objemu vytápěné oblasti

Vzorec pro výpočet tepla:

Q = V × ΔT × K / 850, kde

• Q je množství tepelné energie, kW / h;
• V je objem místnosti, m³;
• ΔT je teplotní rozdíl mezi vnějším a vnitřním prostředím vzduchu;
• K - koeficient ztráty tepelné energie;
• 850 je konstantní číslo pro převod na kWh.

Množství tepla můžete vypočítat podle objemu vytápěné plochy.

Hodnoty tepelného koeficientu pro různé objekty:

• vylepšené stavební konstrukce (cihlové zdi, silné podlahy, okna s dvojitým zasklením v okenních otvorech, izolace je provedena ve 2 vrstvách) - K = 0,6-0,9;
• standardní obytné budovy - K = 1-1,9;
• zjednodušená konstrukce domů s jednou vrstvou tepelné izolace a standardními okny - K = 2-2,9;
• dřevěné budovy - K = 3-4.

Při výpočtu požadovaného množství tepla pro všechny obytné místnosti domu je třeba vzít v úvahu ohřev vody pro potřeby spotřebitele rodiny.

U prostoru místnosti

Při výpočtu množství tepla potřebného pro místnost se bere v úvahu mnoho nuancí, takže tato metoda je přesnější.

Vzorec: Q = 0,1 × S × k1 × k2 × k3 ... .. k7, kde

• rychlost tepelné energie - 0,1 kW / m²;
• S je oblast území;
• k1 - ukazatel ztrát okenními konstrukcemi (jednoduchá skleněná jednotka - 1,27, dvojitá - 1, trojitá - 0,85);
• k2 je spotřeba tepla přes plochu okna (Sw) ve vztahu k podlahové ploše Sf (při Sw / Sf = 0,1, k2 = 0,8; 0,2 až 0,9; 0,3 až 1,0; 0, 4 až 1,1 a 0,5 až 1,2) ;
• k3 - únik energie stěnami místnosti (při použití nekvalitního izolačního materiálu - 1,27; při použití materiálu o tloušťce 15 cm nebo dvojitého zdiva - 1,0; pro vysoce kvalitní izolaci - 0,854);
• k4 - tepelné ztráty způsobené vnější teplotou (při T = -10 ° C, k4 = 0,7, v uvedeném pořadí, -15 ° C až 0,9; -20 ° C až 1,1; -25 ° C až 1, 3; -30 ° C až 1,5);
• k5 - náklady na energii z 1 vnější stěny - 1,1; 2 - 1,2; 3 - 1,3; 4 - 1,4;
• k6 - dodatečné množství tepla v závislosti na výšce stropu místnosti: H = 2,5 m, K = 1, respektive 3 m až 1,05; 3,5 m až 1,1; 4 m až 1,15; 4,5 m až 1,2;
• k7 - energetické ztráty v závislosti na konstrukci umístěné nad vytápěnou místností (studená půda - K = 1, izolovaná - 0,9, vytápěná místnost - 0,8).

Při provádění výpočtu je bráno v úvahu mnoho nuancí.

Například budova má 4 vnější stěny, okenní otvory jsou vybaveny jednotkami trojitého skla, jejichž parametry jsou 30% ve srovnání s podlahovou plochou. Mezi stropem a střešní konstrukcí je studená podkroví.

Výpočtový vzorec: Q = 0,1 × 200 × 0,85 × 1 × 0,854 × 1,3 × 1,4 × 1,05 × 1 = 27,74 kWh.

Výsledný indikátor se zvyšuje o množství tepelné energie potřebné pro dodávku horké vody (pokud je tento systém připojen k zařízení na tuhá paliva).

Výpočet pro teplovodní kotel

Tento indikátor se získá pomocí následujícího vzorce:

Qw = s × m × Δt, kde

• Qv - energie potřebná pro teplovodní kotel;
• c - měrná tepelná kapacita kapaliny (konstantní hodnota rovná 4200 J / kg * K);
• m je hmotnost vody;
• Δt je teplotní rozdíl mezi studenou a ohřátou kapalinou.

Nesprávně zvolený výkon kotle povede ke zvýšení spotřeby energie.

Například čtyřčlenná rodina spotřebuje 150 litrů horké vody denně. Kotel je vybaven tepelným nosičem schopným ohřívat kapalinu přicházející ze společného komunikačního systému od T = 10 ° C do T = 80 ° C. V tomto případě je teplotní rozdíl Δt = 80 - 10 = 70 ° C.

Nahradíme všechny hodnoty ve vzorci a dostaneme:

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

Například musíte okamžitě ohřát 150 litrů vody na praní. Nepřímý výměník tepla má tedy kapacitu 150 litrů. K 28,58 kW / h (spotřeba energie pro místnost) je proto třeba přidat dalších 12,25 kW / h (ohřev vody). V tomto případě je hodnota Qzag nižší než 40,83 kW / h, tj. teplota vzduchu v místnostech bude nižší než vypočítaných 20 ° C.

Při dávkovém ohřevu kapaliny (kapacita nepřímého výměníku tepla = 50 l) budou náklady 12,25 kW / 3 = 4,08 kW / h. Proto Qzag = 28,58 + 4,08 = 32,66 kW / h. Jedná se o požadovaný výkon topného zařízení k udržení teploty v místnosti nad 20 ° C a ohřátí nádoby vodou pro domácí použití.

Výpočet skutečného výkonu dlouho hořícího kotle na příkladu „Kupper PRACTIC-8“

Konstrukce většiny kotlů je navržena pro konkrétní typ paliva, na kterém bude toto zařízení fungovat.Pokud se pro kotel použije jiná kategorie paliva, která pro něj není znovu přidělena, účinnost se výrazně sníží. Je také nutné pamatovat na možné důsledky používání paliva, které nedodává výrobce kotlového zařízení.

Nyní si ukážeme proces výpočtu na příkladu kotle Teplodar, modelu Kupper PRACTIC-8. Toto zařízení je určeno pro topný systém obytných budov a jiných prostor, které mají plochu menší než 80 m². Tento kotel je také univerzální a může pracovat nejen v uzavřených topných systémech, ale také v otevřených s nuceným oběhem chladicí kapaliny. Tento kotel má následující technické vlastnosti:

1. schopnost používat palivové dřevo jako palivo;
2. v průměru za hodinu spálí 10 palivového dřeva;
3. výkon tohoto kotle je 80 kW;
4. nakládací komora má objem 300 litrů;
5. Účinnost je 85%.

Předpokládejme, že majitel používá jako palivo pro vytápění místnosti osikové dřevo. 1 kg tohoto druhu palivového dřeva dává 2,82 kWh. Za hodinu spotřebuje kotel 15 kg palivového dřeva, a proto produkuje teplo 2,82 × 15 × 0,87 = 36,801 kWh tepla (0,87 je účinnost).

Toto zařízení nestačí k vytápění místnosti, která má výměník tepla o objemu 150 litrů, ale pokud má TUV výměník tepla o objemu 50 litrů, bude výkon tohoto kotle dostačující. Abyste dosáhli požadovaného výsledku 32,67 kW / h, musíte utratit 13,31 kg osikového palivového dřeva. Výpočet provádíme pomocí vzorce (32,67 / (2,82 × 0,87) = 13,31). V tomto případě bylo požadované teplo stanoveno metodou výpočtu objemu.

Můžete také provést nezávislý výpočet a zjistit čas, za který kotel spálí veškeré palivové dřevo. 1 litr osikového dřeva má hmotnost 0,143 kg. Do nákladního prostoru se proto vejde 294 × 0,143 = 42 kg palivového dřeva. Tolik dřeva bude stačit, aby se udrželo v teple déle než 3 hodiny. To je příliš krátká doba, proto je v tomto případě nutné najít kotel s dvakrát větší velikostí pece.

Můžete také hledat palivový kotel, který je určen pro několik druhů paliv. Například kotel ze stejného, ​​pouze modelu Kupper PRO-22, který může pracovat nejen na dřevě, ale také na uhlí. V tomto případě bude při použití různých druhů paliva rozdílný výkon. Výpočet se provádí nezávisle, s přihlédnutím k účinnosti každého druhu paliva samostatně, a později se vybere nejlepší možnost.

Důležitost výpočtu výkonu kotle

Vaše pohodlí v nejchladnějším zimním období závisí na tom, jak správně je kotel vybrán pro vytápění z hlediska výkonu. Na tom také závisí možnost instalace akumulačního kotle na teplou vodu nebo pokládky systému teplé podlahy. Pokud se chystáte poskytnout své rodině všechny výhody civilizace, pak by výkon kotle měl stačit na všechna další zařízení, nejen na vytápění.

Více než je nutné

Je chybou si myslet, že je nutné vzít kotel s rezervou kW. Síla zařízení, která nebude použita, jsou peníze hozené do větru, a navíc nejsou malé.

Existuje další důvod, proč je to nežádoucí - týká se vaší bezpečnosti. Pokud jste si koupili příliš silný kotel a topný systém byl nastaven na základě parametrů domu, jak to mnozí dělají, pak to prostě nemusí odolat zatížení. K poruše měřicích přístrojů, průniku potrubí vroucí vodou v důsledku vysokého tlaku, požáru a jiných nebezpečných situací může dojít kdykoli.

Méně, než je nutné

Výběr kotle na tuhá paliva s menším výkonem, než vyžaduje místnost, znamená méně peněz vynaložených z rodinného rozpočtu. Můžete také vybrat velmi malou místnost pro kotelnu. Nakonec kotle na tuhá paliva s nízkým výkonem vyžadují menší bezpečnostní zónu.

Volba zařízení s příliš nízkými ukazateli kW však v zimních měsících hrozí chladem. A i když je pro vás pohodlná teplota vzduchu v domě 15-17 ° C, neznamená to, že je vhodný pro samotný dům a vaši rekonstrukci.

Při této úrovni vytápění mohou být stěny místy vlhké: tapeta se odloupne a houba se množí. Očekávejte tedy, že utratíte za opravy a ošetření pro celou rodinu.

Na základě výše uvedeného by měl kotel na tuhá paliva pasovat do vašeho domova. Jinak se nelze vyhnout dalším nákladům na peníze, čas a nervy.