Cum se calculează puterea unui cazan de încălzire cu gaz: formule și exemplu de calcul

Înainte de a proiecta un sistem de încălzire, de a instala echipamente de încălzire, este important să alegeți un cazan care să genereze cantitatea necesară de căldură pentru încăpere. Prin urmare, este important să alegeți un dispozitiv cu o astfel de putere, încât performanțele sale să fie cât mai ridicate și resursa să fie mare.

Vom vorbi despre cum să calculăm puterea unui cazan cu precizie ridicată și ținând cont de anumiți parametri. În articolul pe care l-am prezentat, sunt descrise în detaliu toate tipurile de pierderi de căldură prin deschideri și structuri de construcție, sunt prezentate formule pentru calculul acestora. Un exemplu specific introduce caracteristicile producției de calcule.

Greșeli tipice la alegerea unui cazan

Calculul corect al puterii cazanului de gaz nu va economisi numai consumabile, ci va spori și eficiența dispozitivului. Echipamentele al căror transfer de căldură depășește necesarul de căldură real nu va funcționa eficient atunci când, ca dispozitiv insuficient de puternic, nu poate încălzi camera în mod corespunzător.

Există echipamente automate moderne care reglementează independent alimentarea cu gaz, ceea ce elimină cheltuielile nerezonabile. Dar dacă un astfel de cazan își face treaba până la limită, atunci durata sa de viață se reduce.

Drept urmare, eficiența echipamentului scade, piesele se uzează mai repede și se formează condens. Prin urmare, devine necesar să se calculeze puterea optimă.

Există o părere că puterea cazanului depinde exclusiv de suprafața camerei, iar pentru orice casă calculul de 100 W pe 1 mp va fi optim. Prin urmare, pentru a selecta capacitatea cazanului, de exemplu, pentru o casă de 100 de metri pătrați. m, veți avea nevoie de echipamente care generează 100 * 10 = 10.000 wați sau 10 kW.

Astfel de calcule sunt în mod fundamental greșite în ceea ce privește apariția de noi materiale de finisare, izolarea îmbunătățită, care reduce necesitatea de a achiziționa echipamente de mare putere.

Puterea cazanului de gaz este selectată ținând cont de caracteristicile individuale ale locuinței. Echipamentele selectate corect vor funcționa cât mai eficient cu un consum minim de combustibil

Efectuați calculul puterii centrala pe gaz Există două moduri de încălzire - manual sau folosind programul special Valtec, care este conceput pentru calcule profesionale de înaltă precizie.

Puterea necesară a echipamentului depinde direct de pierderea de căldură a încăperii. După ce ai aflat rata pierderilor de căldură, poți calcula puterea unui cazan sau a oricărui alt dispozitiv de încălzire.

Ce este pierderea de căldură în cameră?

Orice cameră are anumite pierderi de căldură. Căldura lasă pereți, ferestre, podele, uși și tavane, astfel încât sarcina unui cazan de gaz este de a compensa cantitatea de căldură degajată și de a oferi o anumită temperatură în cameră. Aceasta necesită o anumită putere termică.

S-a stabilit experimental că cea mai mare cantitate de căldură iese prin pereți (până la 70%). Până la 30% din energia termică poate ieși prin acoperiș și geamuri și până la 40% prin sistemul de ventilație. Cea mai mică pierdere de căldură la ușă (până la 6%) și la podea (până la 15%)

Următorii factori afectează pierderea de căldură a unei case.

• Locația casei. Fiecare oraș are propriile sale caracteristici climatice. În calculele pierderilor de căldură, este necesar să se țină seama de temperatura negativă critică caracteristică regiunii, precum și de temperatura și durata medie a sezonului de încălzire (pentru calcule precise utilizând programul).
• Locația pereților în raport cu punctele cardinale. Se știe că un trandafir eolian este situat pe partea de nord, deci pierderea de căldură a peretelui situat în această zonă va fi cea mai mare. În timpul iernii, un vânt rece bate cu forță mare din partea vestică, nordică și estică, astfel încât pierderea de căldură a acestor ziduri va fi mai mare.
• Zona camerei încălzite. Cantitatea de căldură reziduală depinde de dimensiunea camerei, zona pereților, tavanelor, ferestrelor, ușilor.
• Ingineria termică a construcțiilor de construcții. Orice material are propriul său coeficient de rezistență termică și coeficient de transfer de căldură - capacitatea de a trece printr-o anumită cantitate de căldură.Pentru a afla, trebuie să utilizați date tabulare, precum și să aplicați anumite formule. Informații despre compoziția pereților, a plafoanelor, a pardoselilor, a grosimii acestora pot fi găsite în planul tehnic al locuințelor.
• Fereastră și uși. Mărimea, modificarea ușii și a geamurilor termopan. Cu cât este mai mare suprafața deschiderilor ferestrelor și ușilor, cu atât este mai mare pierderea de căldură. Este important să se ia în considerare caracteristicile ușilor instalate și ferestrelor cu geam termopan.
• Contabilitate de ventilație. Ventilarea există întotdeauna în casă, indiferent de prezența hotei artificiale. Prin ferestrele deschise, camera este ventilată, se creează mișcare de aer atunci când ușile de intrare sunt închise și deschise, oamenii se mută din cameră în cameră, ceea ce contribuie la plecarea aerului cald din cameră, circulația acesteia.

Cunoscând parametrii de mai sus, nu puteți calcula doar pierderi de căldură acasă și determinați puterea cazanului, dar și pentru a identifica locuri care au nevoie de izolare suplimentară.

Formule pentru calcularea pierderilor de căldură

Aceste formule pot fi utilizate pentru a calcula pierderea de căldură nu numai a unei case private, ci și a unui apartament. Înainte de a începe calculele, este necesar să descrieți planul, marcați locația pereților în raport cu punctele cardinale, desemnați ferestrele, ușile și, de asemenea, calculați dimensiunile fiecărui perete, fereastră și uși.

Pentru a determina pierderea de căldură, este necesar să cunoaștem structura peretelui, precum și grosimea materialelor utilizate. Calculele țin cont de zidărie și izolare

Când se calculează pierderea de căldură, se folosesc două formule - folosind prima, se determină valoarea rezistenței la căldură a plicului clădirii, iar cea de-a doua este utilizată pentru pierderea de căldură.

Pentru a determina rezistența la căldură, utilizați expresia:

R = B / K

aici:

• R - valoarea rezistenței termice a plicurilor de construcție, măsurată în (m²* K) / W.
• K - coeficientul de conductivitate termică a materialului din care este realizată structura de înveliș, este măsurat în W / (m * K).
• - grosimea materialului înregistrat în metri.

Coeficientul de conductivitate termică K este un parametru tabular, grosimea B este preluată din planul tehnic al casei.

Coeficientul de conductivitate termică este o valoare tabulară, depinde de densitatea și compoziția materialului, poate diferi de tabel, de aceea este important să vă familiarizați cu documentația tehnică pentru material (+)

Formula de bază pentru calcularea pierderilor de căldură este, de asemenea, utilizată:

Q = L × S × dT / R

În expresia:

• Q - pierderea de căldură, măsurată în wați.
• S - zona zidurilor (pereți, podele, tavane).
• dT - diferența dintre temperatura dorită a interiorului și exteriorului, măsurată și înregistrată în C.
• R - valoarea rezistenței termice a structurii, m²• C / W, care se găsește prin formula de mai sus.
• L - coeficient în funcție de orientarea pereților în raport cu punctele cardinale.

Având la îndemână informațiile necesare, puteți calcula manual pierderea de căldură a unei clădiri.

Exemplu de calcul al pierderii de căldură

Ca exemplu, calculăm pierderea de căldură a unei case cu caracteristici specificate.

Figura arată un plan de casă pentru care vom calcula pierderea de căldură. La întocmirea unui plan individual, este important să se determine corect orientarea pereților în raport cu punctele cardinale, să se calculeze înălțimea, lățimea și lungimea structurii, precum și să se noteze locația deschiderilor de ferestre și uși, dimensiunile acestora (+)

Pe baza planului, lățimea structurii este de 10 m, lungimea este de 12 m, înălțimea plafoanelor este de 2,7 m, pereții sunt orientați spre nord, sud, est și vest. În peretele vestic sunt încorporate trei ferestre, două dintre ele având dimensiunile 1,5x1,7 m, una - 0,6x0,3 m.

La calcularea acoperișului, se ține seama de stratul de izolare, finisajul și materialul pentru acoperiș. Nu sunt luate în considerare peliculele de abur și de impermeabilizare care nu afectează izolarea termică

Ușile cu dimensiuni de 1,3 × 2 m sunt integrate în peretele sudic, există și o fereastră mică 0,5 × 0,3 m. Pe partea de est sunt două ferestre 2,1 × 1,5 m și una 1,5 × 1,7 m.

Pereții constau din trei straturi:

• căptușeala pereților plăcii de fibre (izoplit) în exterior și în interior este de 1,2 cm fiecare, coeficientul este de 0,05.
• vată de sticlă situată între pereți, grosimea sa este de 10 cm, iar coeficientul este de 0,043.

Rezistența termică a fiecărui perete este calculată separat, deoarece ține seama de locația structurii în raport cu punctele cardinale, numărul și aria deschiderilor. Rezultatele calculului peretelui sunt rezumate.

Pardoseala este cu mai multe straturi, pe întreaga suprafață este realizată conform unei singure tehnologii, include:

• placa tăiată este canelată, grosimea sa este de 3,2 cm, coeficientul de conductivitate termică este de 0,15.
• Strat de nivelare uscată din PAL de 10 cm grosime cu un coeficient de 0,15.
• izolație - vată minerală grosime de 5 cm, coeficient 0,039.

Să presupunem că podeaua nu are trape care agravează tehnica termică. Prin urmare, calculul se face pentru suprafața tuturor camerelor după o singură formulă.

Plafoanele sunt realizate din:

• Scuturi din lemn de 4 cm cu un coeficient de 0,15.
• vată minerală de 15 cm, coeficientul său este de 0,039.
• strat de impermeabilizare cu vapori.

Să presupunem că tavanul nu are, de asemenea, acces la mansardă deasupra unei rezidențiale sau a unei încăperi.

Casa este situată în regiunea Bryansk, în orașul Bryansk, unde temperatura negativă critică este de -26 grade. S-a stabilit experimental că temperatura pământului este de +8 grade. Temperatura dorită a camerei + 22 de grade.

Calculul pierderilor de căldură la perete

Pentru a găsi rezistența termică totală a unui perete, este necesar mai întâi să se calculeze rezistența termică a fiecărui strat.

Stratul de lână de sticlă are o grosime de 10 cm. Această valoare trebuie transformată în metri, adică:

B = 10 × 0,01 = 0,1

A primit o valoare de B = 0,1. Coeficientul de conductivitate termică a izolației termice este de 0,043. Înlocuiți datele în formula de rezistență termică și obțineți:

R_sticlă=0.1/0.043=2.32

Printr-un exemplu similar, calculăm rezistența la căldură a izoplitei:

R_Izoplit=0.012/0.05=0.24

Rezistența termică totală a peretelui va fi egală cu suma rezistenței termice a fiecărui strat, având în vedere că avem două straturi din tablă din fibră.

R = R_sticlă+ 2 × R_Izoplit=2.32+2×0.24=2.8

Determinând rezistența termică totală a peretelui, se poate constata pierderea de căldură. Pentru fiecare perete se calculează separat. Calculați Q pentru peretele nordic.

Coeficienții suplimentari fac posibilă luarea în calcul a pierderilor de căldură ale pereților aflați în diferite părți ale lumii

Pe baza planului, peretele nordic nu are deschideri de ferestre, lungimea sa este de 10 m, înălțimea sa este de 2,7 m. Apoi zona de perete S se calculează după formula:

S_{zidul de nord}=10×2.7=27

Calculăm parametrul dT. Se știe că temperatura ambientală critică pentru Bryansk este de -26 grade, iar temperatura dorită a camerei este de +22 grade. atunci

dT = 22 - (- 26) = 48

Pentru partea de nord, se ia în considerare un coeficient suplimentar L = 1,1.

Tabelul prezintă coeficienții de conductivitate termică a unor materiale care sunt utilizate la construcția pereților. După cum puteți vedea, vata minerală trece cantitatea minimă de căldură prin sine, beton armat - maxim

După efectuarea calculelor preliminare, puteți utiliza formula pentru calcularea pierderilor de căldură:

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

Calculăm pierderea de căldură pentru peretele vestic. Pe baza datelor, sunt încorporate 3 ferestre, două dintre ele având dimensiunile 1,5x1,7 m și una - 0,6x0,3 m. Calculăm suprafața.

S_{zidul de vest1}=12×2.7=32.4.

Din suprafața totală a peretelui de vest, este necesar să se excludă zona ferestrelor, deoarece pierderea lor de căldură va fi diferită. Pentru a face acest lucru, trebuie să calculați zona.

S_okn1=1.5×1.7=2.55

S_okn2=0.6×0.4=0.24

Pentru calculele pierderilor de căldură, vom folosi zona pereților fără a ține cont de zona ferestrelor, adică:

S_{zidul de vest}=32.4-2.55×2-0.24=25.6

Pentru partea de vest, coeficientul incremental este de 1,05. Înlocuiți datele obținute în formula principală de calcul al pierderilor de căldură.

Q_{zidul de vest}=25.6×1.05×48/2.8=461.

Facem calcule similare pentru latura de est. Există 3 ferestre aici, una are dimensiuni 1,5x1.7 m, celelalte două - 2.1x1.5 m. Le calculăm aria.

S_okn3=1.5×1.7=2.55

S_okn4=2.1×1.5=3.15

Zona zidului estic este:

S_{zidul de est1}=12×2.7=32.4

Din suprafața totală a peretelui, scăzem valorile zonei ferestrei:

S_{zidul de est}=32.4-2.55-2×3.15=23.55

Coeficientul suplimentar pentru peretele estic este -1,05. Pe baza datelor, calculăm pierderea de căldură a peretelui de est.

Q_{zidul de est}=1.05×23.55×48/2.8=424

Pe peretele sudic se află o ușă cu parametrii 1,3x2 m și o fereastră 0,5x0,3 m. Calculăm aria acestora.

S_okn5=0.5×0.3=0.15

S_ușa=1.3×2=2.6

Suprafața zidului sudic va fi egală cu:

S_{zidul de sud1}=10×2.7=27

Determinăm zona peretelui, cu excepția ferestrelor și ușilor.

S_{zidurile de sud}=27-2.6-0.15=24.25

Calculăm pierderea de căldură a peretelui de sud, ținând cont de coeficientul L = 1.

Q_{zidurile de sud}=1×24.25×48/2.80=416

După ce ați determinat pierderea de căldură a fiecărui perete, puteți găsi pierderea totală de căldură după formula:

Q_zidurile= Q_{zidurile de sud}+ Q_{zidul de est}+ Q_{zidul de vest}+ Q_{ziduri nordice}

Înlocuind valorile, obținem:

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

Ca urmare, pierderea de căldură a pereților s-a ridicat la 1810 wați pe oră.

Calculul pierderilor de căldură ale ferestrelor

Există 7 ferestre în casă, trei dintre ele având dimensiuni 1,5 × 1,7 m, două - 2,1 × 1,5 m, una - 0,6 × 0,3 m și încă una - 0,5 × 0,3 m.

Ferestrele cu dimensiuni de 1,5 × 1,7 m este un profil din două camere din PVC cu sticlă I. Din documentația tehnică puteți afla că R = 0,53. Ferestrele cu dimensiuni de 2,1 × 1,5 m sunt cu două camere cu argon și sticlă I, au rezistență termică R = 0,75, ferestre 0,6x0,3 m și 0,5 × 0,3 - R = 0,53.

Zona ferestrelor a fost calculată mai sus.

S_okn1=1.5×1.7=2.55

S_okn2=0.6×0.4=0.24

S_okn3=2.1×1.5=3.15

S_okn4=0.5×0.3=0.15

De asemenea, este important să se ia în considerare orientarea ferestrelor în raport cu punctele cardinale.

De obicei, nu trebuie calculată rezistența termică a ferestrelor, acest parametru este indicat în documentația tehnică pentru produs

Calculăm pierderea de căldură a ferestrelor vestice, ținând cont de coeficientul L = 1,05. Pe lateral sunt 2 ferestre cu dimensiuni de 1,5 × 1,7 m și una cu 0,6 × 0,3 m.

Q_okn1=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_okn2=0.24×1.05×48/0.53=23

Pierderile totale totale ale ferestrelor vestice sunt

Q_{fereastra secundară}=243×2+23=509

În partea de sud este o fereastră 0,5 × 0,3, R = 0,53. Calculăm pierderea de căldură ținând cont de coeficientul de 1.

Q_{fereastra de sud}=0.15*48×1/0.53=14

În partea de est există 2 ferestre cu dimensiunile 2.1 × 1.5 și o fereastră 1.5 × 1.7. Calculăm pierderea de căldură ținând cont de coeficientul L = 1,05.

Q_okn1=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_okn3=3.15×1.05×48/075=212

Rezumăm pierderea de căldură a ferestrelor estice.

Q_{fereastra de est}=243+212×2=667.

Pierderea totală de căldură a ferestrelor va fi egală cu:

Q_fereastră= Q_{fereastra de est}+ Q_{fereastra de sud}+ Q_{fereastra secundară}=667+14+509=1190

Total prin ferestre ies 1190 watt de energie termică.

Determinarea pierderilor de căldură la ușă

Casa are o ușă, este construită în peretele de sud, are dimensiuni de 1,3 × 2 m. Pe baza datelor de pașaport, conductivitatea termică a materialului ușii este de 0,14, grosimea acesteia este de 0,05 m. Datorită acestor indicatori, puteți calcula rezistența termică a ușii.

R_ușa=0.05/0.14=0.36

Pentru calcule, trebuie să calculați aria sa.

S_ușa=1.3×2=2.6

După calcularea rezistenței termice și a zonei, puteți constata pierderea de căldură. Ușa este amplasată pe partea de sud, așa că folosim un factor suplimentar de 1.

Q_ușa=2.6×48×1/0.36=347.

În total, 347 wați de căldură iese prin ușă.

Calculul rezistenței termice a podelei

Conform documentației tehnice, podeaua este multistratată, este realizată în mod egal în întreaga zonă, are dimensiuni de 10x12 m. Calculăm aria sa.

S_sex=10×12=210.

Compoziția podelei include scânduri, PAL și izolație.

Din tabel puteți găsi coeficienții de conductivitate termică a unor materiale utilizate pentru acoperirea podelei. Acest parametru poate fi specificat și în documentația tehnică a materialelor și poate diferi de tabel

Rezistența termică trebuie calculată separat pentru fiecare strat de podea.

R_placi=0.032/0.15=0.21

R_{particleboard}=0.01/0.15= 0.07

R_{va izola}=0.05/0.039=1.28

Rezistența totală la căldură a podelei este:

R_sex= R_placi+ R_{particleboard}+ R_{va izola}=0.21+0.07+1.28=1.56

Având în vedere că în timpul iernii temperatura pământului este menținută la +8 grade, diferența de temperatură va fi egală cu:

dT = 22-8 = 14

Folosind calcule preliminare, puteți găsi pierderi de căldură acasă prin podea.

La calcularea pierderilor de căldură ale pardoselii sunt luate în considerare materialele care afectează izolația termică (+)

Atunci când calculăm pierderea de căldură a podelei, avem în vedere coeficientul L = 1.

Q_sex=210×14×1/1.56=1885

Pierderea totală de căldură a podelei este de 1885 de wați.

Calculul pierderilor de căldură prin tavan

Atunci când se calculează pierderea de căldură a tavanului, se ține cont de un strat de vată minerală și panouri din lemn. Impermeabilizarea cu abur și hidroizolare nu participă la procesul de izolare termică, prin urmare nu o luăm în considerare. Pentru calcule, trebuie să găsim rezistența termică a plăcilor de lemn și a unui strat de vată minerală. Folosim coeficienții și grosimea lor de conductivitate termică.

R_{scutul satului}=0.04/0.15=0.27

R_{vată minerală}=0.05/0.039=1.28

Rezistența totală la căldură va fi egală cu suma lui R_{scutul satului} și R_{vată minerală}.

R_acoperișul=0.27+1.28=1.55

Zona tavanului este aceeași cu podeaua.

S _tavanul = 120

În continuare, calculul pierderii de căldură a plafonului, ținând cont de coeficientul L = 1.

Q_tavanul=120×1×48/1.55=3717

În total prin tavan trec 3717 wați.

În tabel sunt prezentate încălzitoarele populare pentru tavane și coeficienții lor de conductivitate termică. Spuma poliuretanică este cea mai eficientă izolație, paiul are cel mai mare coeficient de pierdere de căldură.

Pentru a determina pierderea totală de căldură la domiciliu, este necesar să adăugați pierderea de căldură a pereților, ferestrelor, ușilor, tavanului și podelei.

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

Pentru a încălzi o casă cu parametrii specificați, este nevoie de un cazan care suportă o putere de 8949 W sau aproximativ 10 kW.

Determinarea pierderilor de căldură ținând cont de infiltrare

Infiltrarea este un proces natural de schimb de căldură între mediul extern, care are loc atunci când oamenii se mișcă în jurul casei, când deschid ușile de intrare, ferestrele.

Pentru calculul pierderilor de căldură pentru ventilare puteți utiliza formula:

Q_inf= 0,33 × K × V × dT

În expresia:

• K - rata calculată a schimbului de aer, pentru camerele de zi folosiți un coeficient de 0,3, pentru camerele cu încălzire - 0,8, pentru o bucătărie și o baie - 1.
• V - volumul camerei, calculat ținând cont de înălțimea, lungimea și lățimea.
• dT - diferența de temperatură între mediu și clădirea de apartamente.

O formulă similară poate fi utilizată dacă ventilația este instalată în cameră.

Dacă există o ventilație artificială în casă, este necesar să folosiți aceeași formulă ca și pentru infiltrare, doar înlocuiți parametrii de evacuare în loc de K și calculați dT ținând cont de temperatura aerului care intră

Înălțimea camerei este de 2,7 m, lățimea - 10 m, lungimea - 12 m. Știind aceste date, puteți găsi volumul acesteia.

V = 2,7 × 10 × 12 = 324

Diferența de temperatură va fi egală cu

dT = 48

Ca coeficient K, luăm indicatorul 0.3. atunci

Q_inf=0.33×0.3×324×48=1540

Q trebuie adăugat la Q-ul total_inf. Până la urmă

Q_societate=1540+8949=10489.

Total, ținând cont de infiltrarea pierderilor de căldură la domiciliu va fi de 10489 wați sau 10,49 kW.

Calculul puterii cazanului

Atunci când se calculează capacitatea cazanului, este necesar să se utilizeze un factor de siguranță de 1,2. Adică puterea va fi egală cu:

L = Q × k

aici:

• Q - pierderea de căldură a clădirii.
• k - factorul de siguranță.

În exemplul nostru, înlocuiți Q = 9237 W și calculați puterea cazanului necesară.

L = 10489 × 1,2 = 12587 W

Având în vedere factorul de siguranță, capacitatea cazanului necesar pentru încălzirea unei case este de 120 m² egală cu aproximativ 13 kW.

Concluzii și video util pe această temă

Instrucțiuni video: cum să calculați pierderea de căldură acasă și puterea cazanului cu ajutorul programului Valtec.

Calcularea corectă a pierderilor de căldură și a puterii unui cazan de gaz, folosind formule sau metode software vă permite să determinați cu exactitate ridicată parametrii necesari ai echipamentului, ceea ce face posibilă excluderea costurilor nerezonabile de combustibil.

Vă rugăm să scrieți comentarii în formularul de mai jos. Povestiți-ne despre cum a fost calculată pierderea de căldură înainte de a cumpăra echipament de încălzire pentru propria casă de vară sau pentru casa ta. Puneți întrebări, partajați informații și fotografii pe această temă.