Изчисляване на мощността на отоплителните котли за частна къща

Комфортът на хората, които остават на закрито, особено през зимния сезон, до голяма степен зависи от температурата на въздуха около тях. Следователно, сред инженерните комуникации, оборудвани в жилищни помещения, отоплителната система заема първо място. В градските условия въпросите с отоплението на апартаментите най-често се решават централизирано, но в частните къщи собствениците им трябва да оборудват автономни отоплителни системи, чийто основен елемент е котел за топла вода. Ефективността на цялата система зависи от техническите и икономическите характеристики на последната.

Как да изчислим мощността на котела

Мощността на отоплителния котел е основният показател, характеризиращ неговите възможности, свързани с оптимално отопление на помещенията по време на пикови натоварвания. Основното тук е правилно да се изчисли колко топлина е необходима за тяхното загряване. Само в този случай ще бъде възможно да изберете правилния котел за отопление на частна къща по отношение на мощността.

За изчисляване на мощността на котел за къща се използват различни методи, при които за основа се взема площта или обемът на отопляемите помещения. Съвсем наскоро необходимата мощност на отоплителния котел беше определена с помощта на така наречените коефициенти на къщи, установени за различните типове къщи в (W / m2):

• 130 ... 200 - къщи без топлоизолация;
• 90 ... 110 - къщи с частично изолирана фасада;
• 50… 70 - къщи, построени по технологии от XXI век.

Чрез умножаване на площта на къщата по съответния домашен коефициент, получихме необходимата мощност на отоплителния котел.

Изчисляване на мощността на котела според геометричните размери на помещението

Можете грубо да изчислите мощността на котела за отопление на къща по неговата площ. В този случай се използва формулата:

Wcat = S * Wud / 10където:

• Wcat - номинална мощност на котела, kW;
• С - общата площ на отопляваното помещение, кв. М;
• дърво - специфична мощност на котела, която пада на всеки 10 кв. М. отопляема площ.

В общия случай се приема, че в зависимост от региона, в който се намира помещението, стойността на специфичната мощност на котела е (kW \ кв. М.):

• за южните райони - 0,7 ... 0,9;
• за зони от средната лента - 1,0 ... 1,2;
• за Москва и Московска област - 1,2 ... 1,5;
• за северните райони - 1,5 ... 2,0.

Горната формула за изчисляване на котел за отопление на къща по площ се използва в случаите, когато единицата за отопление на водата ще се използва само за отопление на помещения с височина не повече от 2,5 m.

Ако се предполага, че в помещението ще бъде инсталиран двуконтурен котел, който освен отопление трябва да осигурява на потребителите и топла вода, получената изчислена мощност трябва да се увеличи с 25%.

Ако височината на отопляваните помещения надвишава 2,5 m, тогава полученият резултат се коригира, като се умножи по коефициента Kv. Kv = N / 2,5, където N е действителната височина на помещението, m.

В този случай крайната формула изглежда така: P = (S * Wsp / 10) * Kv

Този метод за изчисляване на необходимата мощност, която отоплителният котел трябва да има, е подходящ за малки сгради с изолирано таванско помещение, наличие на топлоизолация на стени и прозорци (двоен стъклопакет) и др.В други случаи резултатът, получен в резултат на приблизително изчисление, може да доведе до факта, че закупеният котел няма да може да работи нормално. В същото време прекомерната или недостатъчна мощност допринася за появата на редица нежелани проблеми за потребителя:

• намаляване на технико-икономическите показатели на котела;
• неизправност в работата на системите за автоматизация;
• бързо износване на части и компоненти;
• конденз в комина;
• запушване на комина с продукти от непълно изгаряне на гориво и др .;

За да се получат по-точни резултати, е необходимо да се вземе предвид размерът на действителните топлинни загуби през отделни елементи на сградите (прозорци, врати, стени и др.).

Актуализирано изчисляване на мощността на котела

Изчисляването на отоплителната система, която включва отоплителен котел, трябва да се извърши индивидуално за всеки обект. В допълнение към геометричните му размери е важно да се вземат предвид редица такива параметри:

• наличието на принудителна вентилация;
• климатична зона;
• наличност на топла вода;
• степента на изолация на отделни елементи на обекта;
• наличието на таванско помещение и мазе и др.

Като цяло формулата за по-точно изчисляване на мощността на котела е следната:

Wcat = Qt * Kzapкъдето:

• Qt - топлинни загуби на обекта, kW.
• Kzap - коефициентът на безопасност, по чиято стойност се препоръчва да се увеличи проектният капацитет на обекта. Като правило стойността му е в диапазона от 1,15 ... 1,20 (15-20%).

Прогнозираните топлинни загуби се определят по формулите:

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

• V - обемът на помещението, кубични метри;
• ΔT - разлика между външната и вътрешната температура на въздуха, ° С;
• Кр - коефициент на разсейване, в зависимост от степента на топлоизолация на обекта.

Коефициентът на разсейване се избира въз основа на вида на сградата и степента на нейната топлоизолация.

• Обекти без топлоизолация: хангари, дървени бараки, гофрирани железни конструкции и др. - Cr = 3,0 ... 4,0.
• Сгради с ниско ниво на топлоизолация: стени в една тухла, дървени прозорци, шисти или железен покрив - Kr се приема равен в диапазона 2,0 ... 2,9.
• Къщи със средна степен на топлоизолация: стени от две тухли, малък брой прозорци, стандартен покрив и др. - Cr е 1,0 ... 1,9.
• Модерни, добре изолирани сгради: подово отопление, прозорци с двоен стъклопакет и др. - Cr е в диапазона от 0,6 ... 0,9.

За да улеснят потребителя да намери отоплителен котел, много производители поставят специални калкулатори на своите уебсайтове и уебсайтове на дилъри. С тяхна помощ, чрез въвеждане на необходимата информация в съответните полета, е възможно с висока степен на вероятност да се определи за каква площ, например, е предназначен котел от 24 kW.

По правило такъв калкулатор изчислява според следните данни:

• средната стойност на външната температура през най-студената седмица през зимния сезон;
• температура на въздуха вътре в обекта;
• наличие или липса на водоснабдяване с топла вода;
• данни за дебелината на външните стени и подове;
• материали, от които се правят подове и външни стени;
• височина на тавана;
• геометрични размери на всички външни стени;
• броя на прозорците, техните размери и подробно описание;
• информация за наличие или липса на принудителна вентилация.

След обработката на получените данни калкулаторът ще даде на клиента необходимата мощност на отоплителния котел, а също така ще посочи вида и марката на устройството, което отговаря на заявката. Пример за изчисляване на линия газови котли, предназначени за отопление на къщи с различни размери, е показан в таблицата:

Забележка за колона 11: Нс - окачен атмосферен котел, А - подов котел, Нд - монтиран на стена турбокомпресор.

Съгласно горните методи се изчислява мощността на газовия котел. Те обаче могат да се използват и за изчисляване на характеристиките на мощността на водни отоплителни тела, работещи на други видове гориво.

Отчитане на загубите на топлина

Когато започнете да разработвате автономна отоплителна система, е необходимо преди всичко да разберете колко топлина излиза на улицата по време на най-силните студове през така наречените заграждащи конструкции. Те включват стени, прозорци, под и покрив. Само чрез определяне на размера на топлинните загуби ще бъде възможно да се вземе участие в избора на топлинен източник с подходяща мощност. Трябва да се има предвид, че загубата на топлина от сградата през зимния сезон се случва не само чрез ограждащите конструкции. Значителна част от генерираната топлина (до 30%) се изразходва за отопление на студен въздух, идващ от улицата поради естествената вентилация.

Общото количество топлина, необходимо за отопление на помещението, се определя по формулата:

Q = Qconstruct + Qairкъдето:

• Qconstruct - количеството топлина, загубено чрез конструкция от същия тип, W;
• Каир - количеството топлина, изразходвано за отопление на въздуха, идващ от улицата, W.

Обобщавайки стойностите, получени в резултат на изчисления, те определят общото топлинно натоварване на отоплителната система на цялата сграда.

Всички измервания се извършват от външната страна на сградата, улавяйки ъглите й без грешки. В противен случай изчисляването на топлинните загуби ще бъде неточно.

Има и други начини за изтичане на топлина в помещенията, например чрез кухненски аспиратор, отворени врати и прозорци, пукнатини в конструкции и др. Въпреки това, количеството топлина, загубено поради тези причини, на практика не надвишава 5% от общите топлинни загуби и следователно не се взема предвид при изчисленията. ...

Изчисляване на топлинните загуби през заграждащи конструкции

Сложността на изчислението се състои в това, че то трябва да се извършва за всяка стая поотделно, като внимателно се изследват, измерват и оценяват състоянието на всеки от неговите елементи, съседни на околната среда. Само в този случай е възможно да се вземе предвид цялата топлина, напускаща къщата.

Въз основа на резултатите от измерванията се определя площта S на всеки елемент от ограждащите конструкции, която след това се вмъква в основната формула за изчисляване на количеството загубена топлинна енергия:

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

• R - термично съпротивление на строителния материал, кв. М. ° С / W;
• δ - топлопроводимост на строителния материал, W / m ° С);
• λ - дебелина на строителния материал, m;
• С - площта на външната ограда, кв. М;
• Телевизор - температура на вътрешния въздух, ° С;
• Tn - най-ниската температура на въздуха през зимния сезон, ° С;
• β - топлинни загуби, които зависят от ориентацията на сградата.

Ако конструкцията се състои от няколко материала, например тухлена стена с изолация, стойността на топлинното съпротивление R се изчислява отделно за всеки от тези материали и след това се обобщава.

Загубите на топлина в зависимост от ориентацията на сградата се избират въз основа на това къде е ориентиран ограждащият елемент:

• към северната страна - β = 0,1;
• на запад или югоизток - β = 0,05;
• на юг или югозапад - β = 0.

Изчисляването на топлинните загуби през елементите на ограждащите конструкции се извършва за всяко помещение в сградата и след тяхното сумиране се получава прогнозната стойност на общите топлинни загуби в нея. След това се пристъпва към изчислението в съседната стая. В резултат на извършената работа собственикът на дома ще може да идентифицира начините за максимално изтичане на топлина и да премахне причините за тяхното възникване.

Изчисляване на консумираната топлина за отопление на вентилационния въздух

Количеството топлина, което се изразходва за отопление на вентилационния въздух, в някои случаи достига 30% от общите загуби на топлинна енергия. Това е достатъчно голяма стойност, която е непрактично да се игнорира. За да се изчисли количеството топлина, което ще бъде принудено да бъде изразходвано за отопление на захранващия въздух, се използва следната формула:

Qair = c * m * (Tv-Tn)където:

• ° С - топлинният капацитет на въздушната смес, чиято стойност е 0,28 W / kg ° C;
• м - масов дебит на въздуха, влизащ в помещението от улицата, кг.

Масовият поток на въздуха, влизащ в помещението отвън, се определя, като се приема, че въздухът се обновява в цялата къща 1 път на час.В този случай, като се съберат обемите на всички помещения, се получава обемната стойност на въздушния поток. След това, като се използва стойността на плътността на въздуха, неговият обем се преобразува в маса. Тук трябва да вземете предвид факта, че плътността на въздуха зависи от неговата температура.

Замествайки всички известни стойности в горната формула, се определя количеството топлина, необходимо за нагряване на захранващия въздух.

Често срещани грешки

Изчисляването на автономна отоплителна система е сложен процес, състоящ се от няколко взаимосвързани стъпка по стъпка процедури:

1. Изчисляване на топлинните загуби на обекта.
2. Определяне на температурния режим на отделните помещения и сградата като цяло.
3. Изчисляване на мощността на отоплителните радиаторни батерии.
4. Хидравлично изчисление на отоплителната система.
5. Изчисляване на мощността на отоплителния котел.
6. Определяне на общия обем на автономната отоплителна система.

Термичното изчисление на отоплителна система не е теоретично проучване, а точен и разумен резултат, чието практическо изпълнение ще ви позволи правилно да изберете всички необходими компоненти и да оборудвате ефективна отоплителна система, която функционира без проблеми от много години .

Основната грешка, която правят много собственици на частни къщи, е игнорирането на някои етапи от изчислението. Те вярват, че за да се реши проблемът, е достатъчно да се избере по-мощен котел, като се фокусира само върху данните от приблизително изчисляване на мощността му върху площта на помещението. Този подход заплашва с ненужни експлоатационни разходи и често води до факта, че котелът ще работи постоянно, радиаторните батерии ще бъдат горещи и стаята ще бъде студена. В този случай е необходимо да се върнете в първоначалното състояние и да направите пълно изчисление на отоплителната система. Едва тогава човек може да започне да отстранява недостатъците, причинени от критични грешки в изчисленията.