Czas czytania: 3 min

Do ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych i biurowych stosuje się urządzenia z elektrycznym podgrzewaczem wody. Aby zapewnić równowagę temperatury i zużycia energii, obliczany jest kocioł elektryczny. Przy określaniu parametrów eksploatacyjnych brana jest pod uwagę nie tylko powierzchnia pomieszczeń, ale także właściwości fizyczne materiałów ścian, podłogi i sufitu pomieszczenia.

Jaka jest moc kotła elektrycznego

Kocioł elektryczny to zbiornik z wymiennikiem ciepła, przez który pompowana jest woda wodociągowa lub specjalny płyn chłodzący o podwyższonych właściwościach termicznych.

Kocioł podłączony do domowej sieci prądu przemiennego podgrzewa wodę za pomocą izolowanych od wody elementów grzejnych lub elektrod. Konstrukcja urządzenia obejmuje regulator temperatury.

Pobór mocy zależy od stopnia wychłodzenia chłodziwa podczas cyrkulacji przez grzejniki w budynku. Część energii przeznaczana jest na straty ciepła w konstrukcji kotła (ogrzewanie ścian lub osłon ochronnych elementów grzejnych). Na zewnętrznej części urządzenia umieszczona jest tabliczka informacyjna, na której podane są parametry pracy produktu oraz pobór mocy.

Metody określania mocy kotła elektrycznego

Obliczanie mocy roboczej kotła grzewczego przeprowadza się w celu zapewnienia zrównoważonego systemu grzewczego zdolnego do utrzymania komfortowej temperatury w pomieszczeniu w różnych warunkach zewnętrznych.

Urządzenia muszą zapewniać równomierne ogrzewanie pomieszczeń, zmiany kierunku wiatru nie powinny mieć negatywnego wpływu na warunki panujące w pomieszczeniach. Przed wyborem sprzętu właściciel domu musi wiedzieć, jak obliczyć moc kotła elektrycznego, biorąc pod uwagę charakterystykę pomieszczenia.

Do obliczeń stosuje się 2 główne metody:

• przez powierzchnię domu lub pomieszczeń podłączonych do obiegu grzewczego i kotła;
• według objętości lokalu.

Pomocnicza technika określania mocy obwodu zaopatrzenia w ciepłą wodę ma na celu obliczenie dodatkowej wydajności. Otrzymany parametr sumuje się z wcześniej obliczoną wartością zużycia energii na ogrzewanie domu.

Następnie sprawdzana jest zdolność przewodów elektrycznych podłączonych do budynku do wytrzymania maksymalnego obciążenia podczas pracy elementów grzejnych kotła.

Obliczanie kotła według powierzchni domu

Podstawową metodą jest określenie mocy kotła elektrycznego na podstawie powierzchni lokalu. Do określenia tej wartości przyjmuje się wartość bazową mocy potrzebnej do ogrzania pomieszczenia o powierzchni 10 m².

Współczynnik nie zależy od strefy klimatycznej, z grubsza przyjmuje się, że na ogrzanie 10 m² należy wydać 1 kW mocy. Współczynnik nie uwzględnia przewodności cieplnej materiałów ściennych i wysokości pomieszczenia, dlatego w celu wyjaśnienia obliczeń stosuje się dodatkowe współczynniki korygujące określone eksperymentalnie.

Przykładowo, jeśli wysokość stropu jest większa niż 2,7 m, wprowadza się dodatkowy parametr korygujący równy stosunkowi rzeczywistej wysokości do wartości 2,7 m. Współczynnik klimatyczny zależy od lokalizacji domu, wartość waha się od 0,7 dla regionów południowych do 2,0 – regiony północne. Jeśli urządzenie grzewcze jest również używane do dostarczania ciepłej wody, do wynikowego wskaźnika dodaje się rezerwę mocy w wysokości 25-30%.

Istnieje inny sposób obliczenia na podstawie wzoru S*K*100, gdzie parametr S jest powierzchnią pomieszczenia, a K jest współczynnikiem strat ciepła, zmieniającym się w zależności od minimalnego progu temperatury powietrza. Wartość bazowa wynosi 0,7 i stosowana jest w obszarach o minimalnej temperaturze -10°C. Na każde 5°C obniżenia normy klimatycznej współczynnik wzrasta o 0,2.

Metody nie stosuje się przy obliczaniu kotła dla pomieszczeń o następujących cechach konstrukcyjnych:

1. Dostępność okien plastikowych lub drewnianych z podwójnymi szybami.
2. Zastosowanie dodatkowej warstwy termoizolacyjnej o grubości 150 mm, umieszczonej wewnątrz lub na zewnątrz ściany ceglanej (grubość cegły 2).
3. Zachowanie nieogrzewanej przestrzeni na poddaszu i brak materiału termoizolacyjnego na poszyciu dachu.
4. Podwyższenie pomieszczeń mieszkalnych do 2,7 m lub więcej.

Obliczanie mocy kotła na objętość

Obliczanie mocy elektrycznego kotła grzewczego dla objętości pomieszczeń mieszkalnych opiera się na współczynniku strat ciepła, który wynosi:

1. Od 0,6 do 0,9 - dla budynków murowanych o ulepszonej izolacji termicznej. W domu zastosowano plastikowe okna 2-komorowe, istnieje możliwość zastosowania dachu z materiału termoizolacyjnego.
2. Od 1 do 1,9 - dla budynków murowanych (podwójnie murowanych), ze standardowym dachem i oknami drewnianymi.
3. Od 2 do 2,9 - dla pomieszczeń o słabej izolacji termicznej (na przykład ze ścianami o grubości 1 cegły).
4. Od 3 do 4 - dla budynków zbudowanych z drewna lub z blachy falistej z warstwą materiału termoizolacyjnego.

Przy obliczaniu stosuje się wzór formularza V*K*T/860, który uwzględnia objętość domu V, współczynnik korygujący K oraz różnicę temperatur wewnątrz domu i na zewnątrz pomieszczenia. Do obliczeń brana jest pod uwagę minimalna charakterystyka temperatury powietrza dla lokalizacji domu.

Uzyskana wartość jest zawyżona, ale w przypadku długotrwałych mrozów uda się utrzymać temperaturę w domu w ramach określonych parametrów. Podana metoda obliczania mocy kotła elektrycznego do ogrzewania domu nie uwzględnia dostarczenia dodatkowego ciepłego płynu do mycia naczyń lub prysznica.

W przypadku lokali mieszkalnych w domach panelowych lub murowanych obliczenia przeprowadza się zgodnie ze standardami SNiP. Przepisy określają wymaganą moc do ogrzania 1 m3 powietrza w zakresie 41 i 34 W (odpowiednio dla domu z płyt i cegły silikatowej).

Następnie właściciel lokalu dokonuje pomiarów wysokości i powierzchni, a do otrzymanej wartości dodaje się margines bezpieczeństwa w wysokości 10% (w przypadku spadku temperatury powietrza w zimie). Instalując okna energooszczędne, dopuszcza się montaż kotła o mocy mniejszej niż obliczona.

W przypadku pomieszczeń narożnych brana jest pod uwagę liczba ścian stykających się z ulicą. Jeżeli tylko 1 ściana wychodzi na zewnątrz domu, należy zastosować współczynnik 1,1. Każda dodatkowa ściana zwiększa wartość parametru korekcji o 0,1. Aby ograniczyć straty ciepła, zaleca się wykonanie analizy pomieszczenia za pomocą specjalnego urządzenia, a następnie zainstalowanie warstwy izolacyjnej.

Obliczenia dla CWU

Obliczenia kotła elektrycznego do ogrzewania prywatnego domu, który służy również do zaopatrzenia w ciepłą wodę, uwzględniają następujące czynniki:

1. Ilość i temperatura ciepłej wody niezbędna do zapewnienia życia osobom przebywającym w pomieszczeniu.
2. Na podstawie pierwszego parametru określana jest objętość gorącej wody +90°C, którą następnie rozcieńcza się strumieniem zimnej cieczy w celu wytworzenia ciepłej wody.
3. Na podstawie uzyskanej wartości obliczany jest kocioł elektryczny. Przy ustalaniu parametrów nie bierze się pod uwagę spadku temperatury wody wodociągowej w okresie zimowym.

Przykładowo budynek mieszkalny zużywa dziennie 200 litrów ciepłej wody (Vg) podgrzanej do +40°C (Tg). Przyjmuje się, że wymaganą temperaturę uzyskuje się przez zmieszanie ciepłej i zimnej wody. Właściciel planuje zakup kotła podgrzewającego ciecz do temperatury +95°C (Tk), woda dostarczana do sieci zimnej wody ma temperaturę +10°C (Tx).

Objętość gorącej wody określa się według wzoru Vg*(Tg-Tx)/(Tk-Tx)=200*(40-10)/(95-10). Z obliczeń wynika, że ​​aby zapewnić dostawę ciepłej wody w ciągu doby, należy podgrzać 71 litrów cieczy do temperatury +95°C.

Dalsze obliczenia opierają się na współczynniku ciepła właściwego wody (4,218 kJ na kg przy podgrzaniu o 1°C), masie cieczy i różnicy temperatur. Otrzymaną wartość następnie przelicza się na kilowaty zgodnie z tabelami, zaleca się zaokrąglić parametr w górę.

Do opisanej powyżej sytuacji wymagana jest dodatkowa moc około 5 kW. Uzyskana wartość zakłada podgrzanie wody w ciągu 1 godziny, przy równomiernym zużyciu płynu w ciągu dnia można zmniejszyć dodatkowe koszty energii 2-krotnie.

Dobór niezbędnych urządzeń do instalacji grzewczej to niezwykle ważne zadanie. Z pewnością spotkają się z tym właściciele domów prywatnych, a ostatnio wielu właścicieli mieszkań stara się osiągnąć pełną niezależność w tej kwestii, tworząc własne systemy autonomiczne. Jednym z kluczowych punktów jest oczywiście kwestia wyboru kotła.

Jeśli Twój dom jest podłączony do głównego źródła gazu ziemnego, nie ma o czym myśleć - optymalnym rozwiązaniem byłoby zainstalowanie sprzętu gazowego. Eksploatacja takiego systemu grzewczego jest nieporównywalnie bardziej ekonomiczna niż wszystkich innych – koszt gazu jest stosunkowo niski, szczególnie w porównaniu z energią elektryczną. Znikają wszelkie problemy z dodatkowym pozyskiwaniem, transportem i magazynowaniem paliwa, typowe dla instalacji na paliwo stałe lub płynne. Jeśli zostaną spełnione wszystkie wymagania instalacyjne i zasady użytkowania, jest to całkowicie bezpieczne i ma wysokie wskaźniki wydajności. Najważniejsze jest, aby prawidłowo wybrać odpowiedni model, dla którego trzeba wiedzieć, jak wybrać kocioł gazowy, aby w pełni odpowiadał konkretnym warunkom pracy i spełniał życzenia właścicieli pod względem funkcjonalności i łatwości obsługi.

Podstawowe parametry wyboru kotła gazowego

Istnieje wiele kryteriów, według których należy ocenić model kupowanego kotła. Należy od razu zauważyć, że prawie wszystkie z nich są ze sobą powiązane, a nawet współzależne, dlatego należy je rozważyć natychmiast i w całości:

• Kluczowym parametrem jest całkowita moc cieplna kotła gazowego, która musi odpowiadać zadaniom konkretnego systemu grzewczego.
• Lokalizacja przyszłej instalacji kotła - to kryterium bardzo często będzie zależeć od wspomnianej powyżej mocy.
• Rodzaj kotła w zależności od układu - ścienny lub podłogowy. Wybór zależy również bezpośrednio od mocy i miejsca instalacji.

• Rodzaj palnika kotła – otwarty czy zamknięty – będzie zależał od tych samych kryteriów. W związku z tym zorganizowany jest system usuwania produktów spalania - poprzez konwencjonalny komin z naturalnym ciągiem lub poprzez system wymuszonego usuwania dymu.
• Ilość obwodów - czy kocioł będzie służył tylko do celów grzewczych, czy też będzie dostarczał ciepłą wodę użytkową. W przypadku wyboru kotła dwuprzewodowego uwzględnia się jego typ w oparciu o konstrukcję wymienników ciepła.
• Stopień zależności kotła od dostaw energii. Parametr ten jest szczególnie ważny w przypadkach, gdy przerwy w dostawie prądu na zaludnionym obszarze występują z niepokojącą częstotliwością.
• Duże znaczenie może mieć dodatkowe wyposażenie kotła w elementy niezbędne do sprawnej pracy instalacji grzewczej, obecność wbudowanych układów sterowania i zapewnienie bezpieczeństwa pracy.
• I wreszcie producent kotła i oczywiście cena, która będzie zależeć od wielu czynników wymienionych powyżej.

Pierwszym krokiem jest prawidłowe określenie mocy kotła

Po prostu nie da się przejść do wyboru dowolnego kotła, jeśli nie ma jasności co do tego, jaka instalacja grzewcza musi zostać zamontowana.

Dokumentacja techniczna kotła musi wskazywać wartość mocy znamionowej, a ponadto często podaje się zalecenia, ile przestrzeni ma on ogrzać. Zalecenia te można jednak uznać za raczej warunkowe, ponieważ nie uwzględniają „specyficzności”, czyli rzeczywistych warunków pracy i cech domu lub mieszkania.

Tę samą ostrożność należy zachować wspólny„aksjomat”, że do ogrzania 10 m² powierzchni mieszkalnej potrzeba 1 kW energii cieplnej. Wartość ta jest również bardzo przybliżona i może obowiązywać tylko pod pewnymi warunkami - średnia wysokość sufitu, jedna ściana zewnętrzna z jednym oknem itp. Ponadto strefa klimatyczna, położenie lokalu względem punktów kardynalnych i szereg innych ważnych parametrów nie są w ogóle brane pod uwagę.

Obliczenia termotechniczne według wszystkich zasad mogą wykonywać wyłącznie specjaliści. Pozwolę sobie jednak zaproponować czytelnikowi metodę samodzielnego obliczania mocy, uwzględniającą większość czynników wpływających na efektywność ogrzewania domu. Przy takim obliczeniu z pewnością wystąpi błąd, ale w całkowicie akceptowalnych granicach.

Metoda polega na obliczeniu wymaganej mocy cieplnej dla każdego pomieszczenia, w którym zostaną zamontowane grzejniki, a następnie zsumowaniu wartości. Cóż, następujące parametry służą jako dane początkowe:

• Powierzchnia pokoju.
• Wysokość sufitu.
• Liczba ścian zewnętrznych, stopień ich izolacji, ich położenie względem punktów kardynalnych.
• Poziom minimalnych temperatur zimowych dla regionu zamieszkania.
• Liczba, wielkość i rodzaj okien.
• „Sąsiedztwo” pomieszczenia w pionie - na przykład ogrzewane pokoje, zimny strych itp.
• Obecność lub brak drzwi na ulicę lub na zimny balkon.

Każdy właściciel domu lub mieszkania ma plan na swoje mieszkanie. Po umieszczeniu go przed sobą nie będzie trudno stworzyć tabelę (w aplikacji biurowej lub nawet na kartce papieru), która wskazuje wszystkie ogrzewane pomieszczenia i ich charakterystyczne cechy. Na przykład, jak pokazano poniżej:

Lokal:	Powierzchnia, wysokość sufitu	Ściany zewnętrzne (liczba, jeśli są skierowane)	Liczba, rodzaj i wielkość okien	Obecność drzwi na ulicę lub balkon	Wymagana moc cieplna
CAŁKOWITY:	92,8 m²				13,54 kW
I piętro, podłoga ocieplona
Hala	9,9 m², 3 m	sam, Zachód	okno pojedyncze, dwuszybowe, 110×80	NIE	0,94 kW
Kuchnia	10,6 m, 3 m	jeden, południe	jedna, rama drewniana, 130×100	NIE	1,74 kW
Salon	18,8 m², 3 m	trzy, północ, wschód	cztery, okno z podwójnymi szybami, 110×80	NIE	2,88 kW
Bęben	4,2 m², 3 m	sam, Zachód	NIE	jeden	0,69 kW
Pomieszczenia łazienkowe	6 m², 3 m	jeden, północ	NIE	NIE	0,70 kW
II piętro, wyżej – zimne poddasze
Hala	5,1 m², 3 m	jeden, północ	NIE	NIE	0,49 kW
Sypialnia nr 1	16,5 m², 3 m	trzy, południe, zachód	okno pojedyncze, dwuszybowe, 120×100	NIE	1,74 kW
Sypialnia nr 2	13,2 m², 3 m	dwa, północ, wschód		NIE	1,63 kW
Sypialnia nr 3	17,5 m², 3 m	dwa, Wschód, Południe	dwa, podwójnie oszklone okno, 120×100	jeden	2,73 kW

Po skompilowaniu tabeli można przystąpić do obliczeń. Aby to zrobić, poniżej znajdziesz wygodny kalkulator, który pomoże Ci szybko określić wymaganą moc grzewczą dla każdego pomieszczenia.

Poziom ujemnych temperatur ulicznych oblicza się na podstawie średniej charakterystyki najzimniejszego dziesięciodniowego okresu zimy w regionie zamieszkania.

Autonomiczne ogrzewanie prywatnego domu jest niedrogie, wygodne i różnorodne. Możesz zainstalować kocioł gazowy i nie polegać na kaprysach natury ani awariach instalacji centralnego ogrzewania. Najważniejsze jest, aby wybrać odpowiedni sprzęt i obliczyć moc cieplną kotła. Jeśli moc przekracza potrzeby grzewcze pomieszczenia, pieniądze na instalację urządzenia zostaną zmarnowane. Aby system zaopatrzenia w ciepło był wygodny i opłacalny finansowo, już na etapie projektowania należy obliczyć moc gazowego kotła grzewczego.

Podstawowe wartości do obliczania mocy grzewczej

Najłatwiejszy sposób uzyskania danych na temat wydajności grzewczej kotła według powierzchni domu: weź 1 kW mocy na każde 10 mkw. M. Jednak formuła ta zawiera poważne błędy, ponieważ nie są brane pod uwagę nowoczesne technologie budowlane, rodzaj terenu, zmiany temperatury klimatycznej, poziom izolacji termicznej, zastosowanie okien z podwójnymi szybami i tym podobne.

Aby dokładniej obliczyć moc cieplną kotła, należy wziąć pod uwagę szereg ważnych czynników, które wpływają na wynik końcowy:

• wymiary przestrzeni życiowej;
• stopień izolacji domu;
• obecność okien z podwójnymi szybami;
• izolacja termiczna ścian;
• rodzaj budynku;
• temperatura powietrza za oknem w najzimniejszej porze roku;
• rodzaj okablowania obwodu grzewczego;
• stosunek powierzchni konstrukcji wsporczych i otworów;
• straty ciepła budynku.

W domach z wymuszoną wentylacją przy obliczaniu mocy grzewczej kotła należy uwzględnić ilość energii potrzebnej do ogrzania powietrza. Eksperci zalecają zachowanie 20% odstępu przy wykorzystaniu powstałej mocy cieplnej kotła w przypadku nieprzewidzianych sytuacji, silnych mrozów lub spadku ciśnienia gazu w systemie.

Nieuzasadniony wzrost mocy cieplnej może zmniejszyć wydajność urządzenia grzewczego, zwiększyć koszt zakupu elementów systemu i doprowadzić do szybkiego zużycia podzespołów. Dlatego tak ważne jest prawidłowe obliczenie mocy kotła grzewczego i zastosowanie jej do określonego domu. Dane można uzyskać za pomocą prostego wzoru W=S*W beat, gdzie S to powierzchnia domu, W to moc fabryczna kotła, W beat to moc właściwa do obliczeń w określonej strefie klimatycznej, to można dostosować do charakterystyki regionu użytkownika. Wynik należy zaokrąglić do dużej wartości w warunkach wycieku ciepła w domu.

Dla tych, którzy nie chcą tracić czasu na obliczenia matematyczne, można skorzystać z internetowego kalkulatora mocy kotła gazowego. Wystarczy wpisać indywidualne dane dotyczące charakterystyki pomieszczenia i otrzymać gotową odpowiedź.

Wzór na uzyskanie mocy układu grzewczego

Kalkulator mocy kotła grzewczego online pozwala uzyskać wymagany wynik w ciągu kilku sekund, biorąc pod uwagę wszystkie powyższe cechy, które mają wpływ na końcowy wynik uzyskanych danych. Aby poprawnie korzystać z takiego programu, należy wprowadzić do tabeli przygotowane dane: rodzaj oszklenia okna, stopień izolacji termicznej ścian, stosunek powierzchni podłogi do otworu okiennego, średnią temperaturę na zewnątrz domu , liczba ścian bocznych, rodzaj i powierzchnia pomieszczenia. Następnie kliknij przycisk „Oblicz” i uzyskaj wynik strat ciepła i mocy cieplnej kotła.

Komfort osób przebywających w pomieszczeniach zamkniętych, zwłaszcza zimą, w dużej mierze zależy od temperatury otaczającego ich powietrza. Dlatego wśród mediów zainstalowanych w lokalach mieszkalnych na pierwszym miejscu znajduje się system grzewczy. W warunkach miejskich kwestie ogrzewania mieszkań rozwiązuje się najczęściej centralnie, jednak w budynkach prywatnych ich właściciele muszą instalować autonomiczne systemy grzewcze, których głównym elementem jest kocioł na ciepłą wodę. Wydajność całego systemu zależy od właściwości technicznych i ekonomicznych tego ostatniego.

Jak obliczyć moc kotła

Obliczanie mocy kotła odbywa się z uwzględnieniem powierzchni ogrzewanego obiektu

Moc kotła grzewczego jest głównym wskaźnikiem charakteryzującym jego możliwości związane z optymalnym ogrzewaniem pomieszczeń w okresach szczytowych obciążeń. Najważniejsze tutaj jest prawidłowe obliczenie, ile ciepła będzie potrzebne do ich ogrzania. Tylko w tym przypadku będzie można wybrać odpowiedni kocioł do ogrzewania prywatnego domu pod względem mocy.

Aby obliczyć moc kotła dla domu, stosuje się różne metody, w których za podstawę przyjmuje się powierzchnię lub objętość ogrzewanych pomieszczeń. Niedawno wymaganą moc kotła grzewczego określano za pomocą tzw. współczynników mieszkaniowych ustalonych dla różnych typów domów w granicach (W/m2):

• 130…200 – domy bez izolacji termicznej;
• 90…110 – domy z częściowo ocieploną elewacją;
• 50...70 – domy budowane w technologiach XXI wieku.

Mnożąc powierzchnię domu przez odpowiedni współczynnik domu, uzyskano wymaganą moc kotła grzewczego.

Obliczanie mocy kotła na podstawie wymiarów geometrycznych pomieszczenia

Zależność mocy kotła gazowego od powierzchni pomieszczenia

Wcat = S*Wud/10, Gdzie:

• Wcat– moc obliczeniowa kotła, kW;
• S– całkowita powierzchnia ogrzewanego pomieszczenia, mkw.;
• Bud– moc właściwa kotła przypadająca na każde 10 m2. ogrzewany obszar.

Ogólnie przyjmuje się, że w zależności od regionu, w którym znajduje się pomieszczenie, moc właściwa kotła wynosi (kW/m2):

• dla regionów południowych - 0,7...0,9;
• dla obszarów strefy środkowej - 1,0...1,2;
• dla Moskwy i obwodu moskiewskiego – 1,2...1,5;
• dla regionów północnych - 1,5...2,0.

Powyższy wzór na obliczenie kotła do ogrzewania domu według powierzchni stosuje się w przypadkach, gdy urządzenie do podgrzewania wody będzie używane tylko do ogrzewania pomieszczeń o wysokości nie większej niż 2,5 m.

Jeżeli przyjąć, że w pomieszczeniu zamontowany zostanie kocioł dwuprzewodowy, który oprócz ogrzewania ma zapewnić użytkownikom ciepłą wodę użytkową, to uzyskaną moc obliczeniową należy zwiększyć o 25%.

Jeżeli wysokość ogrzewanego pomieszczenia przekracza 2,5 m, uzyskany wynik koryguje się, mnożąc go przez współczynnik Kv. Kv = N/2,5, gdzie H to rzeczywista wysokość pomieszczenia, m.

W tym przypadku ostateczny wzór wygląda następująco: P = (S*Wsp/10)*Kv

Ten sposób obliczania wymaganej mocy, jaką musi posiadać kocioł grzewczy, jest odpowiedni dla małych budynków z ocieplonym poddaszem, izolowanymi ścianami i oknami (podwójne szyby) itp. W innych przypadkach wynik uzyskany z przybliżonych obliczeń może prowadzić do tego, że zakupiony kocioł nie będzie mógł normalnie pracować. Jednocześnie nadmierna lub niewystarczająca moc przyczynia się do szeregu problemów niepożądanych dla użytkownika:

• obniżenie wskaźników techniczno-ekonomicznych pracy kotła;
• awaria systemów automatyki;
• szybkie zużycie części i podzespołów;
• tworzenie się kondensatu w kominie;
• zatkanie komina produktami niepełnego spalania paliwa itp.;

Aby uzyskać dokładniejsze wyniki, należy wziąć pod uwagę wielkość rzeczywistych strat ciepła przez poszczególne elementy budynków (okna, drzwi, ściany itp.).

Udoskonalone obliczanie mocy kotła

Moc kotła dwuprzewodowego musi być większa ze względu na ciepłą wodę użytkową

Obliczenia instalacji grzewczej obejmującej kocioł grzewczy należy przeprowadzić indywidualnie dla każdego obiektu. Oprócz wymiarów geometrycznych należy wziąć pod uwagę szereg takich parametrów:

• obecność wymuszonej wentylacji;
• strefa klimatyczna;
• dostępność zaopatrzenia w ciepłą wodę;
• stopień izolacji poszczególnych elementów obiektu;
• obecność strychu i piwnicy itp.

Ogólnie wzór na udoskonalone obliczenie mocy kotła jest następujący:

Wcat = Qt*Kzap, Gdzie:

• Qt– straty ciepła obiektu, kW.
• Kazp– współczynnik bezpieczeństwa, o wielkość którego zaleca się zwiększenie wydajności projektowej obiektu. Z reguły jego wartość mieści się w przedziale 1,15...1,20 (15-20%).

Przewidywane straty ciepła wyznaczane są ze wzorów:

Qt = V*ΔT*Kp/860, V = S*H; Gdzie:

• V– objętość pomieszczenia, metry sześcienne;
• ΔT– różnica temperatur powietrza zewnętrznego i wewnętrznego, °C;
• Kr– współczynnik rozproszenia, zależny od stopnia izolacji termicznej obiektu.

Współczynnik rozproszenia dobierany jest w zależności od rodzaju budynku i stopnia jego izolacji termicznej.

• Obiekty bez izolacji termicznej: hangary, baraki drewniane, konstrukcje z blachy falistej itp. – Kr = 3,0...4,0.
• Budynki o niskim stopniu izolacyjności termicznej: ściany pojedyncze z cegły, okna drewniane, dach łupkowy lub żelazny – przyjmuje się, że Kp mieści się w przedziale 2,0...2,9.
• Domy o średnim stopniu izolacyjności termicznej: ściany dwuceglane, niewielka ilość okien, standardowy dach itp. - Kr wynosi 1,0...1,9.
• Nowoczesne, dobrze izolowane budynki: podgrzewane podłogi, okna z podwójnymi szybami itp. – Kp mieści się w przedziale 0,6...0,9.

Aby ułatwić konsumentom znalezienie kotła grzewczego, wielu producentów umieszcza na swoich stronach internetowych i stronach dealerów specjalne kalkulatory. Za ich pomocą, wpisując niezbędne informacje w odpowiednie pola, można z dużym prawdopodobieństwem określić, dla jakiego obszaru przeznaczony jest np. kocioł o mocy 24 kW.

Zazwyczaj taki kalkulator wykonuje obliczenia na podstawie następujących danych:

• średnia wartość temperatury powietrza zewnętrznego w najzimniejszym tygodniu sezonu zimowego;
• temperatura powietrza wewnątrz obiektu;
• obecność lub brak zaopatrzenia w ciepłą wodę;
• dane dotyczące grubości ścian zewnętrznych i stropów;
• materiały, z których wykonane są podłogi i ściany zewnętrzne;
• wysokość sufitu;
• wymiary geometryczne wszystkich ścian zewnętrznych;
• liczba okien, ich rozmiary i szczegółowy opis;
• informacja o obecności lub braku wymuszonej wentylacji.

Po przetworzeniu otrzymanych danych kalkulator poda klientowi wymaganą moc kotła grzewczego, a także wskaże typ i markę urządzenia, które spełnia żądanie. Przykład obliczenia linii kotłów gazowych przeznaczonych do ogrzewania domów o różnych rozmiarach podano w tabeli:

Uwaga do kolumny 11: Нс – kocioł atmosferyczny ścienny, А – kocioł stojący, Нд – kocioł ścienny z turbodoładowaniem.

Stosując powyższe metody oblicza się moc kotła gazowego. Można je jednak wykorzystać również do obliczenia charakterystyk mocy urządzeń do podgrzewania wody pracujących na innych rodzajach paliwa.

Rachunek strat ciepła

Bez uwzględnienia strat ciepła trudno jest poprawnie obliczyć moc kotła

Rozpoczynając opracowywanie autonomicznego systemu grzewczego, należy najpierw dowiedzieć się, ile ciepła traci się na ulicę podczas najcięższych mrozów przez tak zwane konstrukcje otaczające. Należą do nich ściany, okna, podłogi i dachy. Dopiero po ustaleniu wielkości strat ciepła będzie można się martwić o dobór źródła ciepła o odpowiedniej mocy. Należy wziąć pod uwagę, że utrata ciepła z budynku w okresie zimowym następuje nie tylko przez otaczające go konstrukcje. Znaczna część generowanego ciepła (do 30%) jest przeznaczana na ogrzewanie zimnego powietrza napływającego z ulicy w wyniku wentylacji naturalnej.

Całkowitą ilość ciepła potrzebną do ogrzania pomieszczenia określa się ze wzoru:

Q = Qdesign + Qair, Gdzie:

• Qkonstrukcja– ilość ciepła utraconego przez podobną konstrukcję, W;
• Qair– ilość ciepła zużytego na ogrzanie powietrza dopływającego z ulicy, W.

Sumując wartości uzyskane w wyniku obliczeń, określa się całkowite obciążenie cieplne systemu grzewczego całego budynku.

Wszystkie pomiary wykonujemy na zewnątrz budynku, koniecznie uwzględniając jego narożniki. W przeciwnym razie obliczenia strat ciepła będą niedokładne.

Istnieją inne sposoby ucieczki ciepła w pomieszczeniach, na przykład przez okap kuchenny, otwarte drzwi i okna, pęknięcia w konstrukcjach itp. Jednak ilość ciepła traconego z tych powodów praktycznie nie przekracza 5% całkowitej utraty ciepła i dlatego nie jest brany pod uwagę w obliczeniach.

Obliczanie strat ciepła przez przegrody budowlane

Złożoność obliczeń polega na tym, że należy je przeprowadzić dla każdego pomieszczenia osobno, dokładnie sprawdzając, mierząc i oceniając stan każdego z jego elementów sąsiadujących z otoczeniem. Tylko w tym przypadku możesz wziąć pod uwagę całe ciepło opuszczające dom.

Na podstawie wyników pomiarów wyznaczana jest powierzchnia S każdego elementu obudowy otaczającej, którą następnie wstawia się do podstawowego wzoru na obliczenie ilości utraconej energii cieplnej:

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

• R– opór cieplny materiału konstrukcyjnego, m2°C/W;
• δ – przewodność cieplna materiału konstrukcyjnego, W/m°C);
• λ – grubość materiału konstrukcyjnego, m;
• S– powierzchnia ogrodzenia zewnętrznego, mkw.;
• telewizja– temperatura powietrza w pomieszczeniu, °C;
• Tn– najniższa temperatura powietrza w sezonie zimowym, °C;
• β – straty ciepła, które zależą od orientacji budynku.

Jeżeli konstrukcja składa się z kilku materiałów, np. ściany ceglanej z izolacją, wartość oporu cieplnego R oblicza się oddzielnie dla każdego z tych materiałów, a następnie sumuje.

Straty ciepła, w zależności od orientacji budynku, dobierane są na podstawie orientacji elementu otaczającego:

• od strony północnej – β = 0,1;
• na zachód lub południowy wschód – β = 0,05;
• na południe lub południowy zachód – β = 0.

Obliczenia strat ciepła przez elementy przegród zewnętrznych przeprowadza się dla każdego pomieszczenia w budynku, a następnie sumując je, otrzymuje się przewidywaną wartość całkowitych strat ciepła w nim występujących. Następnie przystępują do obliczeń w następnym pokoju. W wyniku przeprowadzonych prac właściciel domu będzie w stanie zidentyfikować sposoby maksymalnej utraty ciepła i wyeliminować przyczyny ich występowania.

Obliczanie ciepła zużytego na ogrzanie powietrza wentylacyjnego

Ilość ciepła zużywanego na ogrzanie powietrza wentylacyjnego sięga w niektórych przypadkach 30% całkowitych strat energii cieplnej. Jest to dość duża wartość, której nie należy ignorować. Aby obliczyć ilość ciepła, która będzie zmuszona zostać wydana na ogrzewanie powietrza nawiewanego, stosuje się wzór:

Qair = c*m* (Tv-Tn), Gdzie:

• C– pojemność cieplna mieszaniny powietrza, której wartość wynosi 0,28 W/kg°C;
• M– masowy przepływ powietrza wchodzącego do pomieszczenia z ulicy, kg.

Masowy przepływ powietrza wchodzącego do pomieszczenia z zewnątrz wyznacza się przy założeniu, że wymiana powietrza w całym domu odbywa się raz na godzinę. W tym przypadku, dodając objętości wszystkich pomieszczeń, uzyskuje się objętościowe natężenie przepływu powietrza. Następnie na podstawie wartości gęstości powietrza przelicza się jego objętość na masę. Tutaj należy wziąć pod uwagę fakt, że gęstość powietrza zależy od jego temperatury.

Podstawiając wszystkie znane wielkości do powyższego wzoru, wyznacza się ilość ciepła potrzebną do ogrzania powietrza nawiewanego.

Typowe błędy

Obliczanie autonomicznego systemu grzewczego to złożony proces składający się z kilku powiązanych ze sobą procedur krok po kroku:

1. Obliczanie strat ciepła obiektu.
2. Określenie reżimu temperaturowego poszczególnych pomieszczeń i budynku jako całości.
3. Obliczanie mocy baterii grzejnikowych.
4. Obliczenia hydrauliczne systemu grzewczego.
5. Obliczanie mocy kotła grzewczego.
6. Określenie całkowitej objętości autonomicznego systemu grzewczego.

Obliczenia termiczne systemu grzewczego nie są badaniami teoretycznymi, ale dokładnym i ugruntowanym wynikiem, którego praktyczne wdrożenie pozwoli na prawidłowy dobór wszystkich niezbędnych elementów i skonfigurowanie efektywnego systemu grzewczego, który będzie działał bez problemów przez wiele lat.

Głównym błędem popełnianym przez wielu właścicieli domów prywatnych jest ignorowanie niektórych etapów obliczeń. Uważają, że aby rozwiązać problem, wystarczy wybrać kocioł o większej mocy, skupiając się jedynie na danych przybliżonego obliczenia jego mocy na podstawie powierzchni pomieszczenia. Takie podejście grozi niepotrzebnymi kosztami eksploatacji i często prowadzi do tego, że kocioł będzie pracował stale, baterie grzejników będą gorące, a w pomieszczeniu będzie zimno. W takim przypadku konieczne jest przywrócenie stanu pierwotnego i wykonanie pełnych obliczeń systemu grzewczego. Dopiero potem możemy zacząć eliminować niedociągnięcia spowodowane krytycznymi błędami w obliczeniach.

Wybierając kocioł na paliwo stałe, należy wziąć pod uwagę moc. Od niego zależy, czy urządzenie będzie w stanie wytworzyć wymaganą ilość ciepła dla całego domu, czy też nie. Niepożądany jest wybór kotła o zbyt dużej mocy, ponieważ będzie on pracował w trybie ekonomicznym, a to wpłynie na zmniejszenie wydajności.

Aby dokonać właściwego, musisz znać dwa wskaźniki:

1. Ilość ciepła potrzebna do ogrzania pomieszczenia i podgrzania wody.
2. Prawdziwa moc urządzenia.

Obliczanie mocy w zależności od objętości pomieszczenia

Wzór obliczeniowy to:

Q = VxΔTxK/850,

• gdzie Q – Ilość ciepła, określone w kW/h4;
• V – objętość pomieszczenia(jednostka miary m sześcienny);
• ΔT jest różnica między temperaturą zewnętrzną a temperaturą wewnętrzną;
• DO - współczynnik korygujący, biorąc pod uwagę straty ciepła;
• liczba 850 jest przyzwyczajona przelicz iloczyn powyższych trzech wskaźników na kW/godzinę.

K może mieć następujące znaczenia:

1. 3-4 – dla pomieszczeń będących uproszczoną konstrukcją drewnianą lub budynkiem z blachy falistej.
2. 2-2,9 – dla budynków o małej izolacyjności termicznej. Projekt takich domów jest uproszczony, grubość ścian jest równa długości 1 cegły, okna i dach mają prostą konstrukcję.
3. 1-1,9 – dla domów, których konstrukcja jest standardowa. Cegła jest podwójna, liczba prostych okien jest niewielka. Dach ma konwencjonalny dach.
4. 0,6-0,9 – dla domów o ulepszonej konstrukcji, z podwójną izolacją termiczną ścian ceglanych, oknami z podwójnymi szybami, grubą podłogą, dachem wykonanym z dobrego materiału termoizolacyjnego.

Jako przykład weźmy nowoczesny dom o powierzchni 200 metrów kwadratowych. m, wysokość ścian 3 m i izolacyjność termiczna najwyższej klasy. Dom położony jest w miejscu, gdzie zimą temperatura nie spada poniżej -25°C. W tym przypadku ΔT = 20 – (-25) = 45°C. Zatem aby ogrzać dom trzeba wytworzyć Q = 200*3*45*0,9/850 = 28,58 kW/h. Liczby nie należy zaokrąglać, ponieważ nie jest ona ostateczna i należy ją zwiększyć własnymi rękami o ilość ciepła potrzebnego do dostarczenia ciepłej wody. Jeśli planowane jest podgrzewanie wody w inny sposób, uzyskany wynik nie jest korygowany, a część obliczeń jest zakończona.

Obliczanie ciepła dla zaopatrzenia w ciepłą wodę

• gdzie jest c Ciepło właściwe wody(wskaźnik wynosi zawsze 4200 J/kg*K);
• M - masa wody w kg;
• Δt różnica temperatur pomiędzy podgrzewana woda z wodociągu.

Przeczytaj także: Czyszczenie kotła na paliwo stałe ze smoły i sadzy

Przykład. Zapotrzebowanie przeciętnej rodziny na ciepłą wodę może sięgać 150 litrów. Jeżeli kocioł nagrzeje płyn chłodzący do temperatury 80°C, a woda z rurociągu ma temperaturę 10°C, to Δt = 80 – 10 = 70°C.

Qв = 4200*150*70 = 44 100 000 J lub 12,25 kW/h.

1. Jeśli jednorazowo trzeba ogrzać 150 litrów, wydajność kotła pośredniego wynosi 150 litrów, a następnie 12,25 kW/h dodaje się do 28,58 kW/h. Należy to zrobić, ponieważ jeśli Qzag jest mniejsze niż 40,83, w pomieszczeniu będzie zimniej niż obliczone 20°C.
2. Jeśli wodę należy podgrzewać porcjami, objętość kotła pośredniego wynosi 50 litrów, następnie 12,25 dzieli się przez 3 i dodaje własnymi rękami do 28,58. Qzag będzie wynosić 32,67 kW/h. Jest to moc urządzenia dla systemu grzewczego.

Obliczenia według powierzchni

Jest dokładniejszy, ponieważ uwzględnia więcej czynników. Obliczenia dokonuje się za pomocą wzoru:

Q = 0,1*S*k1*k2*k3*k4*k5*k6*k7, Gdzie:

0,1 kW to norma cieplna na 1 m2. M;

S – powierzchnia ogrzewanego domu;

k1 demonstruje straty ciepła spowodowane konstrukcją okna. Ma znaczenie:

• 1,27 – jeżeli okna mają jedną szybę;
• 1,0 – jeżeli występują okna z podwójnymi szybami;
• 0,85 – w przypadku okien z potrójną szybą.

k2 demonstruje straty ciepła spowodowane powierzchnią okna (Sw). Czy stosunek Sw do powierzchni podłogi Sf. Jego znaczenia to:

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

k3 jest współczynnik strat ciepła przez ściany. Dzieje się tak:

• 1,27 przy bardzo słabej izolacji termicznej;
• 1 w domach ze ścianą z 2 cegieł lub izolacją, której grubość wynosi 15 cm;
• 0,854 z dobrą izolacją termiczną.

pokazuje k4 straty ciepła w zależności od temperatury powietrza na zewnątrz domu (tz). Ma następujące znaczenia:

• 0,7, jeżeli tз = -10°С;
• 0,9 dla tз = -15°С;
• 1,1 dla tз = -20°С;
• 1,3 dla tз = -25°С;
• 1,5 dla tз = -30°С.

Przeczytaj także: Zalety kotła Popov

k5 demonstruje straty ciepła przez ściany zewnętrzne. Jest jak to:

• 1.1 dla pomieszczeń z jedną ścianą zewnętrzną;
• 1,2 dla 2 ścian zewnętrznych;
• 1,3 dla 3 ścian zewnętrznych;
• 1,4 dla budynku z 4 ścianami zewnętrznymi.

K6 pokazuje jak bardzo Wymagane dodatkowe ciepło w zależności od wysokości sufitu (H). Jego znaczenia to:

• 1 dla H = 2,5 m;
• 1,05 dla H = 3,0 m;
• 1,1 dla H = 3,5 m;
• 1,15 dla H = 4,0 m;
• 1,2 dla H = 4,5 m.

k7 określa utratę ciepła w zależności od rodzaju pomieszczenia znajdującego się nad pomieszczeniem ogrzewanym. Dzieje się tak:

• 0,8 dla ogrzewanych pomieszczeń;
• 0,9 dla ciepłego poddasza;
• 1 na zimny strych.

Przykład. Warunki problemu są takie same. Okna są potrójnie przeszklone i zajmują 30% powierzchni podłogi. Liczba ścian zewnętrznych wynosi 4. Na piętrze znajduje się zimne poddasze.

Q = 0,1*200*0,85*1*0,854*1,3*1,4*1,05*1 = 27,74 kW/h. Liczbę tę należy zwiększyć, dodając własnymi rękami ilość ciepła potrzebną do zaopatrzenia w ciepłą wodę.

Prawdziwa moc kotła o długim czasie spalania

Wiele urządzeń jest zaprojektowanych na konkretny rodzaj paliwa. Jeżeli spalane będą w nich inne rodzaje paliwa, ich wydajność będzie niższa.

Obliczenie mocy zostanie przeprowadzone na podstawie kotła do pirolizy Viessmann Vitoligno 100-S 60. Jego cechy są następujące:

1. Zasilany drewnem.
2. W ciągu 1 godziny w komorze załadowczej spala się od 6 do 15 kg drewna opałowego.
3. Jego moc znamionowa wynosi 60 kW.
4. Pojemność komory załadunkowej wynosi 294 litry.
5. Wydajność wynosi 87%

Niech właściciel planuje palić w nim osikowym drewnem. 1 kg takiego drewna opałowego wytwarza 2,82 kW/h. Jeśli kocioł spali 15 kg w ciągu 1 godziny, to wyemituje 2,82*15*0,87 = 36,801 kW/h ciepła (0,87 to sprawność). Takie urządzenie nie wystarczy do ogrzania domu 150-litrowym kotłem, ale wystarczy do zaopatrzenia w ciepłą wodę za pomocą 50-litrowego kotła. Aby uzyskać 32,67 kW/h, należy w ciągu 1 godziny spalić 13,31 kg drewna osikowego (32,67/(2,82*0,87) = 13,31). Dzieje się tak w przypadku obliczania zapotrzebowania na ciepło objętościowo.