Výpočet výkonu topného kotle: údaje ovlivňující přesnost výpočtů, tabulky

Správné určení výkonu plynových nebo elektrických kotlů na ohřev vody je důležitou součástí návrhu nezávislého topného systému pro soukromý dům nebo byt. Existuje několik metod pro stanovení výkonu topných zařízení, ale všechny musí brát v úvahu úpravy pro tepelné ztráty, stav bydlení, oblast bydliště a architektonické prvky budov.

Metody stanovení tepelných ztrát.

Aby bylo v místnosti teplo, je nutné, aby topná zařízení únik tepla plně kompenzovala. Důležitým prvkem při výpočtu výkonu kotle pro účely vytápění je tedy stanovení tepelných ztrát.

To, že vytápěný obytný prostor neustále ztrácí teplo, je všem známo. Ohřátý vzduch stoupá vzhůru, vystupuje přes trhliny v izolaci střechy a stěn. V menší míře dochází k tepelným ztrátám okny, dveřmi, podlahami.

Existuje známý vzorec, podle kterého:

• střechou uniká až 25-30 % tepla;

• cca 25 % – větráním, komínem;

• asi 10 % – přes okna;

• až 35 % – průchozí stěny;

Takové obecné informace však neumožní analyzovat tepelné ztráty v konkrétním domě a správně vypočítat požadovaný výkon topného kotle.

Odborníci doporučují používat 2 způsoby výpočtu tepelných ztrát:

• Provedení přesného výpočtu odtoku tepla okny, střechami, dveřmi, stěnami, podlahami s přihlédnutím k údajům o použitých stavebních materiálech, izolaci a tloušťce povrchu. Je poměrně obtížné vyrovnat se se všemi těmito výpočty samostatně, s ohledem na hustotu, tepelnou vodivost, tepelný odpor. Proto jsou pro tuto práci obvykle přitahováni specialisté;

• použití termokamery. Toto je jednodušší způsob. Malé zařízení ve tvaru kamery ukáže hlavní body, kde dochází ke ztrátám tepla. Přesnost měření teploty je 0,1°C.

Doplňující informace: návrh a výpočet topných zařízení.

Projektování topných systémů pro soukromý dům.

Výpočet topných radiátorů na základě plochy vytápěné místnosti.

Každá z těchto metod vyžaduje náklady, kterým se rozumný vlastník snaží vyhnout. Mnozí věří, že optimálním řešením by bylo pořízení nejvýkonnějšího kotle pro váš domov. Tato logika však vede k negativním důsledkům. Mezi nimi:

• vysoké provozní náklady spojené se spotřebou energetických zdrojů, ať už elektřiny, plynu nebo palivového dřeva;

• rychlé opotřebení topného zařízení a automatizace v důsledku provozu zařízení, které není na plný výkon.

Je třeba mít na paměti, že výkonová rezerva kotle by neměla být větší než 15%.

Úspora peněz a nákup produktu s menším množstvím zdrojů také nebude dobrý nápad. Topný kotel bude neustále přetěžovat, což povede k jeho rychlému opotřebení. V tomto případě se palivo spotřebuje závratnou rychlostí a dům bude stále chladný.

Pro výběr optimálního topného kotle pro danou místnost je nutné přesně vypočítat jeho výkon. K tomu bylo vyvinuto několik přístupů.

Účinnost autonomního topného systému závisí především na výkonu zvoleného kotle. Nedostatečný výkon neumožní dosažení příjemné teploty v chladném období, přebytek výkonu povede k nehospodárné spotřebě paliva. Určující parametry, na které je třeba se při výpočtu topného systému spolehnout, jsou:

1. Plocha vytápěné místnosti (S).
2. Měrný výkon kotle na 10 m2 místnosti, který je stanoven s ohledem na změny klimatických podmínek regionu (Wsp).

Pro klimatické zóny existují obecně uznávané hodnoty specifického výkonu:

1. Pro oblast Moskvy – Wsp = 1,2 -1,5 kW;
2. Pro severní regiony – Wud = 1,5 – 2,0 kW;
3. Pro jižní oblasti – Wsp = 0,7 – 0,9 kW.

Výpočet výkonu topného kotle (WKOT) se provádí podle vzorce:

WKOT = (S • Wsp): 10

Často se pro usnadnění výpočtů používá průměrná hodnota Wsp rovna jedné. Na základě toho je zvykem volit výkon kotle v sazbě 10 kW na 100 m2 vytápěného prostoru. Při výpočtu parametrů otopné soustavy je také důležité určit množství kapaliny, kterou je soustava naplněna, neboli tzv. objem (Vsyst), který se vypočítá na základě poměru: 15 litrů kapaliny na 1 kW výkonu kotle.

Objem kapaliny v systému je tedy určen vzorcem:

Vsyst = WKOT • 15

Příklad:

Plocha vytápěné místnosti S = 100 m2;
Specifický výkon pro moskevskou oblast Wud = 1,2 kW;
WKOT = 100 • 1,2: 10 = 12 kW;
VeHeT = 12 • 15 = 180 litrů.

Objem místnosti vytápěné 1 kW výkonu zařízení v závislosti na tepelné izolaci domu:

– Tloušťka stěn je 1,5-2 cihly s tepelnou izolací nebo stejná ze dřeva nebo srubu, plocha oken a dveří není větší než 15% (dobře izolovaný dům pro zimní bydlení) – 20 -25 m3.

— Dvě nebo tři stěny ohraničující ulici jsou alespoň jedna silná cihla s tepelnou izolací nebo ze dřeva, celková plocha oken a dveří je do 25 % (středně izolovaný dům) — 15-20 m3.

— Panelové stěny s vnitřním opláštěním, zateplená střecha, bez průvanu (zateplený altán) — 10-15 m3.

— Tenké stěny ze dřeva, vlnité plechy atd. (přívěs, kabina, strážnice) — 5-7 m3.

Při nákupu kotle si pečlivě přečtěte cestovní pas a technické vlastnosti kotle, protože někdy místo tepelného výkonu kotle, tj. výkonu, který dává do topného systému, je uveden výkon hořáku, který spotřebitel , obecně se nestará o .

Výpočet kotle na základě norem SNiP.

Jedním z nejjednodušších způsobů, jak určit technické ukazatele pro výpočet výkonu kotle, je podle stávajících stavebních předpisů. V souladu s těmito údaji je známo, že jeden metr krychlový typického panelového domu vyžaduje 41 W tepelné energie. Stejný objem v běžné zděné budově vyžaduje 34 W energie.

Metoda je relevantní pro standardní budovy. Při snaze zjistit požadovaný výkon teplovodního kotle pro nestandardní architektonické budovy vede použití průměrných norem k nesprávným ukazatelům.

Výpočet výkonu kotle kvadraturou.

Můžete určit vlastnosti kotle, znát kvadraturu domu. Výpočet výkonu je založen na průměrném ukazateli – na 10 m1 místnosti je zapotřebí 2,5 kW tepelné energie. Tato hodnota platí pro domy se střední tepelnou izolací, stejně jako pro stropy, jejichž výška se pohybuje od 2,7 do XNUMX m.

Tato metoda není vhodná pro nestandardní konstrukce. Pokud výška stropu nepřesáhne 2,8 m, neprovádějí se žádné opravy výpočtů. Je-li však tato hodnota 2,9 m nebo i více, je nutné změnit výpočet výkonu kotle.

Zavedení korekčních faktorů.

Pro získání přesných výpočtů se doporučuje zadat do nich několik korekčních faktorů:

• výška od podlahy ke stropu;

K určení, která korekce by měla být zahrnuta do procesu výpočtu výkonu topného kotle, stačí vydělit skutečnou výšku místností 2,6.

Například výška stropů v chatě je 3 m, pak je třeba předběžný výsledek vynásobit 1,15. Je nutné vzít v úvahu koeficient, protože jinak se můžete stát majitelem kotle s výkonem výrazně nižším, než je nutné.

Následující korekční faktor souvisí s tím, zda je dům dobře izolován a jaké materiály byly při jeho stavbě použity:

• u nové budovy postavené z moderních materiálů se vypočtený ukazatel násobí 0,6;

• pokud byla stavba obytného domu dokončena před více než 15 lety, byly použity pěnové bloky, cihla nebo dřevo, vysoce kvalitní izolace, nejsou prováděny žádné úpravy vzorce;

• oprava starých dřevěných oken – 1,2;

• pro neizolované stěny se používá 1,5;

• pokud stěny a střechy nejsou izolovány, je zavedena úprava 1,8.

Přesnější údaje pro výpočet výkonu topných kotlů s přihlédnutím k tepelně izolačním charakteristikám lze získat s přihlédnutím k následujícím informacím:

• u konstrukcí, na jejichž konstrukci bylo použito dřevo nebo vlnitý plech bez tepelné izolace, se uplatňuje koeficient 3 až 4. Obvykle se jedná o dočasné konstrukce;

• při nízké úrovni tepelné izolace se předběžný výsledek vynásobí 2-2,9. Tento přístup se používá u domů s tenkými stěnami, dřevěnými okenními rámy a neizolovanou střechou;

• pro střední tepelnou izolaci se používá koeficient od 1 do 1,9. Tyto úpravy se použijí pro výpočet výkonu kotle pro vytápění domu z cihel, jehož střecha je dobře izolovaná, v okenních otvorech jsou instalována okna s dvojitým zasklením;

• u dobře izolovaných místností se výsledek násobí 0,6-0,9. Tato úprava se aplikuje na novostavby postavené s využitím moderních technologií, které našly uplatnění v uspořádání dveří, oken, ventilačních systémů, stěn, střech a podlah.

Dalším korekčním faktorem, který je třeba do výpočtu zahrnout, je region, kde budou topidla použita. Je známo, že výpočet výkonu kotle pro soukromý dům na Sibiři se bude lišit od potřeb obyvatel Krasnodarského území. Proto byly stanoveny regionální koeficienty.

Ve výpočtu jsou provedeny následující změny:

• pro určení výkonu kotle v severních oblastech (Jakutsko, Magadan, Krasnojarské území atd.) vezměte koeficient od 1,5 do 2;

• v Moskevské oblasti a sousedních regionech – od 1,2 do 1,5;

• v regionech středního pásma země, Povolží – od 1 do 1,1;

• Krasnodarské území, Belgorod, Rostovské regiony a další jižní regiony – od 0,7 do 0,9.

Jak vypočítat výkon kotle pro byt?

Podobný přístup pro výpočet výkonu kotelního zařízení podle plochy a objemu bytu se používá pro byty ve vícepodlažních budovách. Je přijatelné použít podobné koeficienty. Specifičnost návrhu však určuje potřebu další úpravy související s vlastnostmi vnitřních a vnějších stěn, vytápěných bytů, technických místností v horních a spodních patrech.

K tomu se do vzorců pro výpočet návrhového výkonu kotle zadávají následující informace:

• pokud má budova nevytápěné byty pod a nad, použijte faktor 1;

• pokud jsou tyto byty vytápěny, provede se úprava o 0,7;

• pro prostory ve spodním a horním patře 0,9;

• v případě jedné vnější stěny se použije koeficient 1,1, dvě vnější svislé plochy – 1,2, tři – 1,3.

Výpočty pro dvouokruhový kotel.

Všechny uvedené úpravy výkonu a vzorce platí pro výpočet výkonu ohřívače používaného pouze pro vytápění. Pokud je kotel využíván i pro zásobování teplou vodou, je do kalkulace zahrnuto až 25 % tepelného výkonu.

Algoritmus výběru kotle.

Chcete-li určit, jaký výkonový ohřívač si musíte vybrat pro nezávislý systém vytápění budovy a ohřev teplé vody, musíte postupovat podle následujícího schématu:

určit plochu nebo objem místnosti;

použít regionální přizpůsobovací faktory;

upravit úroveň tepelné izolace;

použít změnu po dobu životnosti budovy, přítomnost starých oken, vytápěné horní a spodní patra, vnější stěny;

vzít v úvahu výšku stropů;

posoudit potřebu připojení přívodu teplé vody.

Výše uvedené metody pro stanovení výkonu kotle jsou správné pro nástěnné, podlahové modely. Jsou vhodné pro výrobky na tuhá paliva, elektřinu, plyn. Pokud jsou na základě výpočtů požadavky na výkon topného zařízení příliš vysoké, doporučuje se zamyslet se nad přijetím dalších opatření k zateplení domu.

Při výběru topného zařízení je důležité vzít v úvahu nejen jeho funkce, druh paliva a provedení. Jednou z klíčových technických vlastností kotle je jeho výkon. Přímo souvisí s plochou místnosti, kterou může zařízení vyhřívat i v těch nejkrutějších mrazech. Výpočet výkonu kotle pro vytápění soukromého domu však není založen na jedné oblasti, ale také na některých dalších parametrech, které budeme v tomto článku zvažovat.

Z čeho se při výpočtu vychází?

Výkon topného kotle je technický parametr, který ukazuje, kolik tepelné energie může zařízení uvolnit za 1 hodinu. Indikátor je vyjádřen v kilowattech a je vždy zobrazen v datovém listu zařízení a je obvykle duplikován v názvu modelu. Například maximální provozní výkon kotle Partner 16 je 16 kW, což znamená, že zařízení vyrobí 1 kW tepla za 16 hodinu. Indikátor je zobrazen s ohledem na to, že kotel je používán pouze v režimu vytápění. Uvedený výkon je zpravidla maximální možný provozní rozsah několika kilowattů. To je způsobeno skutečností, že intenzita spalování paliva v kotli se může poněkud lišit v závislosti na objemu kyslíku přiváděného do topeniště, tahu, kvalitě paliva a dalších faktorech. Z tohoto důvodu uvádějí i rozsah plochy, kterou kotel dokáže efektivně vytopit (například 120–160 m2). Abychom přesněji pochopili, jak vypočítat výkon kotle a jaké zařízení bude potřeba k vytápění domu, bere se v úvahu nejen jeho plocha, ale také tepelné ztráty, stejně jako potřeba dodávky teplé vody v domě. a v okolí.

Bereme v úvahu počet vrstevnic

Plocha domu je hlavním faktorem, který ovlivňuje výpočet výkonu kotle. Vyplatí se však vzít v úvahu i počet kotlových okruhů. Jednookruhové modely se používají pouze pro vytápění, takže výpočty berou v úvahu pouze součet ploch všech místností, které je třeba vytápět. Dvouokruhové kotle jsou také určeny k ohřevu vody používané pro domácí potřeby. V tomto případě bude vyžadována výkonová rezerva, která bude záviset na potřebě teplé vody. Například, pokud v domě žijí 2 lidé a přívod teplé vody slouží pouze k mytí, pak není rezerva výkonu vždy nutná. Ale pokud má dům například bazén, hammam, systém tání sněhu, přívodní větrání s rekuperací tepla, pak by čísla měla být úplně jiná. Například příplatek za použití hammamu může být až 5 kW a systém tání vodního sněhu pro domovní cesty bude vyžadovat dalších 6–8 kW.

Bereme v úvahu tepelné ztráty

Bez ohledu na to, jak je dům utěsněný a izolovaný, v každém případě část ohřátého vzduchu unikne do atmosféry komínem, střechou, okny, dveřmi a sklepem. To je normální, hlavní je, že tepelné ztráty nepřesahují 30% energie generované kotlem. Při výpočtu výkonu topného kotle se berou v úvahu standardní přípustné ztráty zaznamenané stavebními předpisy (SP 50.13330.2012, SNiP 23-02-2003). Tato možnost je vhodná, pokud je dům ve fázi návrhu nebo neexistuje způsob, jak měřit skutečné tepelné ztráty. Pokud je dům již postaven a podle výpočtů by si kotel měl poradit s vytápěním své plochy, ale v místnostech je stále zima, můžete pomocí termokamery pochopit, kde přesně teplo „uniká“ a v jakém objemu. Při výpočtu požadovaného výkonu kotle můžete použít vzorec, který bere v úvahu tepelné ztráty. Uvádíme jej níže.

Vzorce pro výpočet

1. Výpočet kotle na vytápění podle plochy

Nejjednodušší vzorec zohledňuje součet ploch všech místností v domě, které je třeba vytápět. V tomto případě se použije vzorec:

1 kW energie na 10 m2 místnosti + 20% rezerva na tepelné ztráty

Příklad výpočtu průměrného výkonu topného kotle pro dům o rozloze 100 m2:

(100/10) + 20 % = 12 kW

Další možnost, která umožňuje přesnější výběr výkonu kotle pro soukromý dům, s přihlédnutím k rezervě na tepelné ztráty, je založena na regionálních klimatických charakteristikách. Koneckonců, tepelné ztráty pro obytné budovy umístěné nad polárním kruhem nebo v tropech jsou velmi odlišné.

K tomu se také vezme 1 kW na 10 m2 plochy a výsledná hodnota se pak vynásobí koeficientem.

• severní oblasti – 1,5–2
• střední pásmo – 1–1,2
• jižní oblasti – 0,7–0,9

Příklad výpočtu pro stejný dům o rozloze 100 m2, postavený v jižní oblasti:

(100 / 10 + 20 %) x 0,9 = 11 kW

Tyto vzorce fungují pro standardní výšku stropu 2,7 m Pokud je tento parametr větší, doporučuje se použít výpočetní vzorec na základě objemu místnosti.

2. Podle objemu místnosti

Při výpočtu výkonu kotle pro místnosti s nestandardními výškami stropu se vypočítá další koeficient pomocí následujícího vzorce:

Skutečná výška stropu/standardní výška stropu

Například: 4 / 2,7 = 1,5 (výsledek se zaokrouhlí nahoru na nejbližší desetinu). Proto pro dům 100 m2 se stropy vysokými 4 metry vypadá výpočet takto:

(100 / 10 x 1,5) + 20 % = 18 kW

Můžete také vypočítat výkon kotle pro váš dům s přihlédnutím k regionálnímu koeficientu.

3. Výpočet zohledňující okruh TUV

Výpočty pro tento parametr nejsou tak jasné jako předchozí. Koneckonců může být vyžadována dodávka teplé vody v různých objemech. Někomu stačí voda na mytí nádobí a každodenní sprchu, jiný ohřívá vodu do bazénu nebo hammamu.

Ve složitých případech (například při instalaci systému na tání sněhu) budete muset vypočítat náklady na energii na ohřev požadovaného objemu vody a je lepší to udělat s pomocí specialistů.

Pro instalaci nepřímotopného kotle 120–150 litrů v domě obývaném 3–4 osobami stačí v rámci denní spotřeby teplé vody přidat k výkonu kotle 2–3 kW.

Příklady výpočtu

Analyzujme výběr výkonu kotle pro soukromý dům na konkrétním příkladu.

Předpokládejme, že rodina 4 lidí postavila dvoupatrový dům v Archangelsku o celkové ploše 120 m2. Dům má 5 pokojů – 2 v prvním patře s výškou stropu 3 m a 3 ve druhém patře s výškou stropu 3,5 m.

Teplá voda je z bojleru, pouze pro každodenní potřeby domácnosti (mytí ve sprše, koupání dětí). Rozhodli jsme se také udělat cestu vytápěnou teplou vodou od brány na verandu o ploše 20 m2.

Výpočet požadovaného výkonu kotle na tuhá paliva je pohodlně rozdělen do fází:

1. Kalkulace v 1. patře.
2. Kalkulace v 2. patře.
3. Regionální koeficient.
4. Spotřeba energie na TUV.

Vzhledem k tomu, že dům je dvoupatrový, předpokládejme, že obytný prostor nahoře a dole je stejný – každý 60 m2.

V přízemí je výška stropu 3 m – to je více než standardní hodnota 2,7, takže je třeba vypočítat koeficient.

Nyní spočítejme požadované množství tepla pro vytápění prvního patra:

(60/10) x 1,2 = 7,2 (kW)

Ve druhém patře jsou stropy vyšší, takže koeficient bude jiný:

Výpočet výkonu topného kotle:

(60/10) x 1,3 = 7,8 (kW)

Ukazuje se, že obě podlaží potřebují 15 kW tepla – bez započtení tepelných ztrát.

Ale protože se dům nachází v oblasti Archangelsk (severní region), standardní 20% navýšení nemusí stačit k zahřátí domu v zimě. Proto sečteme získané hodnoty pro 1. a 2. NP, připočítáváme standardní přídavek na tepelné ztráty a také severní koeficient.

(15 kW + 20 %) x 1,5 = 27 kW

Zohledníme také náklady na ohřev teplé vody pro domácí spotřebu a ohřev cesty.

Pro 4člennou rodinu postačí 150 litrový kotel, jehož ohřev a udržování teploty vyžaduje 2 kW energie.

Následuje zahřátí trati. Vytápění 1 m2 venkovní plochy vyžaduje v průměru 0,2 kW energie. Cesta v našem domě je 20 m2, což znamená, že jsou potřeba další 4 kW.

Získané hodnoty pro vytápění a dodávku teplé vody sečteme:

27 + 2 + 4 = 33 kW

Celkem: pro dům 120 m2 v Archangelsku s danými parametry potřebujete kotel o výkonu 33 kW.

Jak dosáhnout maximální účinnosti kotle

Existují situace, kdy je výpočet topného kotle pro soukromý dům rozhodně proveden správně – bere se v úvahu plocha, tepelné ztráty, dodatečné potřeby, ale dům je stále chladný. V tomto případě stojí za to zkontrolovat, jak efektivně kotel funguje: zda vyrábí výkon, který je uveden v jeho technickém pasu.

Skutečnou účinnost kotle na tuhá paliva můžete vypočítat měřením teploty spalin v komínovém potrubí a také měřením teploty vody na „přívodu“ a „zpátečce“. Speciální vzorce umožňují na základě těchto údajů zjistit, jak efektivně topné zařízení funguje.

Příklad výpočtu na základě teploty spalin:

Účinnost = 100 – (t° plynů / 15 + q1-q2-q3-q4-q5)

kde q1 . q5 jsou tepelné ztráty kotle. Například ztráty chemickým a mechanickým podpálením v topeništi, mechanickým chlazením kotle atp.

Přirozené tepelné ztráty spojené s těmito faktory v rozmezí 20–25 % jsou u kotle na tuhá paliva považovány za normální. To znamená, že účinnost 75–80 % je docela dobrá. Pokles účinnosti o více než 25–30 % však vyžaduje pečlivou analýzu.

Důvody pro snížení účinnosti mohou být následující:

• Nedostatečný přívod kyslíku do pece. Často je spojeno se špatným větráním v kotelně a slabým tahem komína. Problém lze vyřešit úpravou zátek na potrubí, zlepšením ventilace, instalací turbodmychadla – v závislosti na situaci.
• Nadměrný tah komína. Tato situace způsobuje chemické nedopalování paliva. Řešením je seřízení šoupátka.
• Nesprávné nastavení klapky ventilátoru. Optimální polohu můžete najít pravidelným měřením teploty chladicí kapaliny na výstupu ze systému.
• Špinavé topeniště. Mechanické nedopalování je důsledkem skutečnosti, že vnitřní stěny topeniště jsou pokryty silnou vrstvou sazí. Topeniště by se mělo čistit alespoň jednou za 6 měsíců.
• Vlastnosti designu topeniště. Optimální je, když je jeho provedení víceotáčkové a obsahuje i pojistku plamene.
• Nízká kvalita paliva. Vlhké palivové dřevo, nevhodné frakce a značky uhlí hoří při nižší teplotě, než je nutné pro kvalitní vytápění.
• Nesprávné zapálení. Je nutné dodržet pořadí pokládání a zapalování tuhého paliva, aby dobře hořelo a produkovalo maximum tepla.
• Kotel je příliš výkonný. Pokud si totiž koupíte topné zařízení s velkou „rezervou“, budete jej muset zapnout na poloviční výkon, aby se dům příliš nezahříval. V důsledku toho se účinnost zařízení postupně snižuje.

Jak vybrat topný kotel vhodný pro napájení

Někdy mají kupující otázku: co dělat, když se vypočítá požadovaný výkon, ale požadovaný kotel není v prodeji? Mám vzít výkonnější model nebo naopak slabší?

Specialisté na topná zařízení doporučují zvolit model maximálně o 1–2 kW výkonnější, než ukázal výpočet kotle. Není třeba se pohybovat v menším směru, abyste při mrazech nelitovali „ušetřených“ kilowattů.

Vyberte si topný kotel pouze na základě pečlivě provedených výpočtů, a pak bude váš domov vždy teplý a útulný!