Kaip apskaičiuoti dujinio šildymo katilo galią: formulės ir skaičiavimo pavyzdys
Prieš projektuojant šildymo sistemą ar montuojant šildymo įrangą, svarbu pasirinkti dujinį katilą, galintį generuoti reikiamą patalpoje šilumos kiekį. Todėl svarbu pasirinkti tokio galingumo įrenginį, kad jo našumas būtų kuo didesnis, o resursas – ilgas.
Mes jums pasakysime, kaip labai tiksliai apskaičiuoti dujinio katilo galią ir atsižvelgiant į tam tikrus parametrus. Mūsų pateiktame straipsnyje išsamiai aprašomi visų tipų šilumos nuostoliai per angas ir statybines konstrukcijas bei pateikiamos jų skaičiavimo formulės. Konkretus pavyzdys pristato skaičiavimo ypatybes.
Straipsnio turinys:
Tipiškos klaidos renkantis katilą
Teisingas dujinio katilo galios apskaičiavimas ne tik sutaupys vartojimo reikmenis, bet ir padidins prietaiso efektyvumą. Įranga, kurios šiluminė galia viršija faktinius šilumos poreikius, veiks neefektyviai, kai, kaip nepakankamai galingas įrenginys, negalės tinkamai apšildyti patalpos.
Yra moderni automatizuota įranga, kuri savarankiškai reguliuoja dujų tiekimą, o tai pašalina nereikalingas išlaidas. Bet jei toks katilas atlieka savo darbą iki savo galimybių ribos, jo tarnavimo laikas sutrumpėja.
Dėl to mažėja įrangos efektyvumas, greičiau susidėvi detalės, susidaro kondensatas. Todėl reikia apskaičiuoti optimalią galią.
Yra nuomonė, kad katilo galia priklauso tik nuo patalpos paviršiaus ploto, o kiekvienam namui optimalus skaičiavimas būtų 100 W 1 kv.m. Todėl norint pasirinkti katilo galią, pavyzdžiui, namui 100 kv. m, reikės 100*10=10000 W arba 10 kW generuojančios įrangos.
Tokie skaičiavimai iš esmės neteisingi, nes atsiranda naujų apdailos medžiagų ir patobulintų izoliacinių medžiagų, dėl kurių sumažėja poreikis įsigyti didelės galios įrangą.
Apskaičiuokite galią dujinis katilas šildymas gali būti atliekamas dviem būdais – rankiniu būdu arba naudojant specialią Valtec programą, kuri skirta profesionaliems didelio tikslumo skaičiavimams.
Reikalinga įrangos galia tiesiogiai priklauso nuo patalpos šilumos nuostolių. Sužinoję šilumos nuostolių dydį, galite apskaičiuoti dujinio katilo ar bet kurio kito šildymo įrenginio galią.
Kas yra kambario šilumos nuostoliai?
Bet kuri patalpa turi tam tikrų šilumos nuostolių. Šiluma išeina iš sienų, langų, grindų, durų, lubų, todėl dujinio katilo užduotis yra kompensuoti išeinančios šilumos kiekį ir užtikrinti tam tikrą temperatūrą patalpoje. Tam reikia tam tikros šiluminės galios.
Šie veiksniai turi įtakos šilumos nuostoliams namuose.
- Namo vieta. Kiekvienas miestas turi savo klimato ypatybes.Skaičiuojant šilumos nuostolius, būtina atsižvelgti į kritinę neigiamą regiono temperatūrą, taip pat į vidutinę temperatūrą ir šildymo sezono trukmę (tiksliems skaičiavimams naudojant programą).
- Sienų vieta kardinalių krypčių atžvilgiu. Žinoma, kad vėjo rožė yra šiaurinėje pusėje, todėl šioje vietoje esančios sienos šilumos nuostoliai bus didžiausi. Žiemą šaltas vėjas su didele jėga pučia iš vakarų, šiaurės ir rytų pusių, todėl šių sienų šilumos nuostoliai bus didesni.
- Šildomo kambario plotas. Prarandamos šilumos kiekis priklauso nuo patalpos dydžio, sienų, lubų, langų, durų ploto.
- Pastatų konstrukcijų šiluminė inžinerija. Bet kuri medžiaga turi savo šiluminės varžos koeficientą ir šilumos perdavimo koeficientą – galimybę per save praleisti tam tikrą šilumos kiekį. Norėdami juos išsiaiškinti, turite naudoti lentelės duomenis, taip pat taikyti tam tikras formules. Informaciją apie sienų, lubų, grindų sudėtį, jų storį rasite būsto techniniame plane.
- Langų ir durų angos. Durų ir stiklo paketų dydis, modifikavimas. Kuo didesnis langų ir durų angų plotas, tuo didesni šilumos nuostoliai. Atliekant skaičiavimus svarbu atsižvelgti į sumontuotų durų ir stiklo paketų ypatybes.
- Vėdinimo apskaita. Vėdinimas namuose visada yra, nepaisant dirbtinio gaubto. Patalpa vėdinama per atvirus langus, uždarant ir atidarant įėjimo duris sukuriamas oro judėjimas, žmonės juda iš patalpos į kambarį, o tai padeda šiltam orui išeiti iš patalpos ir cirkuliuoti.
Žinodami aukščiau nurodytus parametrus, galite ne tik apskaičiuoti šilumos nuostoliai namuose ir nustatyti katilo galią, bet ir nustatyti vietas, kurioms reikia papildomos izoliacijos.
Formulės šilumos nuostolių apskaičiavimui
Pagal šias formules galima apskaičiuoti šilumos nuostolius ne tik privačiame name, bet ir bute. Prieš pradedant skaičiavimus, būtina nubraižyti grindų planą, pažymėti sienų vietą, palyginti su pagrindinėmis kryptimis, pažymėti langus, duris, taip pat apskaičiuoti kiekvienos sienos, lango ir durų matmenis.
Skaičiuojant šilumos nuostolius, naudojamos dvi formulės - naudojant pirmąją nustatoma atitvarų konstrukcijų šiluminės varžos reikšmė, o antrąja – šilumos nuostoliai.
Norėdami nustatyti šiluminę varžą, naudokite posakį:
R = B/K
Čia:
- R – atitvarų konstrukcijų šiluminės varžos vertė, matuojama (m2*K)/W.
- K – medžiagos, iš kurios pagaminta atitvarinė konstrukcija, šilumos laidumo koeficientas, matuojamas W/(m*K).
- IN – medžiagos storis, užrašytas metrais.
Šilumos laidumo koeficientas K yra lentelės parametras, storis B paimtas iš namo techninio plano.
Taip pat naudojama pagrindinė šilumos nuostolių skaičiavimo formulė:
Q = L × S × dT/R
Išraiškoje:
- K – šilumos nuostoliai, matuojami W.
- S – atitvarinių konstrukcijų plotas (sienos, grindys, lubos).
- dT – išmatuojamas skirtumas tarp norimos vidaus ir lauko temperatūrų ir užrašomas C.
- R – konstrukcijos šiluminės varžos vertė, m2•C/W, kuris randamas naudojant aukščiau pateiktą formulę.
- L – koeficientas, priklausantis nuo sienų orientacijos pagrindinių taškų atžvilgiu.
Turėdami reikiamą informaciją, galite rankiniu būdu apskaičiuoti konkretaus pastato šilumos nuostolius.
Šilumos nuostolių skaičiavimo pavyzdys
Pavyzdžiui, apskaičiuokime namo šilumos nuostolius su nurodytomis charakteristikomis.
Pagal planą konstrukcijos plotis 10 m, ilgis 12 m, lubų aukštis 2,7 m, sienos orientuotos į šiaurę, pietus, rytus ir vakarus. Vakarinėje sienoje įmontuoti 3 langai, du iš jų 1,5x1,7 m, vienas - 0,6x0,3 m.
Pietinėje sienoje įmontuotos durys 1,3x2 m išmatavimai, taip pat mažas langas 0,5x0,3 m.Rytų pusėje du langai 2,1x1,5 m ir vienas 1,5x1,7 m.
Sienos sudarytos iš trijų sluoksnių:
- sienų apkala medienos plaušų plokšte (izoplastas) išorėje ir viduje - po 1,2 cm, koeficientas - 0,05.
- tarp sienų esanti stiklo vata, jos storis 10 cm, koeficientas 0,043.
Kiekvienos sienos šiluminė varža skaičiuojama atskirai, nes Atsižvelgiama į konstrukcijos vietą, palyginti su pagrindiniais taškais, angų skaičių ir plotą. Apibendrinami sienų skaičiavimų rezultatai.
Grindys yra daugiasluoksnės, pagamintos naudojant tą pačią technologiją visame plote ir apima:
- pjautinė ir liežuvėliuota lenta, jos storis 3,2 cm, šilumos laidumo koeficientas 0,15.
- 10 cm storio sauso medžio drožlių plokščių išlyginimo sluoksnis, kurio koeficientas 0,15.
- izoliacija – mineralinė vata 5 cm storio, koeficientas 0,039.
Tarkime, kad grindyse nėra liukų į rūsį ar panašių angų, kurios kenkia šildymo inžinerijai. Todėl visų patalpų plotas apskaičiuojamas pagal vieną formulę.
Lubos pagamintos iš:
- medinės plokštės 4 cm su koeficientu 0,15.
- mineralinė vata yra 15 cm, jos koeficientas 0,039.
- garo ir hidroizoliacinis sluoksnis.
Tarkime, kad lubos taip pat neturi priėjimo prie palėpės virš svetainės ar ūkinės patalpos.
Namas yra Briansko srityje, Briansko mieste, kur kritinė neigiama temperatūra yra -26 laipsniai. Eksperimentiškai nustatyta, kad žemės temperatūra yra +8 laipsniai. Pageidautina kambario temperatūra + 22 laipsniai.
Sienų šilumos nuostolių skaičiavimas
Norėdami sužinoti bendrą sienos šiluminę varžą, pirmiausia turite apskaičiuoti kiekvieno sluoksnio šiluminę varžą.
Stiklo vatos sluoksnio storis 10 cm. Ši vertė turi būti perskaičiuota į metrus, tai yra:
B = 10 × 0,01 = 0,1
Gavome reikšmę B=0,1. Šilumos izoliacijos šilumos laidumo koeficientas yra 0,043. Duomenis pakeičiame į šiluminės varžos formulę ir gauname:
Rstiklo=0.1/0.043=2.32
Naudodamiesi panašiu pavyzdžiu, apskaičiuokime izoplito atsparumą karščiui:
Risopl=0.012/0.05=0.24
Bendra sienos šiluminė varža bus lygi kiekvieno sluoksnio šiluminės varžos sumai, atsižvelgiant į tai, kad turime du medienos plaušų plokštės sluoksnius.
R = Rstiklo+2×Risopl=2.32+2×0.24=2.8
Nustatę bendrą sienos šiluminę varžą, galite rasti šilumos nuostolius. Kiekvienai sienai jie apskaičiuojami atskirai. Apskaičiuokime Q šiaurinei sienai.
Pagal planą šiaurinė siena be langų angų, jos ilgis 10 m, aukštis 2,7 m. Tada sienos S plotas apskaičiuojamas pagal formulę:
Sšiaurinė siena=10×2.7=27
Apskaičiuokime dT parametrą. Žinoma, kad kritinė aplinkos temperatūra Brianskui yra –26 laipsniai, o pageidaujama kambario temperatūra – +22 laipsniai. Tada
dT=22-(-26)=48
Šiaurinei pusei atsižvelgiama į papildomą koeficientą L=1,1.
Atlikę preliminarius skaičiavimus, šilumos nuostoliams apskaičiuoti galite naudoti formulę:
Kšiaurinė siena= 27 × 48 × 1,1 / 2,8 = 509 (W)
Apskaičiuokime vakarinės sienos šilumos nuostolius. Pagal duomenis jame yra įmontuoti 3 langai, iš kurių du yra 1,5x1,7 m ir vieno - 0,6x0,3 m. Paskaičiuokime plotą.
Satsarginės sienos1=12×2.7=32.4.
Langų plotą būtina išskirti iš bendro vakarinės sienos ploto, nes jų šilumos nuostoliai bus skirtingi. Norėdami tai padaryti, turite apskaičiuoti plotą.
Slangas1=1.5×1.7=2.55
Slangas2=0.6×0.4=0.24
Šilumos nuostoliams apskaičiuoti naudosime sienos plotą, neatsižvelgdami į langų plotą, tai yra:
Satsarginės sienos=32.4-2.55×2-0.24=25.6
Vakarinei pusei papildomas koeficientas yra 1,05. Gautus duomenis pakeičiame pagrindine šilumos nuostolių skaičiavimo formule.
Katsarginės sienos=25.6×1.05×48/2.8=461.
Panašius skaičiavimus atliekame ir rytinėje pusėje. Čia yra 3 langai, vieno išmatavimai 1,5x1,7 m, kitų dviejų – 2,1x1,5 m. Skaičiuojame jų plotą.
Slangas3=1.5×1.7=2.55
Slangas4=2.1×1.5=3.15
Rytinės sienos plotas yra:
Srytinės sienos1=12×2.7=32.4
Iš viso sienų ploto atimame lango ploto reikšmes:
Srytinės sienos=32.4-2.55-2×3.15=23.55
Papildomas rytinės sienos koeficientas -1,05. Remdamiesi duomenimis apskaičiuojame rytinės sienos šilumos nuostolius.
Krytinės sienos=1.05×23.55×48/2.8=424
Pietinėje sienoje yra durys kurių parametrai 1,3x2 m ir langas 0,5x0,3 m Apskaičiuojame jų plotą.
Slangas5=0.5×0.3=0.15
Sduris=1.3×2=2.6
Pietinės sienos plotas bus lygus:
Spietinės sienos1=10×2.7=27
Sienos plotą nustatome neatsižvelgdami į langus ir duris.
Spietinės sienos=27-2.6-0.15=24.25
Pietinės sienos šilumos nuostolius skaičiuojame atsižvelgdami į koeficientą L=1.
Kpietinės sienos=1×24.25×48/2.80=416
Nustatę kiekvienos sienos šilumos nuostolius, galite rasti jų bendrus šilumos nuostolius pagal formulę:
Ksienos=Qpietinės sienos+Qrytinės sienos+Qatsarginės sienos+Qšiaurinė siena
Pakeitę reikšmes, gauname:
Ksienos=509+461+424+416=1810 W
Dėl to sienų šilumos nuostoliai siekė 1810 W per valandą.
Langų šiluminių nuostolių skaičiavimas
Name yra 7 langai, trys iš jų yra 1,5x1,7 m, du - 2,1x1,5 m, vienas - 0,6x0,3 m ir dar vienas - 0,5x0,3 m.
Langai, kurių matmenys 1,5×1,7 m – dviejų kamerų PVC profilis su I-stiklu. Iš techninės dokumentacijos galite sužinoti, kad jos R=0,53. Langai, kurių matmenys 2,1x1,5 m, dviejų kamerų su argonu ir I-stiklu, šiluminė varža R=0,75, langai 0,6x0,3 m ir 0,5x0,3 - R=0,53.
Lango plotas buvo apskaičiuotas aukščiau.
Slangas1=1.5×1.7=2.55
Slangas2=0.6×0.4=0.24
Slangas3=2.1×1.5=3.15
Slangas4=0.5×0.3=0.15
Taip pat svarbu atsižvelgti į langų orientaciją, palyginti su pagrindinėmis kryptimis.
Apskaičiuokime vakarinių langų šilumos nuostolius, atsižvelgdami į koeficientą L=1,05. Šone yra 2 langai, kurių matmenys 1,5×1,7 m ir vienas 0,6×0,3 m.
Klangas1=2.55×1.05×48/0.53=243
Klangas2=0.24×1.05×48/0.53=23
Iš viso vakarinių langų bendri nuostoliai yra
Kužrakinti langus=243×2+23=509
Pietinėje pusėje langas 0,5×0,3, jo R=0,53. Apskaičiuokime jo šilumos nuostolius atsižvelgdami į koeficientą 1.
Kpietiniai langai=0.15*48×1/0.53=14
Rytinėse pusėse yra 2 langai, kurių matmenys 2,1×1,5 ir vienas langas 1,5×1,7. Šilumos nuostolius skaičiuokime atsižvelgdami į koeficientą L=1,05.
Klangas1=2.55×1.05×48/0.53=243
Klangas3=3.15×1.05×48/075=212
Apibendrinkime rytinių langų šilumos nuostolius.
Krytiniai langai=243+212×2=667.
Bendras langų šilumos nuostolis bus lygus:
Klangai=Qrytiniai langai+Qpietiniai langai+Qužrakinti langus=667+14+509=1190
Iš viso pro langus išeina 1190 W šilumos energijos.
Durų šilumos nuostolių nustatymas
Namas vienerių durų, įmontuotas į pietinę sieną, matmenys 1,3x2 m.Pagal paso duomenis durų medžiagos šilumos laidumas 0,14, storis 0,05 m. Šių rodiklių dėka šiluminė galima apskaičiuoti durų varžą.
Rdurys=0.05/0.14=0.36
Norėdami atlikti skaičiavimus, turite apskaičiuoti jo plotą.
Sdurys=1.3×2=2.6
Apskaičiavus šiluminę varžą ir plotą galima rasti šilumos nuostolius. Durys yra pietinėje pusėje, todėl naudojame papildomą koeficientą 1.
Kdurys=2.6×48×1/0.36=347.
Iš viso pro duris išeina 347 W šilumos.
Grindų šiluminės varžos skaičiavimas
Pagal techninę dokumentaciją grindys daugiasluoksnės, per visą plotą pagamintos identiškai, matmenys 10x12 m. Paskaičiuokime jų plotą.
SLytis=10×12=210.
Grindys sudarytos iš lentų, medžio drožlių plokštės ir izoliacijos.
Šiluminė varža turi būti skaičiuojama kiekvienam grindų sluoksniui atskirai.
Rlentos=0.032/0.15=0.21
Rmedžio drožlių plokštės=0.01/0.15= 0.07
Rizoliuoti=0.05/0.039=1.28
Bendra grindų šiluminė varža yra:
RLytis=Rlentos+Rmedžio drožlių plokštės+Rizoliuoti=0.21+0.07+1.28=1.56
Atsižvelgiant į tai, kad žiemą žemės temperatūra išlieka +8 laipsnių, temperatūros skirtumas bus lygus:
dT=22-8=14
Naudodami preliminarius skaičiavimus galite sužinoti namo šilumos nuostolius per grindis.
Skaičiuodami grindų šilumos nuostolius, atsižvelgiame į koeficientą L=1.
KLytis=210×14×1/1.56=1885
Bendras grindų šilumos nuostolis yra 1885 W.
Šilumos nuostolių per lubas skaičiavimas
Skaičiuojant lubų šilumos nuostolius, atsižvelgiama į mineralinės vatos sluoksnį ir medines plokštes. Šilumos izoliacijos procese nedalyvauja garai ir hidroizoliacija, todėl į tai neatsižvelgiame. Skaičiavimams reikia rasti medinių plokščių ir mineralinės vatos sluoksnio šiluminę varžą. Naudojame jų šilumos laidumo koeficientus ir storį.
Rkaimo skydas=0.04/0.15=0.27
Rmin.vata=0.05/0.039=1.28
Bendra šiluminė varža bus lygi R sumaikaimo skydas ir Rmin.vata.
Rstogai=0.27+1.28=1.55
Lubų plotas yra toks pat kaip grindų.
S lubos = 120
Toliau skaičiuojami lubų šilumos nuostoliai, atsižvelgiant į koeficientą L=1.
Klubos=120×1×48/1.55=3717
Iš viso per lubas praeina 3717 W.
Norint nustatyti bendrus namo šilumos nuostolius, reikia susumuoti sienų, langų, durų, lubų ir grindų šilumos nuostolius.
Kapskritai=1810+1190+347+1885+3717=8949 W
Norint šildyti namą nurodytais parametrais, reikalingas dujinis katilas, palaikantis 8949 W arba apie 10 kW galią.
Šilumos nuostolių nustatymas atsižvelgiant į infiltraciją
Infiltracija – tai natūralus šilumos mainų tarp išorinės aplinkos procesas, atsirandantis žmonėms judant po namus, atidarant įėjimo duris ir langus.
Norėdami apskaičiuoti šilumos nuostolius ventiliacijai galite naudoti formulę:
Kinf=0,33 × K × V × dT
Išraiškoje:
- K - apskaičiuotas oro mainų kursas, gyvenamosioms patalpoms koeficientas yra 0,3, šildomoms patalpoms - 0,8, virtuvei ir vonios kambariui - 1.
- V - kambario tūris, apskaičiuotas atsižvelgiant į aukštį, ilgį ir plotį.
- dT - temperatūros skirtumas tarp aplinkos ir gyvenamojo namo.
Panaši formulė gali būti naudojama, jei patalpoje įrengta ventiliacija.
Patalpos aukštis 2,7 m, plotis 10 m, ilgis 12 m Žinodami šiuos duomenis, galite rasti jos tūrį.
V = 2,7 × 10 × 12 = 324
Temperatūros skirtumas bus lygus
dT = 48
Koeficientu K imame 0,3. Tada
Kinf=0.33×0.3×324×48=1540
Q turi būti pridėtas prie bendro apskaičiuoto rodiklio Qinf. Galų gale
Kapskritai=1540+8949=10489.
Iš viso, atsižvelgiant į infiltraciją, namo šilumos nuostoliai bus 10489 W arba 10,49 kW.
Katilo galios skaičiavimas
Skaičiuojant katilo galią, būtina naudoti saugos koeficientą 1,2. Tai yra, galia bus lygi:
W = Q × k
Čia:
- K - pastato šilumos nuostoliai.
- k — saugos faktorius.
Mūsų pavyzdyje pakeičiame Q = 9237 W ir apskaičiuojame reikiamą katilo galią.
W = 10489 × 1,2 = 12587 W.
Atsižvelgiant į saugos koeficientą, reikalinga katilo galia namui šildyti yra 120 m2 lygi maždaug 13 kW.
Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema
Vaizdo instrukcija: kaip apskaičiuoti šilumos nuostolius namuose ir katilo galią naudojant Valtec programą.
Kompetentingas dujinio katilo šilumos nuostolių ir galios skaičiavimas formulėmis ar programiniais metodais leidžia labai tiksliai nustatyti reikiamus įrangos parametrus, o tai leidžia pašalinti nepagrįstas kuro sąnaudas.
Parašykite komentarus žemiau esančioje bloko formoje. Papasakokite, kaip apskaičiavote šilumos nuostolius prieš įsigydami šildymo įrangą savo namams ar sodybai. Užduokite klausimus, dalinkitės informacija ir nuotraukomis šia tema.
Kaip mes su uošviu įsigijome katilą? Atėjome į parduotuvę, pardavėja paklausė namo ploto ir parodė iš ko rinktis. Sakiau uošviui, imk su jėgos atsarga, bet jis kietas ir paėmė tiesiai ant viršaus.
Ir ką tu galvoji? Katilas pučiasi maksimaliai, neišsijungia, o namas neįšyla aukščiau 19-20ºC. Dabar pirksime putų polistireną ir apšiltinsime sienas. Ir tada jis taupo, aš reikalauju 10 mm, o jis sako, kad užtenka 5 mm. Ir stogas taip pat – vėjas pučia. Šilumos nuostoliai turi didelę įtaką, tai faktas.
Sutaupyti namų šildymui = kalti dantis žiemą ir dar daugiau išleisti izoliacijai. Faktas. Todėl visada turėtumėte pasirinkti katilą, kurio galia yra bent šiek tiek didesnė nei tikimasi jūsų namų ploto. Tada įrenginys neveiks ties savo galimybių riba, o šilumos nuostoliai bus kompensuoti. Nors, žinoma, geriau stengtis juos sumažinti, kad sutaupytumėte elektros sąskaitas.