3 апреля, 2020

Как рассчитать мощность газового котла отопления: правила и пример расчета

Перед проектировкой системы для отопления, процессом установки оборудования для обогрева важно выбрать газовый котел, способный вырабатывать достаточное число тепла для помещения.  Благодаря этому важно подобрать приспособление такой мощности, дабы его продуктивность была максимально высокой, а ресурс — большим.

Про то, как высчитать мощность котла на газу очень точно и учетом конкретных параметров, узнать можно ниже.

Распространенные ошибки во время выбора котла

Профессиональный расчет мощности котла на газу даст возможность не только сэкономить на применяемых материалах, но и увеличит КПД прибора. Оборудование, отдача тепла которого превосходит настоящие необходимости в тепле, будет работать неэффективно, когда как недостаточно мощное приспособление не сумеет нагреть помещение подобающим образом.

Есть современное автоматизированное оборудование, которое собственными силами изменяет газоподачу, что спасает от нецелесообразных затрат. Однако если такой котел исполняет собственную работу на пределе возможностей, то становятся меньше сроки его эксплуатации, уменьшается КПД, быстрее снашиваются детали, возникает конденсат. Благодаря этому появляется необходимость расчетов самой лучшей мощности.

Есть мнение, что мощность котла зависит только от поверхностной площади помещения, и для любого дома хорошим будет расчет 100 Вт на 1 кв.м. Благодаря этому, дабы выбрать мощность котла, к примеру, на дом 100 кв. м, понадобится оборудование, вырабатывающее 100*10=10000 Вт или 10 кВт.

Такие расчеты абсолютно неверны в связи с возникновением новых материалов для отделки, улучшенных теплоизоляторов, которые уменьшают надобность приобретения оборудования большой мощности.

мощность, газовый, котел, отопление, примереть

Мощность котла на газу выбирается с учетом характерных особенностей дома. Правильно подобранное оборудование будет работать очень эффективно при минимум затратах топлива

Реализовать расчет мощности газового отопительного котла можно двумя вариантами – ручным способом или с применением специализированной программы Valtec, которая нужна для профессиональных точных расчетов.

Нужная мощность оборудования зависит от потерь тепла помещения. Узнав показатель потерь тепла, можно сосчитать мощность котла на газу или любого иного прибора для отопления.

Что такое потери тепла помещения?

Каждое помещение имеет конкретные потери тепла. Тепло выходит из стен, окон, полов, дверей, потолка, благодаря этому задача котла на газу – возместить кол-во выходящего тепла и обеспечить конкретную температурный режим в помещении. Для этого нужна конкретная тепловая мощность.

мощность, газовый, котел, отопление, примереть

Эксперементальным путем установлено, что самое большое кол-во тепла уходит через стены (до 70%). Через крышу и окна способен выходить до 30% энергии тепла, через вентиляционную систему — до 40%. Наименьшие потери тепла у дверей (до 6%) и пола (до 15%)

На потери тепла дома воздействуют следующие факторы.

  • Размещение дома. Каждый город имеет собственные особенности климата. В расчетах потерь тепла нужно брать во внимание критическую минусовую температуру, специфическую для региона, а еще среднюю температура и длительность отопительного периода (для правильных расчетов с применением программы).
  • Размещения стен относительно сторон света. Известно, что в стороне с севера размещается роза ветров, благодаря этому потери тепла стены, находящейся в данной области, будут самыми большими. В зимнее время с западной, северной и восточной стороны дует с большой силой холодный ветер, благодаря этому потери тепла таких стен  будут выше.
  • Площадь помещения которое отапливается. От габаритов помещения, площади стен, потолков, окон, дверей зависит кол-во уходящего тепла.
  • Теплотехника конструкций строительства. Каждый материал имеет собственный показатель теплового сопротивления и показатель отдачи тепла – способности пропускать через себя некоторое количество тепла. Дабы их выяснить, нужно воспользоваться табличными данными, а еще применить конкретные формулы. Информацию о составе стен, потолков, полов, их толщине можно отыскать в техплане жилья.
  • Проемы дверей и окон. Размер, модификация двери и пакетов из стекла. Чем больше площадь дверных и оконных проемов, тем выше потери тепла. Важно учесть характеристики поставленных дверей и пакетов из стекла при расчетах.
  • Учет вентиляции. Система вентиляции всегда есть в доме это не зависит от наличия искусственой вытяжки. Через открытые окна происходит проветривание помещения, движение воздуха создается при закрытии и открытии днаружных дверей, хождении людей из комнаты в комнату, что помогает уходу тёплого воздуха из помещения, его циркуляции.

Зная перечисленные выше параметры, возможно не только определить потери тепла дома и определить мощность котла, но и обнаружить места, которые нуждаются в дополнительном утеплении.

Формулы для расчета потерь тепла

Данные формулы можно применять для расчета потерь тепла не только частного строения, но и квартиры. в начале вычислений нужно изобразить план помещения, подчеркнуть размещение стен относительно сторон света, отметить окна, проемы для двери,  а еще определить размеры каждой стены, дверных и оконных проемов.

мощность, газовый, котел, отопление, примереть

Для определения потерь тепла важно знать строение стены, а еще толщину применяемых материалов. В расчетах принимается во внимание укладка и теплоизоляторы

При расчитывании потерь тепла применяются две формулы – при помощи первой определяют величину сопротивления тепла конструкций ограждения, при помощи второй – потери тепла.

Для определения сопротивления тепла применяют обозначение:

Тут:

  • R – величина сопротивления тепла конструкций ограждения, измеряющееся в (м2*К)/Вт.
  • K – показатель теплопроводимости материала, из которого сделана конструкция ограждения, меряется в Вт/(м*K).
  • В – толщина материала, записывающаяся в метрах.

Показатель тепловой проводимости K считается табличным параметром, толщина B берется из техплана дома.

мощность, газовый, котел, отопление, примереть

Показатель тепловой проводимости считается табличным значением, он зависит от плотности и состава материала, отличается от табличного, благодаря этому важно познакомиться с документацией в техническом плане на материал (+)

Также применяется главная формула расчета потерь тепла

В выражении:

  • Q – потери тепла, измеряются в Вт.
  • S – площадь конструкций ограждения (стен, полов, потолков).
  • dT – разница между желаемой температурой внутреннего помещения и внешней, меряется и записывается в С.
  • R – значение теплового сопротивления конструкции, м2•С/Вт, которое находится по формуле выше.
  • L – показатель, зависящий от ориентированности стен относительно сторон света.

Имея под рукой нужную информацию, можно ручным способом определить потери тепла того либо другого строения.

Пример расчета потерь тепла

Как пример высчитаем потери тепла дома, обладающего заданными параметрами.

мощность, газовый, котел, отопление, примереть

На рисунке изображен план дома, для которого мы станем рассчитывать потери тепла. При создании индивидуального плана важно правильно определить ориентацию стен относительно сторон света, определить высоту, ширину и длину конструкции, а еще отметить места размещения дверных и оконных проемов, их размеры (+)

Исходя из плана, ширина конструкции составляет 10 м, длина — 12 м, потолочная высота — 2.7 м, стены направлены на север, юг, восток и запад. В западной стене встроено 3 окна, два из них имеют размеры 1.5х1.7 м , одно — 0.6х0.3 м.

мощность, газовый, котел, отопление, примереть

При расчетах кровли принимается во внимание теплоизоляционный слой, облицовочный и материал для кровли. Паро- и пленки при гидроизоляции, не которые влияют на теплоизоляцию, не учитываются

В южной стене установлены двери с размерами 1.3хдва метра, есть также небольшое окно 0.5х0.3 м. С восточной стороны размещаются два окна 2.1х1.5 м и одно 1.5х1.7 м.

Стены состоят из 3-х слоев:

  • обшивание стен Двп (изоплита) с наружной стороны и внутри —  1.2 см каждая, показатель — 0.05.
  • вата на основе стекловолокна, располагающейся между стенками, ее толщина 10 см и показатель — 0.043.

Тепловое сопротивление каждой из стен рассчитывается отдельно, т.к. принимается во внимание размещение конструкции относительно сторон света, кол-во и площадь проемов. Результаты вычислений по стенкам суммируются.

Пол многослойный, на всей территории сделан по одной технологии, в себя включает:

  • обрезанную доску шпунтованную, ее толщина 3.2 см, показатель теплопроводимости — 0.15 .
  • слой сухого выравнивания Дсп толщиной 10 см и показателем 0.15.
  • теплоизолятор – минвату толщиной 5 см, показатель 0.039.

Допустим, что ухудшающих теплотехнику люков в подвал и аналогичных отверстий пол не имеет. Поэтому, расчет совершается для площади всех помещений по единой формуле.

Потолки сделаны из:

  • щитов из дерева 4 см с показателем 0.15.
  • мин. ваты 15 см, ее показатель — 0.039.
  • паро-, слоя гидроизоляции.

Предположим, что у перекрытия потолка тоже нет выхода на чердачный этаж над жилым или хозяйственным помещением.

Дом размещается в Брянской области, в городе Брянск, где опасная негативная температура составляет -26 градусов. Эксперементальным путем установлено, что температура земли составляет +8 градусов. Желаемая температура в помещении + 22 градуса.

Вычисление потерь тепла стен

Дабы найти общее тепловое сопротивление стены, вначале нужно определить тепловое сопротивление каждого ее слоя.

Слой стекловаты имеет толщину 10 см. Эту величину нужно перевести в метры, другими словами

Получили значение В=0.1. Показатель теплопроводимости тепловой изоляции – 0.043. Подставляем данные в формулу теплового сопротивления и получаем:

Rстекл=0.1/0.043=2.32

По подобному примеру, рассчитаем сопротивление к теплу изоплиты:

Rизопл=0.012/0.05=0.24

Общее тепловое сопротивление стены будет равно сумме теплового сопротивления каждого слоя, если учесть, что слоя Двп у нас два.

R=Rстекл+2*Rизопл=2.32+2*0.24=2.8

Определив общее тепловое сопротивление стены, можно отыскать потери тепла. Для каждой стены они высчитываются отдельно. Рассчитаем Q для северной стены.

мощность, газовый, котел, отопление, примереть

Дополнительные коэффициенты дают возможность предусмотреть в расчетах специфики потери тепла стен, находящихся в разных сторонах света

Исходя из плана, северная стенка не имеет оконных отверстий, ее длина – 10 м, высота – 2.7 м. Тогда площадь стены S вычисляется по формуле:

Sсев.стен=10*2.7=27

Рассчитаем параметр dT. Известно, что опасная температура находящейся вокруг для Брянска — -26 градусов, а желаемая температура в помещении — +22 градуса. Тогда

dT=22-(-26)=48

Для северной стороны принимается во внимание добавочный показатель L=1.1.

мощность, газовый, котел, отопление, примереть

В таблице показаны коэффициенты теплопроводимости отдельных материалов, которые применяются при возведении стен. Как можно заметить, минвата пропускает через себя небольшое количество тепла, композиционный материал из бетона и стали — максимальное

Сделав ориентировочные расчеты, можно применять формулу для расчета потерь тепла:

Qсев.стены=27*48*1.1/2.8=509 (Вт)

Рассчитаем потери тепла для западной стены. Исходя из данных, в нее встроено 3 окна, два из них имеют размеры 1.5х1.7 м и одно — 0.6х0.3 м. Высчитаем площадь.

Sзап.стены1=12*2.7=32.4.

Из всей площади западной стены нужно убрать площадь окон, ведь их потери тепла будут иными. Для этого следует рассчитать площадь.

Sокн1=1.5*1.7=2.55

Sокн2=0.6*0.4=0.24

Для расчетов потерь тепла станем применять площадь стены без учета площади окон, другими словами:

Sзап.стены=32.4-2.55*2-0.24=25.6

Для западной стороны добавочный показатель равён 1.05. Данные которые получены подставляем в главную формулу расчета потерь тепла.

Qзап.стены=25.6*1.05*48/2.8=461.

Подобные расчеты делаем для восточной стороны. Тут размещаются 3 окна, одно имеет размеры 1.5х1.7 м, два иных – 2.1х1.5 м. Вычисляем их площадь.

Sокн3=1.5*1.7=2.55

Sокн4=2.1*1.5=3.15

Площадь восточной стены равна:

Sвост.стены1=12*2.7=32.4

Из всей площади стены вычитаем значения площади окон:

Sвост.стены=32.4-2.55-2*3.15=23.55

Добавочный показатель для восточной стены -1.05. Исходя из данных, вычисляем потери тепла восточной стены.

Qвост.стены=1.05*23.55*48/2.8=424

На южной стене размещается дверь с параметрами 1.3хдва метра и окно 0.5х0.3 м. Высчитываем их площадь.

Sокн5=0.5*0.3=0.15

Sдвер=1.3*2=2.6

Площадь южной стены будет равна:

Sюжн.стены1=10*2.7=27

Находим площадь стены без учета дверей и окон.

Sюжн.стены=27-2.6-0.15=24.25

Вычисляем потери тепла южной стенки с учетом коэффициента L=1.

Qюжн.стены=1*24.25*48/2.80=416

Определив потери тепла каждой из стен, можно отыскать их общие потери тепла по формуле:

Qстен=Qюжн.стены+Qвост.стены+Qзап.стены+Qсев.стены

Подставив значения, получаем:

Qстен=509+461+424+416=1810 Вт

В итоге теплопотери стен составили 1810 Вт в час.

Расчет потерь тепла окон

Всего в доме 7 окон, три из них имеют размеры 1.5х1.7 м, два — 2.1х1.5 м, одно — 0.6х0.3 м и еще одно — 0.5х0.3 м.

Окна с размерами 1.5х1.7 м собой представляет пластиковый профиль двухкамерный c И-стеклом. Из техдокументации узнать можно, что его R=0.53. Окна с размерами 2.1х1.5 м с двумя камерами с аргоном и И-стеклом, имеют тепловое сопротивление R=0.75, окна 0.6х0.3 м и 0.5х0.3 — R=0.53.

Площадь окон была вычислена выше.

Sокн1=1.5*1.7=2.55

Sокн2=0.6*0.4=0.24

Sокн3=2.1*1.5=3.15

Sокн4=0.5*0.3=0.15

Также важно учесть ориентацию окон относительно сторон света.

мощность, газовый, котел, отопление, примереть

В большинстве случаев тепловое сопротивление для окон рассчитывать не надо, этот показатель указан в техдокументации к изделию

Рассчитаем потери тепла западных окон, Если учитывать показатель L=1.05. На стороне размещаются 2 окна с размерами 1.5х1.7 м и одно с 0.6х0.3 м.

Qокн1=2.55*1.05*48/0.53=243

Qокн2=0.24*1.05*48/0.53=23

В итоге общие потери западных окон составляют

Qзап.окон=243*2+23=509

В стороне с юга размещается окно 0.5х0.3, его R=0.53. Вычислим его потери тепла с учетом коэффициента 1.

Qюж.окон=0.15*48*1/0.53=14

На восточной сторон размещается 2 окна с размерами 2.1х1.5 и одно окно 1.5х1.7. Рассчитаем потери тепла с учетом коэффициента L=1.05.

Qокн1=2.55*1.05*48/0.53=243

Qокн3=3.15*1.05*48/075=212

Суммируем потери тепла восточных окон.

Qвост.окон=243+212*2=667.

Общие потери тепла окон будут равны:

Qокон=Qвост.окон+Qюж.окон+Qзап.окон=667+14+509=1190

В итоге через окна выходит 1190 Вт энергии тепла.

Обозначение потерь тепла дверей

В доме предусматривается одна дверь, она встроена в южную стенку, имеет размеры 1.3хдва метра. Исходя из реквизитов паспорта, проводимость тепла материала двери составляет 0.14, ее толщина — 0.05 м. Благодаря данным показателям можно определить тепловое сопротивление двери.

Rдвери=0.05/0.14=0.36

Для расчетов понадобиться определить ее площадь.

Sдвери=1.3*2=2.6

После расчета теплового сопротивления и площади можно отыскать потери тепла. Дверь размещается с юга, благодаря этому применяем добавочный показатель 1.

Qдвери=2.6*48*1/0.36=347.

В итоге, через дверь выходит 347 Вт тепла.

Вычисление теплового сопротивления пола

По техдокументации, пол многослойные, по всей территории сделан одинаково, имеет размеры 10х12 м. Вычислим его площадь.

Sпола=10*12=210.

В состав пола входят доски, Дсп и теплоизолятор.

мощность, газовый, котел, отопление, примереть

Из таблицы узнать можно коэффициенты теплопроводимости отдельных материалов, применяющихся для напольного покрытия. Этот показатель тоже может быть указан в техдокументации материалов и различаться от табличного

Тепловое сопротивление нужно определить для любого слоя пола отдельно.

Rдосок=0.032/0.15=0.21

Rдсп=0.01/0.15= 0.07

Rутеплит=0.05/0.039=1.28

Общее сопротивления тепла пола составляет:

Rпола=Rдосок+Rдсп+Rутеплит=0.21+0.07+1.28=1.56

Если учесть, что в зимний период температура земли удерживается на отметке +8 градусов, то разница температур будет равна:

dT=22-8=14

Применяя ориентировочные расчеты, можно отыскать потери тепла дома через пол.

мощность, газовый, котел, отопление, примереть

При расчитывании потерь тепла пола берутся во внимание материалы, которые влияют на теплоизоляцию (+)

При расчитывании потерь тепла пола принимаем к сведению показатель L=1.

Qпола=210*14*1/1.56=1885

Общие потери тепла пола составляют 1885 Вт.

Расчет потерь тепла через потолок

При расчитывании потерь тепла потолка принимается во внимание слой мин. ваты и щиты из дерева. Паро-, гидрозащита не участвует в процессе тепловой изоляции, благодаря этому ее во внимание не берем. Для расчетов нам понадобиться найти тепловое сопротивление щитов из дерева и слоя мин. ваты. Применяем их коэффициенты теплопроводимости и толщину.

Rдер.щит=0.04/0.15=0.27

Rмин.вата=0.05/0.039=1.28

Общее теплосопротивление будет равно сумме Rдер.щит и Rмин.вата.

Rкровли=0.27+1.28=1.55

Площадь потолка аналогичная, как и пола.

S потолка = 120

Дальше выполняется подсчет потерь тепла потолка, Если учитывать показатель L=1.

Qпотолка=120*1*48/1.55=3717

В итоге через потолок уходит 3717 Вт.

мощность, газовый, котел, отопление, примереть

В таблице показаны востребованные теплоизоляторы для потолков и их коэффициенты тепловой проводимости. Искусственный латекс считается самым лучшим теплоизолятором, солома имеет самый большой коэффициент потерь тепла

Чтобы узнать общие потери тепла дома, нужно сложить потери тепла стен, окон, двери, потолка и пола.

Qобщ=1810+1190+347+1885+3717=8949 Вт

Дабы нагреть дом с указанными параметрами нужен газовый котел, поддерживающий мощность 8949 Вт или около 10 кВт.

Обозначение потерь тепла с учетом инфильтрации

Инфильтрация — нормальный процесс теплопередачи между окружающей средой, который происходит в период движения людей по дому, при открывании днаружных дверей, окон.

Для расчета потерь тепла на вентиляцию можно применять формулу:

Qинф=0.33*K*V*dT

В выражении:

  • K — расчетная кратность обмена воздуха, для жилых помещений применяют показатель 0.3, для помещений с обогревом — 0.8, для кухонной комнаты и туалета — 1.
  • V — объем помещения, рассчитывается с учетом высоты, ширины и длины.
  • dT — температурная разница между внешней средой и жилой дома.

Подобную формулу можно применять например если в помещении поставлена система вентиляции.

мощность, газовый, котел, отопление, примереть

Если есть наличие искусственой вентиляции в доме нужно применять ту же формулу, что и для инфильтрации, только подставить взамен К параметры вытяжки, а расчеты dT сделать с учетом температуры входящего воздуха

Высота помещения — 2.7 м, ширина — 10 м, длина — 12 м. Зная эти сведенья, можно отыскать его объем.

V=2.7х10х12=324

Разница температур будет равна

dT=48

В качестве коэффициента K берем показатель 0.3. Тогда

Qинф=0.33*0.3*324*48=1540

К общему расчетному показателю Q нужно добавить Qинф. В итоге

Qобщ=1540+8949=10489.

В итоге с учетом инфильтрации потери тепла дома составят 10489 Вт или 10.49 кВт.

Расчет мощности котла

При расчитывании мощности котла нужно применять показатель запаса 1.2. Другими словами мощность будет равна

Тут:

  • Q — потери тепла строения.
  • k — показатель запаса.

В нашем примере подставим Q=9237 Вт и вычислим надлежащую мощность котла.

W=10489*1.2=12587 Вт.

С учетом коэффициента запаса нужная мощность котла для отопления дома 120 м2 равна приблизительно 13 Вт.

Нужное видео по теме

В этом видео можно выяснить, как высчитать потери тепла дома и мощность котла с применением программы Valtec.

Правильный расчет потерь тепла и мощности котла на газу по формулам или программными способам дает возможность определить очень точно желаемые параметры оборудования, что дает возможность исключить необоснованные затраты на горючее.

Добавить комментарий