Jak vypočítat potřebný výkon kotle na tuhá paliva?

Každý majitel venkovského domu se potýká s potřebou instalace topného systému. Je nutné zajistit, aby vnitřní teplota byla příjemná nejen v zimě, ale i v létě. Mnoho lidí se zajímá o to, jak vypočítat výkon kotle na tuhá paliva. To se vysvětluje skutečností, že v některých regionech je kvůli nedostatku plynových komunikací (někdy elektrického vedení) nutné používat palivové dříví, uhlí atd.

Správný výběr výkonu kotle na tuhá paliva je zárukou jeho maximálně efektivního provozu.

Proč je nutné počítat výkon?

Na základě vzhledu a výkonových charakteristik uvedených v technickém listu si můžete udělat povrchní představu o možnostech topného zařízení. Výkon je hlavním parametrem, podle kterého spotřebitelé vybírají jednotku.

Výrobní společnosti nabízejí mnoho modelů kotlů na tuhá paliva, které jsou určeny pro různé provozní podmínky a výrazně se liší cenou. Proto, aby se za takové zařízení nepřeplatilo, je nejprve vypočítán jeho optimální výkon pro provoz.

Jaké faktory zvážit

Výběr jednotky pro venkovský dům je ovlivněn vnějšími kritérii, vlastnostmi samotné budovy (tloušťka stěny, použité stavební a dokončovací materiály, střešní krytina, plocha, objem vytápěných místností atd.).

Stav prostor

Při výpočtu výkonu topného kotle je nutné vzít v úvahu konstrukční vlastnosti zařízení:

• stavební materiály použité ke stavbě budovy;
• výška stropu, tloušťka stěny, plocha místnosti;
• počet a velikost oken;
• parametry vstupních otvorů a dveří;
• střešní konstrukce a materiál výroby;
• vnější a vnitřní výzdoba domu;
• použití izolačních materiálů.

Při výpočtu výkonu topného kotle je třeba vzít v úvahu stav místnosti.

Je třeba vzít v úvahu plochu skla a tepelnou vodivost budovy.

Závislost na druhu paliva

Pro jednotky na tuhá paliva lze použít různé druhy materiálů. Po vyhoření se výstupní výkon bude měnit (účinnost kotle):

1. Uhlí: ze 490 g získáte 5,7 kW/h.
2. Palivové dřevo: 250 g – 1 kW/h.
3. Brikety z olše: 290 g – 3,5 kW/h.
4. Piliny: 300 g – 1 kW/h.
5. Dřevo na výrobu briket: 300 g – 3 kW/h.

Každý z uvedených materiálů má vlastní konstrukci pece. Abyste dosáhli maximální úspory, musíte také počítat s náklady na palivo.

Volná plocha

Měrný výkon jednotky se spotřebuje na vytápění 10 m² prostoru. V souladu s tím se při výpočtu zařízení bere v úvahu plocha vytápěných místností.

Při výpočtu zařízení se bere v úvahu plocha vytápěných místností.

Pokud je bojler teplovodní

Při nákupu takové topné jednotky odborníci doporučují přidat 30% k přijatému výkonu.

Metody výpočtu

Pro udržení příjemné teploty v obytných prostorách je třeba při instalaci topného systému sami vzít v úvahu tepelné ztráty podlahou, stěnami, stropem, dveřními a okenními konstrukcemi. Pro případ velkých mrazů musí být rezerva výkonu.

Podle objemu vytápěné plochy

Vzorec pro výpočet tepla:

Q = V × AT × K / 850, kde

• Q – množství tepelné energie, kW/h;
• V – objem místnosti, m³;
• ΔT – teplotní rozdíl mezi vnějším a vnitřním prostředím vzduchu;
• K – koeficient tepelné ztráty energie;
• 850 je konstantní číslo pro přepočet na kW/h.

Objem tepla lze vypočítat na základě objemu vytápěné plochy.

Hodnoty tepelných koeficientů pro různé objekty:

• zlepšené stavební konstrukce (cihlové stěny, silné podlahy, dvojitá okna v okenních otvorech, 2 vrstvy izolace) – K = 0,6-0,9;
• standardní obytné budovy – K = 1-1,9;
• zjednodušené návrhy domů s jednou vrstvou tepelné izolace a standardními okny – K = 2-2,9;
• dřevostavby – K = 3-4.

Při kalkulaci potřebného množství tepla pro všechny obytné místnosti domu je nutné počítat s ohřevem vody pro spotřebitelské potřeby rodiny.

Podle oblasti místnosti

Při výpočtu množství tepla potřebného pro místnost se bere v úvahu mnoho nuancí, takže tato metoda je přesnější.

Vzorec: Q = 0,1 × S × k1 × k2 × k3 ….. k7, kde

• norma tepelné energie – 0,1 kW/m²;
• S – plocha území;
• k1 – ukazatel ztrát okenními konstrukcemi (jednosklo – 1,27, dvojsklo – 1, trojsklo – 0,85);
• k2 – spotřeba tepla plochou okna (Sw) vzhledem k podlahové ploše Sf (při Sw/Sf = 0,1, k2 = 0,8; resp. 0,2 až 0,9; 0,3 až 1,0; 0,4 až 1,1 a 0,5 až 1,2);
• k3 – únik energie stěnami místnosti (při použití nekvalitního izolačního materiálu – 1,27; použití materiálu tloušťky 15 cm nebo dvojitého zdiva – 1,0; u kvalitní izolace – 0,854);
• k4 – tepelné ztráty vnější teplotou (při T=-10°С, k4=0,7 resp. -15°С až 0,9; -20°С až 1,1; -25°С až 1,3; -30°С až 1,5);
• k5 – spotřeba energie na 1 vnější stěnu – 1,1; 2 – 1,2; 3 – 1,3; 4 – 1,4;
• k6 – dodatečné množství tepla v závislosti na výšce stropu místnosti: H=2,5 m, K=1, resp. 3 m až 1,05; 3,5 m až 1,1; 4 m až 1,15; 4,5 m až 1,2;
• k7 – energetické ztráty v závislosti na konstrukci umístěné nad vytápěnou místností (studená půda – K=1, zateplená – 0,9, vytápěná místnost – 0,8).

Při provádění výpočtu se bere v úvahu mnoho nuancí.

Například budova má 4 vnější stěny, okenní otvory jsou vybaveny okny s trojskly, jejichž parametry jsou 30% ve srovnání s plochou základny podlahy. Mezi stropem a střešní konstrukcí je studená atika.

Vzorec pro výpočet: Q = 0,1 × 200 × 0,85 × 1 × 0,854 × 1,3 × 1,4 × 1,05 × 1 = 27,74 kW/h.

Výsledný ukazatel je navýšen o množství tepelné energie, které bude potřeba pro zásobování teplou vodou (pokud je tento systém napojen na aparaturu na tuhá paliva).

Kalkulace pro teplovodní bojler

Tento indikátor se získá pomocí následujícího vzorce:

Qв = с × m × Δt, kde

• Qв – energie potřebná pro teplovodní bojler;
• c – měrná tepelná kapacita kapaliny (konstantní hodnota 4200 J/kg*K);
• m – hmotnost vody;
• Δt – teplotní rozdíl mezi studenou a ohřátou kapalinou.

Nesprávně zvolený výkon kotle povede ke zvýšené spotřebě energie.

Například 4členná rodina spotřebuje 150 l/den teplé vody. Kotel je vybaven chladicí kapalinou schopnou ohřát kapalinu přicházející z obecného komunikačního systému z T = 10°C na T = 80°C. V tomto případě je teplotní rozdíl Δt = 80 – 10 = 70°C.

Dosadíme všechny hodnoty do vzorce a dostaneme:

Qв = 4200 J/kg*K × 150 kg × 70 °С = 44 100 000 J (přeloženo jako 12,25 kW/h).

Například na mytí potřebujete ohřát 150 litrů vody najednou. V souladu s tím má nepřímý výměník tepla kapacitu 150 litrů. K 28,58 kW/h (spotřeba energie na místnost) je tedy třeba připočítat dalších 12,25 kW/h (ohřev vody). V tomto případě je hodnota Qzag pod 40,83 kW/h, tzn. teplota vzduchu v místnostech bude nižší než výpočtových 20°C.

Při dávkovém ohřevu kapaliny (kapacita nepřímého výměníku = 50 l) budou náklady 12,25 kW/3 = 4,08 kW/h. V souladu s tím Qzag = 28,58 + 4,08 = 32,66 kW/h. Jedná se o požadovaný výkon topného zařízení pro udržení pokojové teploty nad 20°C a ohřev nádoby s vodou pro domácí použití.

Jak zjednodušit výpočty

Pro usnadnění stanovení výkonu topného kotle na 100 m² plochy venkovského domu vezměte 10 kW. Výsledkem je minimální hodnota, pod kterou by uvažovaný parametr kupované jednotky neměl být.

Chcete-li upravit získaný indikátor, musíte použít speciální klimatický koeficient v závislosti na umístění vytápěného objektu:

• jižní oblasti Ruské federace – 0,7-0,9;
• střední pásmo – 1-1,5;
• Moskevská oblast – 1,2-1,5;
• severní území – 1,5-2.

Podle toho se výkon kotle vypočítá pomocí vzorce: Q = Shouse * Kcl + 10-15 % (tepelné ztráty stěnami, dveřmi a okny). Pokud jsou však stropy v místnostech vyšší než 2,7 m, doporučuje se použít další korekční faktor. Chcete-li získat jeho hodnotu, musíte vydělit skutečnou výšku standardní výškou.

Co se stane, když si koupíte zařízení, které není vhodné pro napájení?

Pokud je výpočet jednotky proveden nesprávně, s minimálními i maximálními hodnotami teploty, systém bude pracovat při velkém zatížení nebo zamrzne při silných mrazech. To povede k rychlému selhání topného zařízení. Proto se při nákupu takového kotle doporučuje konzultovat s odborníky a vypočítat jeho výkonnostní charakteristiky pomocí speciální kalkulačky.