Jak vypočítat výkon kotle na tuhá paliva pro soukromý dům?

V současné době existuje poměrně velký výběr topných zařízení, pomocí kterých můžete efektivně organizovat autonomní topný systém. Přání spotřebitelů snížit závislost na centralizovaných tepelných a energetických službách je pochopitelné. Úspora peněz vynaložených na plynové vytápění je významným faktorem, kterému věnují pozornost obyvatelé soukromých domů.

Navíc není vždy technologicky možné se připojit k centralizovanému zásobování plynem. V takové situaci přebírá vedoucí roli technologie kotlů na tuhá paliva. Výkonný kotel na tuhá paliva je výbornou alternativou plynového zařízení. Výrobcům se podařilo nejen zlepšit vyrobitelnost topných zařízení tohoto typu, ale také dosáhnout výrazného zvýšení účinnosti jednotek na tuhá paliva. Díky vysokému výkonu a vysoké účinnosti kotle na tuhá paliva pracující na různých typech fosilních a organických paliv jsou taková zařízení žádaná a oblíbená.

Důležitým aspektem pro výběr správného topného zařízení pro vaše vlastní potřeby je výpočet výkonu kotle. Podívejme se podrobně na to, jak to udělat a na co byste měli věnovat pozornost.

Proč je nutné počítat výkon topného zařízení?

Vzhled topného zařízení a vysoké technologické vlastnosti uvedené v technickém pasu dávají pouze povrchní představu o technických možnostech kotle na tuhá paliva. Hlavním parametrem ovlivňujícím váš výběr je výkon zařízení. Ve snaze o to někdy děláme unáhlené závěry a přeplácíme, nakupujeme výkonné jednotky, které nesplňují skutečné požadavky a zadané úkoly.

Cena-kvalita + tepelný výkon, u každého topného zařízení je rozhodující poměr. Výrobci nabízejí spotřebitelům topné kotle různých modelů, z nichž každý odpovídá určitým provozním podmínkám. Navzdory tomu je v každém jednotlivém případě důležité porozumět tomu, jak by topné zařízení mělo fungovat a jak budou vynaloženy zdroje topné jednotky. Provozní parametry topného zařízení na tuhá paliva, vypočítané s ohledem na potřeby a konstrukční vlastnosti místnosti, a správná instalace zařízení umožní domácímu topnému systému dosáhnout optimálních provozních podmínek.

Mnoho spotřebitelů se diví. Jak samostatně vypočítat výkon vlastního kotle na tuhá paliva, aby v budoucnu nebyly problémy s provozem topného systému. Není nic složitého. S minimem znalostí a úsilí můžete získat předběžná data, která dávají představu o tom, jaký druh topného zařízení by měl být a jak jej nejlépe ohřívat.

Výkon topného kotle – teorie a reálná fakta

Topné zařízení na uhlí, dřevo nebo jiné organické palivo vykonává určitou práci související s ohřevem chladicí kapaliny. Množství práce kotlového zařízení je dáno objemem tepelné zátěže, kterou kotel na tuhá paliva vydrží při spalování určitého množství paliva. Poměr množství spotřebovaného paliva, množství uvolněné tepelné energie při optimálních provozních režimech zařízení je výkon kotle.

Špatně zvolená topná jednotka nebude schopna zajistit požadovanou teplotu kotlové vody v topném okruhu. Zařízení na tuhá paliva s nízkým výkonem neumožní autonomnímu systému plně vyhovět vašim potřebám z hlediska vytápění vašeho domova a zajištění provozu dodávky teplé vody. Bude potřeba zvýšit výkon autonomního zařízení. Výkonné zařízení naopak způsobí problémy během provozu. Na stávajícím topenářském komplexu bude nutné provést konstrukční změny pro snížení tepelné zátěže topného zařízení na tuhá paliva. Proč plýtvat drahocenným palivem, když není potřeba tolik tepla.

Pro vaše informace: Překročení výkonu kotle technologických parametrů topného systému vede k tomu, že chladivo v okruhu se impulsně rozptýlí. Časté zapínání a vypínání topné jednotky vede k nadměrné spotřebě paliva a ke snížení provozních schopností topných zařízení obecně.

Z teoretického hlediska není výpočet optimálního provozního režimu kotlového zařízení obtížný. Obecně se uznává, že 10 kW stačí k vytápění obytné plochy 10 m2. Tento ukazatel je zohledněn s ohledem na vysokou tepelnou účinnost budovy a standardní konstrukční vlastnosti budovy (výška stropu, plocha zasklení).

Teoreticky se výpočet provádí na základě následujících parametrů:

• plocha vytápěné místnosti;
• měrný výkon topného zařízení pro vytápění je 10 kW. m, s ohledem na klimatické podmínky vašeho regionu.

Tabulka ukazuje průměrné parametry kotlového zařízení používaného spotřebiteli v moskevské oblasti:

Plocha bytového domu, ostatní prostory, m2	Doporučený výkon jednotky, kW
60 – 200	na 25
200 – 300	25 – 35
300 – 600	35 – 60
600 – 1200	60 – 100

Parametry tepelného zatížení vypadají teoreticky na papíře optimálně, což ve vztahu k místním podmínkám zjevně nestačí. Vybraná jednotka by ve skutečnosti měla mít redundantní schopnosti. Ve skutečnosti se musíte zaměřit na zařízení, která mohou pracovat s malou rezervou výkonu.

K poznámce: Přebytečný výkon kotle na tuhá paliva umožní celému topnému systému v domě rychle dosáhnout optimálních provozních podmínek. Dodatečný zdroj by měl překročit vypočítaná data o 20–30 %.

Skutečné ukazatele zatížení jednotek na tuhá paliva závisí na kombinaci různých faktorů. Při výběru topného kotle se mohou přizpůsobit klimatické podmínky regionu, ve kterém žijete. Pro střední zónu se za optimální považují následující výkonové parametry kotlového zařízení:

• jednopokojový městský byt – kotel o výkonu 4,16-5 kW;
• pro dvoupokojový byt – zařízení s výkonem 5,85-6 kW;
• pro třípokojový byt bude stačit mít jednotku 8,71-10 kW;
• čtyřpokojový byt nebo soukromý obytný dům bude pro vytápění vyžadovat kotel s parametry 12-24 kW.

Důležité! Pokud jde o instalaci zařízení kotel na tuhá paliva v soukromých domech a příměstských obytných budovách, je nutné se zaměřit na zařízení s většími technologickými možnostmi. Pro vytápění a zásobování teplou vodou obytného domu o rozloze 150 m2 a více budete muset nainstalovat kotel na tuhá paliva o výkonu 24 kW a více. Vše závisí na intenzitě topného systému a objemu domácí potřeby teplé vody.

Vytápěcí zařízení je vždy nutné volit individuálně, na základě vypočítaných údajů a vlastních potřeb.

Možnosti výpočtu výkonu jednotek na tuhá paliva

*
Přesnost vašich výpočtů závisí na zohlednění všech faktorů a ukazatelů, kterým jsme věnovali pozornost výše. Pro větší přehlednost můžete postupovat podle řady kroků, které vám poskytnou představu o tom, jak se to dělá.

Specifický výkon topného zařízení je označen písmenem W. Pro regiony naší země s drsným klimatem je tento parametr 1,2-2 kW. V jižních oblastech se specifická hodnota ohřívače pohybuje mezi 0,7-0,9 kW. Průměrná hodnota je v tomto případě 1.2-1,5 kW.

Nejprve určíme plochu prostoru, který má být vytápěn. Dále získané plošné údaje vydělíme měrným výkonem kotle instalovaného v domě v určité oblasti. Výsledný výsledek vydělíme 10 na základě teoretického poměru vynaloženého výkonu topného zařízení na vytápění 10 metrů čtverečních. metrů.

Například: vypočítáme maximální zatížení topného kotle na uhlí pro průměrnou obytnou budovu o rozloze 150 m2.

• Obytná plocha je 150 mXNUMX. metrů.
• Měrný výkon topného zařízení pro vytápění 10 m2 je 1,5 kW.

Pro práci použijeme následující vzorec: W = (150 x 1.5)/10. Ve výsledku získáme 22,5 kW. Získaná hodnota je výchozím bodem pro výběr autonomního kotle na tuhá paliva s přihlédnutím k technologickým možnostem topného systému a potřebám vaší vlastní domácnosti.

K poznámce: Po nalezení podobného modelu topného zařízení přidejte 20-30% výkonu, abyste zvýšili technologické možnosti všech topných zařízení. Zatížení teplovodního systému a komfortní teplota v domě závisí na počtu obyvatel v domě za předpokladu, že kotel pracuje za optimálních podmínek.

Pomocí podobného scénáře můžete vypočítat požadovaný zdroj topného zařízení pro dům jakékoli velikosti. Vždy berte v úvahu klimatické podmínky a vlastní požadavky na vybavení kotle.

Optimální výběr topného zařízení – nuance a jemnosti problému

Poté, co si sami zjistíte potřebné výkonové parametry kotle na tuhá paliva, který bude u vás doma, můžete začít navrhovat a instalovat topný systém. Měli byste si být vědomi toho, že deklarované údaje o životnosti tepelného zatížení zařízení ovlivňují náklady na jednotku. Nízkopříkonová topná zařízení mají omezené technologické možnosti a jsou určena především pro vytápění malých místností. Mohou to být venkovské domy, sauny a budovy pro hosty venkovského typu.

V případě potřeby vyvstává otázka, jak zvýšit funkčnost a účinnost zařízení na tuhá paliva. V tomto případě existují rozumná technická a technická řešení, se kterými bude mít zvýšení výkonu kotle hmatatelný efekt.

K poznámce: Účinnost zařízení lze výrazně zvýšit instalací přídavného výměníku do komína, který bude přijímat teplo z těkavých spalin unikajících do atmosféry. Ekonomizér (přídavný výměník tepla) zvýší jmenovitý výkon kotlového zařízení o 20-30%.

Pro autonomní vytápění obytných budov není vhodné používat vysoce výkonné kotle na tuhá paliva. Takové zařízení je těžkopádné a vyžaduje velkou speciální místnost pro instalaci. Vzhledem k velikosti a obrovskému výkonu zařízení průmyslových kotlů je třeba pamatovat na značnou spotřebu palivových zdrojů.

Tato technika je ideální pro vytápění v průmyslovém měřítku. Při vytápění velkých průmyslových zařízení a staveb bude zapotřebí velké množství tepla. V podnicích jsou instalovány jednotky na tuhá paliva s velkým tepelným zatížením.

Závěry

Výběr topného zařízení je složitý a zodpovědný úkol. Neměli byste okamžitě sledovat modely jednotek na pevná paliva, které mají větší výkon. V některých případech stačí pro vytápění obytného domu instalace jednotky s výstupními parametry 24-36 kW. Při teplotě mimo okno -30 0 C takový kotel umožní vytvořit uvnitř místnosti teplotu +20-22 0 C a ohřát vodu v teplovodním systému na 40-45 0 C.

V každém jednotlivém případě si můžete vybrat ve prospěch jednoho nebo druhého typu technologie vytápění.

Větší výkon kotle může být vyžadován ve špičkách, kdy klimatické podmínky nutí otopný systém pracovat ve zvýšeném režimu. Takové situace však nejsou systematické a vaše topné zařízení bude většinou pracovat se sníženým nastavením. Pokud očekáváte velkou spotřebu teplé vody pro domácí účely, pak byste se měli rovnou zaměřit na zařízení s vyšším výkonem. V moderních soukromých domech se více než 50% výkonu topných zařízení spotřebuje k poskytování teplé vody obyvatelům domu. Připojení topného systému „teplé podlahy“ vás také nutí věnovat pozornost kotlovým zařízením s vyšším výkonem.

Kotel musíte vybírat nejen podle jeho skutečného výkonu. Roli zde hrají provozní možnosti tepelných zařízení, způsob a kvalita údržby kotelního zařízení. Použití optimálního typu paliva pro vaše topné zařízení vám přítomnost automatizace umožní dosáhnout normálního provozu vašeho kotle na tuhá paliva.

Při výběru kotle na tuhá paliva je potřeba zvážit výkon. Určuje, zda zařízení dokáže vytvořit potřebné množství tepla pro celý dům či nikoliv. Je nežádoucí volit příliš výkonný kotel, protože bude pracovat v ekonomickém režimu, a to se projeví na snížení účinnosti.

Pro správnou volbu kotle na tuhá paliva potřebujete znát dva ukazatele:

1. Množství tepla potřebné k vytápění místnosti a ohřevu vody.
2. Skutečná síla zařízení.

Výpočet výkonu v závislosti na objemu místnosti

Výpočtový vzorec je:

Q = VxATxK/850,

• kde Q- Množství tepla, definované v kW/h4;
• V – objem místnosti (měrná jednotka kubický m);
• ΔT je rozdíl mezi venkovní teplotou a vnitřní teplotou;
• TO – korekční faktors přihlédnutím k tepelným ztrátám;
• číslo 850 je zvyklé převést součin výše uvedených tří ukazatelů na kW/hod.

K může mít následující významy:

1. 3-4 – pro prostory, které jsou zjednodušenou dřevěnou konstrukcí nebo budovou z vlnitých plechů.
2. 2-2,9 – pro budovy s malou tepelnou izolací. Konstrukce takových domů je zjednodušená, tloušťka stěny se rovná délce 1 cihly, okna a střecha mají jednoduchou strukturu.
3. 1-1,9 – pro domy, jejichž provedení je standardní. Zdivo je dvojité, počet jednoduchých oken malý. Střecha má konvenční střechu.
4. 0,6-0,9 – pro domy s vylepšenou konstrukcí, dvojitá tepelná izolace zděných zdí, okna s dvojitým zasklením, silná podlahová základna, střecha z dobrého tepelně izolačního materiálu.

Jako příklad si vezměme moderní dům o rozloze 200 metrů čtverečních. m, výška stěny 3 m a prvotřídní tepelná izolace. Dům se nachází v oblasti, kde v zimě teplota neklesá pod -25 °C. V tomto případě AT = 20 – (-25) = 45 °C. Proto pro vytápění domu musíte vytvořit Q = 200*3*45*0,9/850 = 28,58 kW/h. Číslo by nemělo být zaokrouhleno, protože není konečné a musíte jej zvýšit vlastními rukama o množství tepla pro přívod teplé vody. Pokud se plánuje ohřev vody jiným způsobem, získaný výsledek se neupraví a část výpočtu je dokončena.

Výpočet tepla pro zásobování teplou vodou

Chcete-li vypočítat, kolik tepla musíte vynaložit na ohřev vody, musíte použít vzorec Qв = с*m*Δt:

• kde c je měrná tepelná kapacita vody (ukazatel je vždy 4200 J/kg*K);
• m- hmotnost vody v kg;
• Δt teplotní rozdíl mezi ohřátá voda z vodovodu.

Čtěte také: Teplovodní kotel na tuhá paliva

Příklad. Průměrná rodinná potřeba teplé vody může dosáhnout 150 litrů. Pokud kotel ohřívá chladicí kapalinu na teplotu 80 °C a voda z potrubí má teplotu 10 °C, pak Δt = 80 – 10 = 70 °C.

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

Pak proveďte toto:

1. Pokud je třeba najednou ohřát 150 litrů, je kapacita nepřímého kotle 150 litrů, pak se k 12,25 kW/h přidá 28,58 kW/h. To je nutné provést, protože pokud je Qzag menší než 40,83, bude místnost chladnější než vypočítaných 20 °C.
2. Pokud se voda musí ohřívat po částech, objem nepřímého kotle je 50 litrů, pak se 12,25 vydělí 3 a přidá se vlastními rukama na 28,58. Qzag bude rovných 32,67 kW/h. To je výkon zařízení pro topný systém.

Výpočet podle plochy

Je přesnější, protože zohledňuje více faktorů. Výpočet se provádí pomocí vzorce:

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

0,1 kW je tepelná norma na 1 mXNUMX. m;

S je plocha vytápěného domu;

k1 ukazuje tepelné ztráty způsobené konstrukcí oken. Prostředek:

• 1,27 – pokud mají okna jedno sklo;
• 1,0 – pokud jsou okna s dvojitým zasklením;
• 0,85 – pokud jsou okna s trojsklem.

k2 ukazuje tepelné ztráty způsobené plochou okna (Sw). Je poměr Sw k podlahové ploše Sf. Jeho významy jsou:

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

k3 je koeficient tepelných ztrát stěnami. Stává se to takto:

• 1,27 s velmi špatnou tepelnou izolací;
• 1 v domech se stěnou ze 2 cihel nebo izolací, jejíž tloušťka je 15 cm;
• 0,854 s dobrou tepelnou izolací.

k4 ukazuje tepelné ztráty v závislosti na teplotě vzduchu mimo dům (tz). Má následující významy:

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

Čtěte také: Výhody kotle Popov

k5 ukazuje tepelné ztráty vnějšími stěnami. Je to takhle:

• 1,1 pro místnosti s jednou vnější stěnou;
• 1,2 pro 2 vnější stěny;
• 1,3 pro 3 vnější stěny;
• 1,4 pro budovu se 4 vnějšími stěnami.

K6 ukazuje kolik Potřebné dodatečné teplo v závislosti na výšce stropu (H). Jeho významy jsou:

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

k7 určuje tepelné ztráty v závislosti na typu místnosti umístěné nad vytápěnou místností. Stává se to takto:

• 0,8 pro vytápěné místnosti;
• 0,9 pro teplé podkroví;
• 1 pro studené podkroví.

Příklad. Podmínky problému jsou stejné. Okna jsou trojskla a tvoří 30% podlahové plochy. Počet vnějších stěn je 4. V patře je studená půda.

Q = 0,1*200*0,85*1*0,854*1,3*1,4*1,05*1 = 27,74 kW/h. Toto číslo musí být zvýšeno přidáním množství tepla potřebného pro dodávku teplé vody vlastními rukama.

Skutečný výkon dlouho hořícího kotle

Mnoho zařízení je navrženo pro určitý druh paliva. Pokud se v nich spalují jiné druhy paliva, bude jejich účinnost nižší.

Výpočet výkonu bude proveden na základě pyrolýzního kotle Viessmann Vitoligno 100-S 60. Jeho vlastnosti jsou následující:

1. Poháněno dřevem.
2. Za 1 hodinu shoří v nakládací komoře 6 až 15 kg dřeva.
3. Jeho jmenovitý výkon je 60 kW.
4. Objem ložné komory je 294 litrů.
5. Účinnost je 87%

Ať si v něm majitel naplánuje spalování osikového dřeva. 1 kg takového palivového dřeva vyprodukuje 2,82 kW/h. Pokud kotel spálí 1 kg za 15 hodinu, pak vydá 2,82*15*0,87 = 36,801 kW/h tepla (0,87 je účinnost). Takové zařízení nestačí pro vytápění domu 150litrovým kotlem, ale pro zásobování teplou vodou 50litrovým kotlem zcela stačí. Chcete-li získat hodnotu 32,67 kW/h, musíte za 1 hodinu spálit 13,31 kg osikového dříví (32,67/(2,82*0,87) = 13,31). To v případě, že potřebu tepla počítáte objemově.

Čtěte také: Kotle na uhlí s dlouhým spalováním

Umíš počítat Jak dlouho bude trvat spálení plného nákladu palivového dřeva?. 1 litr takového palivového dřeva váží 0,143 kg. Komora pojme 294 * 0,143 = 42 kg palivového dřeva. Tato zásoba vydrží déle než 3 hodiny. To nestačí, takže si musíte vybrat jednotku s dvojnásobným topeništěm nebo najít jiné zařízení, například peletové.

Některé topné spotřebiče na tuhá paliva jsou určeny pro různé druhy paliv. Například kotel Stropuva. Může spalovat uhlí, dřevo a pelety. Skutečný výkon se bude u různých paliv lišit. Výpočet tohoto ukazatele se provádí ručně s využitím energetické účinnosti každého typu paliva. Poté se vybere ten nejlepší.

Energetická účinnost různých druhů paliv

1. Spálením 1 kg suchých pilin nebo malých borových hoblin vzniká 3,2 kW/h. 1 litr váží 1,137 kg.
2. Lepší jsou brikety z olše – 3,5 kW/h. Hmotnost 1 litr – 0,285 kg.
3. Brikety vyrobené z listnatých stromů produkují 3,1 kW/h. 1 litr váží 0,31 kg.
4. Účinnost uhlí DPK je 4,85 kW/h. Hmotnost 1 litr – 0,4 kg.
5. 1 kg COOM vyprodukuje 5,58 kW/h tepla. Hmotnost 1 litr – 0,403 kg.
6. Antracit dává 5,68 kW/h. 1 litr váží 0,485 kg.
7. Běloruská rašelina – 2,36 kW/h. Hmotnost 1 litr – 0,34 kg.

Někteří výrobci uvádějí celkovou dobu hoření jedné zátěže a neuvádějí, kolik paliva se spálí za 1 hodinu. V tomto případě je třeba vypočítat:

1. Hmotnost paliva, které se vejde do topeniště.
2. Množství tepla, které toto palivo vytvoří. Je upraven pro účinnost.
3. Množství tepla uvolněného za jednu hodinu. Výše uvedený údaj je vydělen dobou hoření celého objemu paliva.

Konečný údaj je skutečný výkon kotle na tuhá paliva pro topný systém, který dokáže vyrobit za 1 hodinu.