Jak vypočítat výkon plynového kotle: vzorce a příklady výpočtu

Jak zvolit výkon plynových kotlů

Většina poradců, kteří prodávají topná zařízení, si sama vypočítá potřebný výkon podle vzorce 1 kW=10 m². K tomu přistupuje množství teplonosného média v otopné soustavě.

Výpočet jednoho topného kotle

• Pro 60 m² - jednotka může uspokojit potřebu tepla na 6 kW + 20 % = 7,5 kW.
  . Pokud není k dispozici vhodný model s vhodnou velikostí výkonu, je vhodnější topný přístroj s vyšším výkonem.
• Podobný výpočet se provede pro 100 m² - požadovaný výkon kotle je 12 kW.
• Pro vytápění 150 m² plynový kotel o výkonu 15 kW + 20 % (3 kW) = 18 kW.
  . Pro podlahovou plochu 200 m² je zapotřebí kotel o výkonu 22 kW.

Jak vypočítat výkon dvou kotlů

10 m² = 1 kW + 20 % (bezpečnostní rezerva) + 20 % (na ohřev vody)

Výkon dvouokruhového plynového kotle pro vytápění a ohřev teplé vody pro plochu 250 m² je 25 kW + 40 % (10 kW) = 35 kW.
. Výpočet je vhodný pro dvouokruhová zařízení. Pro výpočet výkonu jednookruhové jednotky připojené ke kotli pro nepřímé vytápění se používá jiný vzorec.

Výpočet výkonu kotle pro nepřímé vytápění a jednoho kotle

• Určete, jak velký výkon kotle bude stačit k pokrytí potřeb obyvatel domu.
• V technické dokumentaci k zásobníku je uveden požadovaný výkon kotlového zařízení pro udržení ohřevu teplé vody, aniž by bylo zohledněno teplo potřebné pro vytápění. Kotel o objemu 200 litrů potřebuje v průměru asi 30 kW.
• Vypočítá se výkon kotle potřebný k vytápění domu.

Čísla se sčítají. Od výsledku se odečte částka ve výši 20 %. To by mělo být provedeno z toho důvodu, že topení nebude fungovat pro vytápění a ohřev TUV současně. Výpočet topného výkonu jednookruhového topného kotle se zohledněním externího ohřívače vody pro přípravu teplé vody se provádí s ohledem na tuto vlastnost.

Jakou výkonovou rezervu musí plynový kotel využívat?

• U jednookruhových modelů je rozpětí přibližně 20 %.
• U dvouokruhových jednotek 20 % + 20 %.
• Kotle s připojením ke kotli pro nepřímé vytápění - v konfiguraci zásobníku je uveden požadovaný přídavný objem.

Výpočet potřeby plynu na základě výkonu kotle

V praxi to znamená, že 1 m³ plynu odpovídá 10 kW tepelné energie za předpokladu 100% přenosu tepla. Při účinnosti 92 % bude spotřeba paliva 1,12 m³ a při 108 % maximálně 0,92 m³.

Metoda výpočtu množství spotřebovaného plynu zohledňuje kapacitu jednotky. Topné zařízení o výkonu 10 kW tedy během jedné hodiny spálí 1,12 m³ paliva, jednotka o výkonu 40 kW pak 4,48 m³. Tato závislost spotřeby plynu na výkonu kotle se zohledňuje při komplexních tepelnětechnických výpočtech.

Tento poměr je rovněž zahrnut v online nákladech na vytápění. Výrobci často uvádějí průměrnou spotřebu plynu pro každý vyráběný model.

Pro úplný výpočet přibližných materiálových nákladů na vytápění bude nutné vypočítat spotřebu energie energeticky závislých topných kotlů. V současné době jsou nejúspornějším způsobem vytápění plynové kotle.

U velkých vytápěných budov se výpočet provádí až po auditu tepelných ztrát budovy. V ostatních případech jsou k dispozici speciální vzorce nebo online služby.

Plynový kotel je univerzální výměník teplaDodává teplou vodu pro domácnost a vytápění prostor.

Kotel vypadá takto podobně jako malá lednička.

Při instalaci topného kotle je nutné správně vypočítat jeho výkon.

Koncept rozptylového faktoru

Faktor rozptylu je jedním z nejdůležitějších ukazatelů přenosu tepla mezi obytným prostorem a okolím. V závislosti na tom, jak dobře je dům izolován, existují hodnoty, které se používají v nejpřesnějším vzorci pro výpočet:

• 3,0 - 4,0 je součinitel rozptylu pro konstrukce bez tepelné izolace. Nejčastějším příkladem jsou v takových případech dočasné stavby z vlnitého plechu nebo dřeva.
• Koeficient 2,9 až 2,0 je typický pro budovy s nízkou tepelnou izolací. Jedná se o domy s tenkými stěnami (např. z jedné cihly) bez izolace, s běžnou dřevěnou konstrukcí a jednoduchou střechou.
• Průměrná úroveň tepelné izolace a koeficient 1,9 až 1,0 se udává pro domy s dvojitými plastovými okny, zateplenými obvodovými stěnami nebo dvojitým zdivem a se zateplenou střechou nebo podkrovím.
• Nejnižší činitel rozptylu 0,6 až 0,9 je charakteristický pro domy postavené z moderních materiálů a technologií. Tyto domy mají izolované stěny, střechy a podlahy, kvalitní okna a dobře navržený systém větrání.

Tabulka pro výpočet nákladů na vytápění v soukromém domě

Vzorec, který využívá činitele rozptylu, je jedním z nejpřesnějších a umožňuje vypočítat tepelné ztráty konkrétní budovy. Vypadá to takto:

Ve vzorci Qt je úroveň tepelných ztrát, V je objem místnosti (součin délky, šířky a výšky), Pt je teplotní rozdíl (pro výpočet je nutné od požadované teploty v místnosti odečíst minimální teplotu vzduchu, která může být v dané zeměpisné šířce), k je činitel rozptylu.

Doplňme tato čísla do našeho vzorce a zkusme zjistit tepelné ztráty domu o objemu 300 m3 (10 m * 10 m * 3 m) s průměrnou tepelnou izolací při požadované teplotě vzduchu +20 °C a minimální zimní teplotě -20 °C.

Na základě tohoto údaje můžeme zjistit, jaký výkon kotle je pro takový dům potřeba. Za tímto účelem vynásobte hodnotu tepelných ztrát koeficientem rezervy, který se obvykle pohybuje mezi 1,15 a 1,2 (stejných 15-20 %). Z toho vyplývá, že:

Zaokrouhlením tohoto čísla směrem dolů zjistíme, co hledáme. K vytápění domu s podmínkami, které jsme uvedli, bude zapotřebí kotel o výkonu 38 kW.

Tento vzorec umožní velmi přesně určit výkon plynového kotle potřebný pro ten či onen dům. V současné době je k dispozici také mnoho různých kalkulaček a programů, které umožňují zohlednit údaje o jednotlivých budovách.

Kotel musí být instalován s plynovým kotlem: Co je třeba vědět a co je užitečné vědět o postupu připojení? Jak správně a správně vypočítat radiátory pro dům Zásobování vodou pro soukromý dům: doporučení pro vytvoření

Jaké jsou tepelné ztráty místnosti

Každá místnost má určité tepelné ztráty. Teplo vychází ze stěn, oken, podlah, dveří a stropů, takže úkolem plynového kotle je kompenzovat množství tepla, které odchází ven, a zajistit v místnosti určitou teplotu. To vyžaduje určitý tepelný výkon.

Zkušenosti ukazují, že největší množství tepla uniká stěnami (až 70 %). Střechou a okny může unikat až 30 % tepelné energie a větracím systémem až 40 %. Nejmenší tepelné ztráty mají dveře (do 6 %) a podlahy (do 15 %).

Tepelné ztráty domu mohou ovlivnit následující faktory

Umístění domu. Každé město má své klimatické zvláštnosti. Při výpočtech tepelných ztrát je třeba zohlednit kritickou zápornou teplotní charakteristiku oblasti a průměrnou teplotu a délku topné sezóny (pro přesné výpočty pomocí softwaru).
Poloha stěn vzhledem ke světovým stranám. Je známo, že větrná růžice se nachází na severní straně, takže tepelné ztráty stěny umístěné v této oblasti budou nejvyšší. V zimním období fouká silný studený vítr ze západní, severní a východní strany, takže tepelné ztráty z těchto stěn jsou vyšší.
Plocha vytápěného prostoru. Množství uniklého tepla závisí na velikosti místnosti, ploše stěn, stropů, oken a dveří.
Tepelná technika stavebních konstrukcí. Každý materiál má svůj koeficient tepelného odporu a součinitel prostupu tepla - schopnost přenést určité množství tepla skrz sebe. Pro jejich zjištění je třeba použít tabulková data a určité vzorce. Informace o skladbě stěn, stropů, podlah a jejich tloušťkách naleznete v půdorysu.
Okenní a dveřní otvory. Velikost, úprava dveří a zasklení. Čím větší jsou okenní a dveřní otvory, tím větší jsou tepelné ztráty.

Při výpočtech je důležité zohlednit výkonnost instalovaných dveří a izolačních skel.
Zohlednění větrání. Větrání je v domě přítomno vždy, bez ohledu na přítomnost umělého větrání.

Otevřená okna umožňují větrání, pohyb vzduchu se vytváří otevíráním a zavíráním hlavních dveří, lidé procházejí místností a teplý vzduch proudí ven z místnosti.

Znalost výše uvedených parametrů vám umožní nejen vypočítat tepelné ztráty domu a určit výkon kotle, ale také identifikovat místa, která potřebují dodatečnou izolaci.

3 Úprava výpočtů - další úvahy

V praxi není příliš obvyklé najít dům s průměrnými hodnotami, a proto se při výpočtech systému zohledňují další parametry. Jeden z rozhodujících faktorů - klimatické pásmo, oblast, kde se má kotel používat - již byl zmíněn. Zde jsou hodnoty pro W_faktor pro všechny oblasti:

• Střední pás slouží jako měřítko, měrný výkon je 1-1,1;
• Moskva a okolí Moskvy - výsledek vynásobte 1,2-1,5;
• pro jižní regiony - od 0,7 do 0,9;
• v severních oblastech se zvyšuje na 1,5-2,0.

V každé zóně pozorujeme určitý rozptyl hodnot. Postup je jednoduchý - čím jižněji se oblast v klimatickém pásmu nachází, tím je koeficient nižší; čím severněji, tím je vyšší.

Zde je příklad regionální úpravy. Předpokládejme, že dům, který jsme dříve vypočítali, se nachází na Sibiři s mrazy až 35 stupňů. Vezmeme W_oud rovná 1,8. Pak vynásobte 12 číslem 1,8 a získáte 21,6. Po zaokrouhlení to dělá 22 kilowattů. Rozdíl oproti původnímu výsledku je téměř dvojnásobný, přičemž byla zohledněna pouze jedna korekce. Proto je nutné výpočty opravit.

Kromě klimatických podmínek v daných oblastech se pro přesný výpočet berou v úvahu i další korekce: výška stropu a tepelné ztráty budovy. Průměrná výška stropu je 2,6 metru. Pokud se výška výrazně liší, vypočítá se koeficient - skutečná výška se vydělí průměrnou výškou. Předpokládejme, že výška stropu ve výše uvedeném příkladu je 3,2 metru. Zvažte: 3,2/2,6=1,23, zaokrouhleno na 1,3. Takže k vytápění domu o rozloze 120 m2 se stropem 3,2 m na Sibiři potřebuje kotel 22 kW × 1,3 = 28,6, tj. 29 kW.

Pro správné výpočty je také velmi důležité zohlednit tepelné ztráty budovy. Teplo se ztrácí v každém domě bez ohledu na jeho konstrukci a druh paliva. Špatně izolované stěny mohou odvádět 35 % teplého vzduchu, okna 10 % a více.

Neizolovaná podlaha si vyžádá 15 % a střecha 25 %. I jeden z těchto faktorů, pokud je přítomen, je třeba vzít v úvahu. Používá se speciální hodnota, kterou se výsledný výkon násobí. Má tyto hodnoty:

35 % teplého vzduchu může unikat špatně izolovanými stěnami, 10 % a více okny. Neizolovaná podlaha si vyžádá 15 % a střecha 25 %. I jeden z těchto faktorů, pokud je přítomen, je třeba vzít v úvahu. Používá se speciální hodnota, kterou se výsledný výkon násobí. Má tyto hodnoty:

• pro cihlový, dřevěný nebo pěnový dům, který je starší než 15 let a je dobře izolovaný, K=1;
• pro ostatní domy s neizolovanými stěnami - K=1,5;
• v případě domů bez izolace střechy a s neizolovanými stěnami - K=1,8
• pro moderní izolovaný dům K=0,6.

Vraťme se k našemu příkladu pro výpočty - dům na Sibiři, který podle našich výpočtů bude potřebovat topné zařízení o výkonu 29 kilowattů. Předpokládejme, že se jedná o moderní dům s izolací, pak K= 0,6. Vypočítejte: 29×0,6=17,4. Přidáváme 15-20 %, abychom měli rezervu pro případ extrémně chladného počasí.

Potřebný výkon generátoru tepla jsme tedy vypočítali pomocí následujícího algoritmu:

1. 1. Zjistěte celkovou plochu vytápěné místnosti a vydělte ji 10. Specifický výkon se ignoruje, potřebujeme průměr vstupních dat.
2. 2. Vezměte v úvahu klimatické pásmo, ve kterém se dům nachází. Vynásobte dříve získaný výsledek regionálním koeficientem.
3. Pokud se výška stropu liší od 2,6 metru, vezměte to v úvahu. Koeficient zjistíte vydělením skutečné výšky standardní výškou. Výkon kotle na základě klimatické zóny vynásobený tímto číslem.
4. 4. Proveďte korekci na tepelné ztráty. Předchozí výsledek vynásobte koeficientem tepelných ztrát.

Umístění topných kotlů v domě

Výše jsme se zabývali pouze kotli, které se používají výhradně k vytápění. Pokud se spotřebič používá k ohřevu teplé vody, je třeba zvýšit vypočtený výkon o 25 %.

Vezměte prosím na vědomí, že rezerva na vytápění se vypočítává po korekci na klimatické podmínky. Výsledek získaný po všech výpočtech je dostatečně přesný a lze jej použít pro výběr jakéhokoli kotle: plynového, olejového, na tuhá paliva, elektrického.

Výpočet výkonu kotle v závislosti na ploše

Ve většině případů se používá přibližný výpočet tepelného výkonu kotle podle plochy, např. pro rodinný dům:

• 10 kW na 100 m2;
• 15 kW na 150 m2; 15 kW na 150 m2;
• 20 kW pro 200 m2.

Takové výpočty mohou být vhodné pro nepříliš velkou budovu s izolovanou podlahou v podkroví, nízkými stropy, dobrou tepelnou izolací a dvojitými okny, ale ne více.

Staré výpočty nejsou tím nejlepším způsobem. Zdroj:

Bohužel tyto podmínky splňuje jen malý počet budov. Pro co nejkomplexnější výpočet výkonu kotle je třeba vzít v úvahu celý soubor vzájemně souvisejících faktorů, včetně

• atmosférické podmínky v oblasti;
• velikost obytné stavby;
• Součinitel prostupu tepla stěny;
• Vlastní tepelná izolace budovy;
• systém regulace výkonu plynového kotle;
• množství tepla potřebného pro ohřev TUV.

Výpočet jednookruhového topného kotle

Dostatečný výkon pro jeden kotel s úpravou nástěnného nebo podlahového kotle podle následujícího vzorce: 10 kW na 100 m2, je třeba zvýšit výkon o 15-20 %.

Například budovu o rozloze 80 m2 je třeba vytápět.

Výpočet výkonu plynového kotle:

10*80/100*1,2 = 9,60 kW.

V případě, že v obchodní síti není požadovaný druh zařízení, zakupte modifikaci s velkou velikostí kw. Tato metoda je vhodná pro jednookruhové zdroje vytápění bez zatížení teplou vodou a může být základem pro výpočet spotřeby plynu pro danou sezónu. Někdy se místo obytné plochy počítá s velikostí bytového domu a stupněm izolace.

Pro jednotlivé místnosti postavené podle standardního projektu s výškou stropu 3 m je vzorec pro výpočet poměrně jednoduchý.

Jiný způsob výpočtu hodnoty OK kotle

V této variantě se zohledňuje plocha objektu (P) a měrný účiník kotlové jednotky (KPU), který je závislý na klimatické poloze objektu.

Liší se v kW:

• 0,7 až 0,9 jižní oblasti Ruské federace;
• 1,0 až 1,2 centrální oblasti RF;
• 1,2 až 1,5 Moskevská oblast;
• 1,5 až 2,0 severní oblasti Ruské federace.

Vzorec pro výpočet je tedy následující:
Mo=P*UMK/10

Například požadovaný výkon zdroje vytápění pro budovu o ploše 80 m2 nacházející se v severní oblasti:

Mo = 80*2/10 = 16 kW

Pokud bude majitel instalovat dvouokruhový kotel pro vytápění a přípravu teplé vody, doporučují odborníci k vypočtenému výkonu přičíst 20 % výkonu pro ohřev vody.

Jak vypočítat výkon dvou kotlů

Topný výkon soupravy dvou kotlů se vypočítá na základě následujícího poměru:

10 m2 = 1 000 W + 20 % (tepelné ztráty) + 20 % (ohřev TUV).

Pokud má budova plochu 200 m2 , jsou požadované rozměry: 20,0 kW + 40,0 % = 28,0 kW.

Jedná se o odhad a je lepší zkontrolovat spotřebu HTW na osobu. Tyto údaje jsou uvedeny v SNIP:

• koupelna - 8,0-9,0 l/min;
• sprchová jednotka - 9 l/min;
• WC - 4,0 l/min;
• dřezová baterie - 4 l/min.

V technickém listu kotle je uveden tepelný výkon, který kotel potřebuje k zajištění kvalitního ohřevu vody.

Pro 200litrový výměník tepla postačí ohřívač se zatížením přibližně 30,0 kW. Poté se vypočítá výkon postačující k vytápění a na konci výpočtu se sečte celkový součet.

Výpočet výkonu kotle pro nepřímé vytápění

Pro vyvážení požadovaného výkonu jednookruhové jednotky na plynné palivo s nepřímo ohřívaným kotlem je nutné stanovit, jaký objem výměníku tepla bude potřeba pro zajištění teplé vody pro obyvatele domu. Na základě údajů o normách spotřeby teplé vody lze snadno stanovit, že průtok za den pro čtyřčlennou rodinu bude 500 litrů.

Výkon nepřímotopného ohřívače vody je přímo závislý na ploše vnitřního výměníku tepla, čím větší je spirála, tím více tepelné energie předá vodě za hodinu. Tyto údaje můžete zjistit z technických údajů v technickém listu zařízení.

Zdroj:

Existují optimální poměry těchto hodnot pro průměrný rozsah výkonu kotlů pro nepřímé vytápění a dobu dosažení nastavené teploty:

• 100 l, Mo - 24 kW, 14 min;
• 120 l, Mo - 24 kW, 17 min;
• 200 l, Mo - 24 kW, 28 min.

Při výběru ohřívače vody se doporučuje, aby ohřál vodu přibližně za půl hodiny. Na základě těchto požadavků je vhodnější varianta 3 BKH.

Triviální otázka - proč potřebujete znát potřebný výkon kotle?

Ačkoli se tato otázka zdá být skutečně řečnická, zdá se, že je třeba uvést několik vysvětlení. Faktem je, že někteří majitelé domů a bytů stále dělají chyby a zachází do jednoho nebo druhého extrému. Jinými slovy, pořizují si zařízení o vědomě nedostatečném tepelném výkonu v naději, že ušetří, nebo předražené, aby si podle svého názoru mohli zajistit teplo v každé situaci s velkou rezervou.

Obojí je zcela špatně a má negativní dopad jak na komfort bydlení, tak na životnost samotného zařízení.

No, s nedostatečnou kalorickou hodnotou je vše víceméně jasné. Když přijde zimní nachlazení, kotel bude pracovat na plný výkon a není zaručeno, že vnitřní klima bude příjemné. To znamená, že bude nutné "přitápět" elektrickými ohřívači, což bude stát hodně peněz. A kotel, který funguje na hranici svých možností, pravděpodobně dlouho nevydrží. V každém případě si majitelé domů za rok nebo za dva určitě uvědomí, že je třeba jednotku vyměnit za výkonnější. V každém případě jsou náklady na chybu velmi působivé.

Ať už je zvolen jakýkoli kotel, jeho tepelný výkon musí splňovat určitou "harmonii" - musí plně pokrýt potřeby tepelné energie domu nebo bytu a mít přiměřenou provozní rezervu.

No, proč si nekoupit kotel s velkou marží, co by to mohlo být? Ano, kvalitní vytápění bude samozřejmě zajištěno. Nyní si však uveďme "nevýhody" takového přístupu:

- Za prvé, kotel s vyšším výkonem bude stát mnohem více a těžko lze takový nákup označit za racionální.

- Za druhé, s rostoucím výkonem prakticky vždy roste velikost a hmotnost jednotky.

Jedná se o zbytečné komplikace při instalaci a "ukradený" prostor, což je důležité zejména v případě, že má být kotel instalován v kuchyni nebo jiné obytné části domu.

- Zatřetí je možné, že dojde k nehospodárnému provozu topného systému - část vynaložené energie bude v podstatě promarněna.

- Za čtvrté, nadměrná kapacita znamená pravidelné dlouhé odstávky kotle, které jsou navíc doprovázeny ochlazováním komína a následnou hojnou kondenzací.

- Za páté, pokud není výkonný spotřebič nikdy správně zatížen, není to pro vás dobré. Takové tvrzení se může zdát paradoxní, ale je tomu tak - opotřebení je vyšší, doba bezporuchového provozu se výrazně zkracuje.

Ceny oblíbených topných kotlů

Nadměrný výkon kotle je vhodný pouze v případě, že se plánuje připojení systému ohřevu vody pro potřeby domácnosti - kotle nepřímého ohřevu. Nebo pokud plánujete v budoucnu rozšířit svůj topný systém. Majitelé například plánují postavit obytnou přístavbu k domu.

Proč byste si neměli vybírat kotel s příliš velkým přídavným výkonem?

Nedostatečný tepelný výkon je zcela zřejmý: topný systém jednoduše neposkytuje požadovanou úroveň teploty ani v nepřetržitém provozu. Jak jsme se však již zmínili, nadbytečná kapacita může být vážným problémem, který vede k tomu.

• nižší účinnost a vyšší spotřeba paliva, zejména u jednostupňových a dvoustupňových hořáků, které nejsou schopny plynule regulovat výkon;
• Časté cyklování (zapnutí/vypnutí) kotle, které narušuje normální provoz a snižuje životnost hořáku;
• jednoduše vyšší náklady na kotelní jednotku, vzhledem k tomu, že výkon, za který byla zvýšená platba provedena, nebude využit;
• často větší hmotnost a rozměry.

Kdy je nadměrný tepelný výkon ještě vhodný

Jediným důvodem, proč zvolit kotel s mnohem vyšším výkonem, než je nutné, jak jsme již zmínili, je jeho použití ve spojení s vyrovnávací nádrží. Akumulační zásobník (také akumulátor tepla) je zásobník o určitém objemu naplněný teplonosnou látkou, jehož účelem je akumulovat přebytečný tepelný výkon a později jej efektivněji rozdělit pro vytápění domu nebo přípravu teplé vody (TUV).

Akumulátor tepla je například vynikajícím řešením, pokud je kapacita okruhu TUV nedostatečná nebo pokud kotel na tuhá paliva cykluje, když palivo shoří na maximum a systém se po jeho dohoření rychle ochladí. Akumulátor se také často používá ve spojení s elektrokotlem, který ohřívá zásobník během sníženého nočního tarifu za elektřinu a akumulované teplo se rozvádí systémem během dne, čímž se dále udržuje požadovaná teplota po dlouhou dobu bez zásahu kotle.

PokynyKotle

Podtrženo, sečteno

Jak vidíte, výpočet topného výkonu spočívá ve výpočtu součtu čtyř výše uvedených prvků.

Určit požadovanou kapacitu pracovní kapaliny v systému s matematickou přesností není možné pro každého. Proto někteří uživatelé provádějí následující kroky, aniž by chtěli provádět výpočet. Nejprve se systém naplní přibližně na 90 % a poté se zkontroluje jeho správná funkce. Poté se nahromaděný vzduch vypustí a proces plnění pokračuje.

Během provozu topného systému dochází k přirozenému poklesu hladiny topného média v důsledku konvekčních procesů. To vede ke ztrátě výkonu a kapacity kotle. Z toho vyplývá potřeba rezervního zásobníku pracovní kapaliny, z něhož lze sledovat úbytek chladicí kapaliny a v případě potřeby ji doplnit.