Článek byl připraven s informační podporou inženýrů Teplodar https://www.teplodar.ru/catalog/kotli/ – topné kotle za ceny výrobce.
Hlavní charakteristikou, která se bere v úvahu při nákupu topných kotlů, jak plynových, tak elektrických nebo na tuhá paliva, je jejich výkon. Mnoho spotřebitelů, kteří se chystají koupit generátor tepla pro systém vytápění prostor, se proto obává otázky, jak vypočítat výkon kotle na základě plochy areálu a dalších údajů. O tom bude řeč na následujících řádcích.
Parametry výpočtu. Co je třeba zvážit
Nejprve si ale ujasněme, co tato tak důležitá hodnota obecně je, a hlavně, proč je tak důležitá.
V podstatě popsaná charakteristika generátoru tepla pracujícího na jakémkoli typu paliva ukazuje jeho výkon – to znamená, jakou oblast místnosti může vytápět spolu s topným okruhem.
Například topné zařízení o výkonu 3–5 kW je zpravidla schopno „pokrýt“ teplem jednopokojový nebo dokonce dvoupokojový byt, stejně jako dům do 50 metrů čtverečních. m. Instalace s hodnotou 7 – 10 kW “zatáhne” na třípokojové bydlení o ploše až 100 metrů čtverečních. m
Jinými slovy, obvykle odebírají výkon rovnající se zhruba desetině celé vytápěné plochy (v kW). Ale to je jen v nejobecnějším případě. Pro získání konkrétní hodnoty je nutný výpočet. Při výpočtech je třeba vzít v úvahu různé faktory. Pojďme si je vyjmenovat:
- celková vytápěná plocha.
- Oblast, kde funguje vypočítané vytápění.
- Stěny domu, jejich tepelná izolace.
- Tepelné ztráty střechy.
- Druh paliva kotle.
A nyní pojďme mluvit přímo o výpočtu výkonu ve vztahu k různým typům kotlů: plynové, elektrické a na tuhá paliva.
Plynové kotle
Na základě výše uvedeného se výkon kotlového zařízení pro vytápění vypočítá pomocí jednoho poměrně jednoduchého vzorce:
N kotel u10d S x N sp. / XNUMX.
Zde jsou hodnoty dešifrovány takto:
- N kotle je výkon této konkrétní jednotky;
- S je celkový součet ploch všech místností vytápěných systémem;
- N taktů – specifická hodnota zdroje tepla potřebná k zahřátí 10 metrů čtverečních. m. plocha areálu.
Jedním z hlavních určujících faktorů pro výpočet je klimatická zóna, oblast, kde se toto zařízení používá. To znamená, že výpočet výkonu kotle na tuhá paliva se provádí s ohledem na konkrétní klimatické podmínky.
Co je typické, když se jednou během existence sovětských norem pro jmenování výkonu topného zařízení uvažovalo o 1 kW. vždy rovných 10 čtverečních. metrů, je dnes mimořádně nutné provést přesný výpočet pro reálné podmínky.
V tomto případě musíte vzít následující hodnoty N tepů.
- N taktů u1,7d 1,8 – 10 kW na XNUMX metrů čtverečních. metrů plochy – pro regiony sever a Sibiř.
- N taktů u1,3d 1,5 – 10 kW na XNUMX metrů čtverečních. metrů plochy – pro plochy středního jízdního pruhu.
- N taktů = 0,7 – 0,8 kW na 10 mXNUMX. metrů plochy – pro jižní regiony.
Spočítáme například výkon topného kotle na tuhá paliva vzhledem k oblasti Sibiře, kde zimní mrazy někdy dosahují -35 stupňů Celsia. Vezměme N taktů. = 1,8 kW. Poté pro vytápění domu o celkové ploše 100 mXNUMX. m. budete potřebovat instalaci s charakteristikou následující vypočtené hodnoty:
Kotel N = 100 m1,8. m x 10 / 18 = XNUMX kW.
Jak vidíte, přibližný poměr počtu kilowattů k ploše jako jedna ku deseti zde neplatí.
Je důležité vědět! Pokud víte, kolik kilowattů má konkrétní zařízení na pevná paliva, můžete vypočítat objem chladicí kapaliny, jinými slovy, objem vody, který je potřeba k naplnění systému. Chcete-li to provést, jednoduše vynásobte získaný N generátoru tepla 15.
V našem případě je objem vody v topném systému 18 x 15 = 270 litrů.
Zohlednění klimatické složky pro výpočet výkonových charakteristik generátoru tepla však v některých případech nestačí. Je třeba mít na paměti, že tepelné ztráty mohou nastat v důsledku konkrétního uspořádání prostor. Nejprve je třeba zvážit, jaké jsou stěny obytného prostoru. Velmi důležitým faktorem je, jak dobře je dům izolován. Je také důležité zvážit strukturu střechy.
Obecně můžete použít speciální koeficient, kterým musíte vynásobit výkon získaný naším vzorcem.
Tento koeficient má následující přibližné hodnoty:
- K = 1, pokud je dům starší 15 let a stěny jsou vyrobeny z cihel, pěnových bloků nebo dřeva a stěny jsou izolované;
- K = 1.5, pokud stěny nejsou izolované;
- K u1.8d XNUMX, pokud má dům kromě neizolovaných stěn špatnou střechu, která propouští teplo;
- K = 0.6 pro moderní dům s izolací.
Předpokládejme, že v našem případě je dům 20 let starý, je postaven z cihel a je dobře izolovaný. Pak výkon vypočítaný v našem příkladu zůstává stejný:
Kotel N = 18×1 = 18 kW.
Pokud je kotel instalován v bytě, pak je zde třeba vzít v úvahu podobný koeficient. Ale pro obyčejný byt, pokud není v prvním nebo posledním patře, se K bude rovnat 0,7. Pokud je byt v prvním nebo posledním patře, mělo by se vzít K = 1,1.
Dále přejdeme k posouzení případu s jiným typem paliva.
Jak vypočítat výkon pro elektrické kotle
Elektrické kotle se k vytápění používají zřídka. Hlavním důvodem je, že elektřina je dnes příliš drahá a maximální kapacita takových zařízení je nízká. Kromě toho jsou možné poruchy a dlouhodobé výpadky proudu v síti.
Výpočet zde lze provést pomocí stejného vzorce:
N kotel u10d S x N sp. / XNUMX,
po kterých by měl být výsledný ukazatel vynásoben potřebnými koeficienty, o nich jsme již psali.
Existuje však ještě jedna, v tomto případě přesnější metoda. Pojďme na to upozornit.
Tato metoda je založena na skutečnosti, že zpočátku se bere hodnota 40 wattů. Tato hodnota znamená, že na zahřátí 1 m3 je zapotřebí tolik výkonu, aniž by byly zohledněny další faktory. Dále se výpočet provádí následovně. Protože okna a dveře jsou zdrojem tepelných ztrát, je třeba přidat 100 W na každé okno a 200 W na dveře.
V poslední fázi se berou v úvahu stejné koeficienty, které již byly zmíněny výše.
Například takto vypočítáme výkon elektrokotle instalovaného v domě 80 m2 s výškou stropu 3 m, s pěti okny a jedněmi dveřmi.
Kotel N u40d 80x3x500 + 200 + 10300 u10d XNUMX W, nebo přibližně XNUMX kW.
Pokud se výpočet provádí pro byt ve třetím patře, je nutné výslednou hodnotu vynásobit, jak již bylo zmíněno, redukčním faktorem. Pak N kotel = 10×0.7=7 kW.
Nyní si povíme něco o kotlích na tuhá paliva.
Na tuhá paliva
Tento typ zařízení, jak již název napovídá, se vyznačuje použitím tuhého paliva k vytápění. Výhody takových jednotek jsou zřejmé většinou v odlehlých vesnicích a příměstských obcích, kde nejsou plynovody. Jako tuhé palivo se obvykle používá palivové dřevo nebo pelety – lisovaná štěpka.
Způsob výpočtu výkonu kotlů na tuhá paliva je shodný s výše uvedeným způsobem, který je typický pro plynové topné kotle. Jinými slovy, výpočet se provádí podle vzorce:
N kotel u10d S x N sp. / XNUMX.
Po výpočtu indikátoru pevnosti podle tohoto vzorce se také vynásobí výše uvedenými koeficienty.
V tomto případě je však nutné počítat s tím, že kotel na tuhá paliva má nízkou účinnost. Po výpočtu popsanou metodou by tedy měla být připočtena výkonová rezerva přibližně 20 %. Pokud se však plánuje použití tepelného akumulátoru ve formě nádoby pro akumulaci chladicí kapaliny v topném systému, lze vypočítanou hodnotu ponechat.
Nákres kotle na tuhá paliva s předpokládaným výkonem
Překmit a Podkmit
Nakonec poznamenáváme, že instalace kotle na vytápění bez předběžného výpočtu jeho výkonu může vést ke dvěma nežádoucím situacím:
- Výkon kotle je nižší než potřebný pro vytápění stávajících prostor.
- Výkon kotle je více než nutný pro vytápění stávajících prostor.
V prvním případě, kromě toho, že bude doma neustále zima, může dojít k selhání samotné jednotky kvůli neustálému přetížení. A spotřeba paliva bude nepřiměřeně velká. Přeinstalace kotle na nový je spojena s vysokými náklady na materiál a obtížemi při demontáži, stojí za to mluvit o morálních nákladech? Proto je tak důležité správně vypočítat výkon jednotky!
V druhém případě není vše tak žalostné. Přílišný výkon kotle je v podstatě jen nepříjemnost. Za prvé, tento pocit zbytečně vynaložených peněz za drahou jednotku. Za druhé, kupodivu příliš výkonná jednotka, která neustále pracuje na poloviční výkon, snižuje její účinnost a rychle se opotřebovává. Navíc se vyplýtvá spousta paliva.
Jak vidíte, ve druhém případě existují také značné nevýhody. Zde však lze situaci napravit, pokud se do kotle přidá řekněme funkce ohřevu teplé vody. V každém případě je konečné rozhodnutí na spotřebiteli.
Zvažovali jsme tedy metody pro výpočet výkonu topného kotle. Tato doporučení by měla spotřebitelům pomoci v obtížném procesu výběru a nákupu topné jednotky.
Přihlaste se k odběru našeho kanálu na Yandex.Zen
- Autor: Vladimir Molotilov
Bydlím v Ťumeni, pracoval jsem jako inženýr ve stavebnictví, ale na příkaz své duše jsem spisovatel. Proto s potěšením píšu o stavebních a opravárenských tématech.
Kotel hraje hlavní roli v topném systému. Prvním požadavkem, který je kladen na výběr, je zdroj energie pro práci. Ale neméně důležitý je výpočet výkonu kotle pro soukromý dům před nákupem. Pokud je nedostatečná, budova bude studená. S přebytkem výkonu, ač se to zdá podivné, je možné snížit životnost celého systému a prvků výbavy. Proto musíte vědět, jak vypočítat kotel, aby vytápění fungovalo dlouho a ekonomicky.
Metody výpočtu
Existují tři nejběžnější metody, kterými se určují vlastnosti hlavní jednotky topného systému:
- výpočet výkonu kotle pro soukromý dům podle plochy areálu;
- způsob výpočtu výkonu kotle podle objemu chladicí kapaliny v systému;
- Výpočet výkonu kotle na základě tepelných ztrát.
Je pozoruhodné, že prodejci tepelných zařízení nejčastěji používají první metodu. Výrobci v návodu k obsluze často uvádějí objem chladicí kapaliny, se kterou bude kotel pracovat. Třetí způsob, který zohledňuje tepelné ztráty obvodovými plášti budov, okny a dveřmi, využívají nejčastěji projektanti. Kterou z těchto metod lze použít v soukromé výstavbě a která je nejpřesnější?
Při nedostatečném výkonu kotle, i když je možné vytápět dům zvýšením teploty chladicí kapaliny na maximum, bude takové vytápění neefektivní. Faktem je, že chladicí kapalina odebere největší množství tepla ze spalování paliva, pokud je studená. Čím blíže je jeho teplota teplotě energetického nosiče, tím více tepla bude promarněno, tedy „do potrubí“.
Nadměrný výkon také nebude mít nejlepší vliv na provoz topného systému. Faktem je, že při běžném provozu kotle v domě bude horko. Chcete-li udržet příjemnou teplotu, budete muset otevřít okna – “vytápět ulici.” Pokud je kotel pravidelně ohříván, pak to negativně ovlivní jak samotný kotel, tak i ostatní prvky systému. Jakékoli změny teploty postupně zničí materiál. Při opakovaném tepelném roztahování a smršťování těsnění v radiátorech a spojích potrubí rychle prosakují. Když topeniště není na plný výkon, komín se dostatečně nezahřeje a rychle v něm rostou saze. Proto se zdroje celého systému výrazně sníží.
Výpočet výkonu topného kotle podle plochy domu
Jedná se o oblíbený způsob, jak si prodejci při prodeji vypočítají kotel. On je nejjednodušší. Pro určení výkonu kotle stačí jednoduše sečíst plochy všech vytápěných místností a podle získané hodnoty zvolit výkon – 1 kW na 10 metrů čtverečních. m plochy (nebo 100 W na 1 mXNUMX, pokud je výhodnější počítat).
Tento nejjednodušší výpočet však není zcela přesný. Spíše to není vůbec přesné, protože nezohledňuje ani konfiguraci domu, ani uspořádání prostor, ani počet podlaží budovy. V důsledku toho můžete získat velmi velkou rezervu energie, což je samozřejmě výhodné pro prodejce, ale nepřijatelné pro ekonomického vývojáře.
Aby to bylo jasnější, stojí za to si představit dva domy, které mají stejnou plochu areálu – 160 m10. Ale jeden z nich je jednopodlažní o rozměrech 16 x 8 m a druhý je dvoupodlažní o rozměrech 10 x XNUMX m. K největším tepelným ztrátám dochází vždy střechou objektu. A v jednopatrové budově je její plocha dvakrát větší než u dvoupatrové budovy.
A i když porovnáte dva jednopatrové domy se stejnou plochou, rozdíl bude velmi patrný. Koneckonců, dům má rozměry 8 x 20 ma plochu 160 metrů čtverečních. m, téměř o 10 % více vnějších stěn než dům o rozměrech 12,5 x 13 m o ploše 162,5 m10. Tepelná ztráta bude tedy o XNUMX % vyšší.
Výpočet výkonu kotle podle objemu chladicí kapaliny
Další způsob výběru výkonu kotle zohledňuje objem chladicí kapaliny. Takové účtování je však v soukromé výstavbě zcela nevhodné, s výjimkou jednoho případu, který je rozebrán níže.
Faktem je, že bez ohledu na množství chladicí kapaliny ji kotel dříve nebo později stejně zahřeje na určitou konečnou teplotu. Bude to záviset na mnoha dalších faktorech, ale ne na množství vody v systému. Čím více je v radiátorech, tím déle odevzdává teplo vzduchu, ohřívá místnost a jeho malé množství se rychleji ochladí.
Další věcí je, že systém s menším množstvím chladicí kapaliny se rychleji zahřeje. To vám pomůže rychle se “dostat do pohody” s chladem v prvních hodinách topeniště. Půjde však o čistě psychologický efekt, získaný možná dotykem horkých radiátorů. Ve skutečnosti se do vnitřního vzduchu dostane přesně stejné množství tepla, jaké ho bude vnímat chladicí kapalina v kotli. A to bez ohledu na to, kolik je toho v systému.
Pokud je dům vytápěn ne pravidelně, ale neustále během celého chladného období, pak objem chladicí kapaliny vůbec neovlivňuje provoz systému.
Existuje však případ, kdy je nutné při výpočtu výkonu zohlednit objem vody v kotli a radiátorech. To platí pro systém gravitačního vytápění. Faktem je, že s malým objemem kapaliny se zvyšuje rychlost jejího pohybu potrubím a radiátory. A hydrodynamický odpor současně roste v kvadratické sekvenci v závislosti na rychlosti. To znamená, že pokud se průtok zvýší třikrát, odpor se zvýší o devět! Pokud v systému není žádné čerpadlo, může se cirkulace jednoduše zastavit. Při výběru kotle pro samotížný topný systém je proto nutné, aby dokázal za určitou dobu ohřát co nejvíce vody.
Výpočet výkonu topného kotle pro soukromý dům podle účtování tepelných ztrát
Nejsprávnější výpočet výkonu kotle pro soukromý dům by měl brát v úvahu tepelné ztráty. V tomto případě se výsledek může výrazně lišit od hodnoty vypočítané s ohledem na plochu areálu. Tato metoda je obvykle soukromými vývojáři opomíjena, protože se zdá být poměrně komplikovaná. Pro výpočet je nutné vzít v úvahu materiál domu, mnoho koeficientů, vypočítat tepelnou vodivost, tepelnou setrvačnost a mnoho dalšího. Přesná metodika je obsažena v stavební předpisy .
To vše je však nutné, pokud se počítá systém vytápění velké budovy. Každá maličkost v tomto případě může výrazně zvýšit náklady. Při stavbě soukromého domu nejsou všechny tyto nuance tak důležité, takže můžete vypočítat tepelné ztráty podle agregovaných ukazatelů. To znamená, že pro každý faktor již existuje hodnota vypočítaná s malou rezervou. Takový výpočet lze snadno provést vlastníma rukama.
Při výběru výkonu je tedy třeba vzít v úvahu následující faktory:
- výpočet tepelných ztrát stěn domu;
- ztráty přes základ a podlahu;
- výpočet tepelných ztrát okny a dveřmi;
- tepelné ztráty výpočtem střechy;
- zohlednění tepelných ztrát větráním.
Pomocí zvětšených indikátorů se používají hodnoty měrných tepelných ztrát pro obálky budov:
- stěny – 10 W / mXNUMX;
- podlaha na pilotovém a sloupovém základu s otevřeným podkladem – 15 W / mXNUMX;
- patro budovy na desce, pásový základ – 4 W / mXNUMX
- okna a dveře – 30 W / mXNUMX otevírací plochy;
- střecha, střecha – 15 W/mXNUMX.
Vynásobením odpovídajících hodnot plochou konstrukcí a sečtením získaných hodnot se vypočítá celková tepelná ztráta pláštěm budovy. Právě tuto hodnotu musí otopný systém, jehož „srdcem“ je kotel, kompenzovat.
Při výpočtu se berou v úvahu pouze vnější konstrukce – stěny, střešní krytina, strop pod nevytápěným podkrovím. Mezipodlahové stropy, příčky, vnitřní dveře se neberou v úvahu – nedochází jimi k tepelným ztrátám ven z budovy.
Vzhledem k tomu, že větrání je navrženo tak, aby zajistilo jednorázovou výměnu vzduchu v prostoru (úplná výměna vzduchu během hodiny), tepelné ztráty větráním se přiřazují rovnající se tepelným ztrátám obvodovým pláštěm budovy. Při sečtení těchto dvou hodnot (tepelná ztráta obvodovým pláštěm budovy a tepelná ztráta větráním) se získá hodnota rovnající se jmenovitému požadovanému výkonu kotle. Při výběru této charakteristiky je však nutné počítat s rezervou 15-20% získané hodnoty. Jedná se o výpočet výkonu kotle pro soukromý dům podle tepelných ztrát.
Srovnávací analýza metod výpočtu výkonu kotle podle plochy a tepelných ztrát
Pro srovnání, o kolik je výhodnější vypočítat výkon kotle pro soukromý dům s přihlédnutím k tepelným ztrátám, můžeme jako příklad uvažovat již zmíněný jednopatrový dům 10 x 16 m.
Příklad výpočtu plochy
Vzhledem k tomu, že plocha budovy je 160 m16. m, výkon kotle musí být minimálně 20 kW. Vzhledem k tomu, že se takové kotle prakticky nevyrábějí, je vybrán ten nejbližší z hlediska výkonu k velké straně – 25 kW. „Hledání výkonu i ze získané hodnoty je velké – XNUMX %. A ve srovnání s následujícím výpočtem níže – prostě obrovské!
Příklad výpočtu tepelného výkonu kotle podle tepelných ztrát
Tepelné ztráty obvodovým pláštěm budovy jsou:
stěny – 156 m10 x 1560 W / m = XNUMX W;
podlaha – 160 m4 x 640 W / mXNUMX = XNUMX W;
okna a dveře – 20 m30 x 600 W / mXNUMX = XNUMX W;
střecha, střecha – 160 m15. m x 2400 W / mXNUMX = XNUMX W.
Celkově se obvodovými konstrukcemi ztrácí 5 170 W tepelné energie.
Uvedené hodnoty jsou relevantní pro průměrný stupeň izolace obvodových konstrukcí
Tepelné ztráty větráním jsou stejné, celkem 10 340 wattů. S 20% rezervou bude požadovaný nominální výkon pouze 12 408 wattů. Výběrem nejbližšího jmenovitého výkonu můžete kotel nainstalovat na 15 kW. A pokud se studené zimy nestávají často a v domě stále existuje alternativní zdroj tepla – trouba, krb , elektrický ohřívač, pak s přihlédnutím k marži 15% bude požadovaný výkon kotle 11 891 W. To vám umožní nainstalovat i 12 kW kotel.
Jak je patrné z obou výsledků, výpočet tepelného výkonu kotle na základě tepelných ztrát mnohem objektivněji zohledňuje vlastnosti budovy a pomůže ušetřit jak na ceně kotle, tak na jeho provozu v budoucnu. .
