Jak správně vypočítat výkon plynového kotle?

Při výběru topného zařízení je důležité vzít v úvahu nejen jeho funkce, druh paliva a provedení. Jednou z klíčových technických vlastností kotle je jeho výkon. Přímo souvisí s plochou místnosti, kterou může zařízení vyhřívat i v těch nejkrutějších mrazech. Výpočet výkonu kotle pro vytápění soukromého domu však není založen na jedné oblasti, ale také na některých dalších parametrech, které budeme v tomto článku zvažovat.

Z čeho se při výpočtu vychází?

Výkon topného kotle je technický parametr, který ukazuje, kolik tepelné energie může zařízení uvolnit za 1 hodinu. Indikátor je vyjádřen v kilowattech a je vždy zobrazen v datovém listu zařízení a je obvykle duplikován v názvu modelu. Například maximální provozní výkon kotle Partner 16 je 16 kW, což znamená, že zařízení vyrobí 1 kW tepla za 16 hodinu. Indikátor je zobrazen s ohledem na to, že kotel je používán pouze v režimu vytápění. Uvedený výkon je zpravidla maximální možný provozní rozsah několika kilowattů. To je způsobeno skutečností, že intenzita spalování paliva v kotli se může poněkud lišit v závislosti na objemu kyslíku přiváděného do topeniště, tahu, kvalitě paliva a dalších faktorech. Z tohoto důvodu uvádějí i rozsah plochy, kterou kotel dokáže efektivně vytopit (například 120–160 m2). Abychom přesněji pochopili, jak vypočítat výkon kotle a jaké zařízení bude potřeba k vytápění domu, bere se v úvahu nejen jeho plocha, ale také tepelné ztráty, stejně jako potřeba dodávky teplé vody v domě. a v okolí.

Bereme v úvahu počet vrstevnic

Plocha domu je hlavním faktorem, který ovlivňuje výpočet výkonu kotle. Vyplatí se však vzít v úvahu i počet kotlových okruhů. Jednookruhové modely se používají pouze pro vytápění, takže výpočty berou v úvahu pouze součet ploch všech místností, které je třeba vytápět. Dvouokruhové kotle jsou také určeny k ohřevu vody používané pro domácí potřeby. V tomto případě bude vyžadována výkonová rezerva, která bude záviset na potřebě teplé vody. Například, pokud v domě žijí 2 lidé a přívod teplé vody slouží pouze k mytí, pak není rezerva výkonu vždy nutná. Ale pokud má dům například bazén, hammam, systém tání sněhu, přívodní větrání s rekuperací tepla, pak by čísla měla být úplně jiná. Například příplatek za použití hammamu může být až 5 kW a systém tání vodního sněhu pro domovní cesty bude vyžadovat dalších 6–8 kW.

Bereme v úvahu tepelné ztráty

Bez ohledu na to, jak je dům utěsněný a izolovaný, v každém případě část ohřátého vzduchu unikne do atmosféry komínem, střechou, okny, dveřmi a sklepem. To je normální, hlavní je, že tepelné ztráty nepřesahují 30% energie generované kotlem. Při výpočtu výkonu topného kotle se berou v úvahu standardní přípustné ztráty zaznamenané stavebními předpisy (SP 50.13330.2012, SNiP 23-02-2003). Tato možnost je vhodná, pokud je dům ve fázi návrhu nebo neexistuje způsob, jak měřit skutečné tepelné ztráty. Pokud je dům již postaven a podle výpočtů by si kotel měl poradit s vytápěním své plochy, ale v místnostech je stále zima, můžete pomocí termokamery pochopit, kde přesně teplo „uniká“ a v jakém objemu. Při výpočtu požadovaného výkonu kotle můžete použít vzorec, který bere v úvahu tepelné ztráty. Uvádíme jej níže.

Vzorce pro výpočet

1. Výpočet kotle na vytápění podle plochy

Nejjednodušší vzorec zohledňuje součet ploch všech místností v domě, které je třeba vytápět. V tomto případě se použije vzorec:

1 kW energie na 10 m2 místnosti + 20% rezerva na tepelné ztráty

Příklad výpočtu průměrného výkonu topného kotle pro dům o rozloze 100 m2:

(100/10) + 20 % = 12 kW

Další možnost, která umožňuje přesnější výběr výkonu kotle pro soukromý dům, s přihlédnutím k rezervě na tepelné ztráty, je založena na regionálních klimatických charakteristikách. Koneckonců, tepelné ztráty pro obytné budovy umístěné nad polárním kruhem nebo v tropech jsou velmi odlišné.

K tomu se také vezme 1 kW na 10 m2 plochy a výsledná hodnota se pak vynásobí koeficientem.

• severní oblasti – 1,5–2
• střední pásmo – 1–1,2
• jižní oblasti – 0,7–0,9

Příklad výpočtu pro stejný dům o rozloze 100 m2, postavený v jižní oblasti:

(100 / 10 + 20 %) x 0,9 = 11 kW

Tyto vzorce fungují pro standardní výšku stropu 2,7 m Pokud je tento parametr větší, doporučuje se použít výpočetní vzorec na základě objemu místnosti.

2. Podle objemu místnosti

Při výpočtu výkonu kotle pro místnosti s nestandardními výškami stropu se vypočítá další koeficient pomocí následujícího vzorce:

Skutečná výška stropu/standardní výška stropu

Například: 4 / 2,7 = 1,5 (výsledek se zaokrouhlí nahoru na nejbližší desetinu). Proto pro dům 100 m2 se stropy vysokými 4 metry vypadá výpočet takto:

(100 / 10 x 1,5) + 20 % = 18 kW

Můžete také vypočítat výkon kotle pro váš dům s přihlédnutím k regionálnímu koeficientu.

3. Výpočet zohledňující okruh TUV

Výpočty pro tento parametr nejsou tak jasné jako předchozí. Koneckonců může být vyžadována dodávka teplé vody v různých objemech. Někomu stačí voda na mytí nádobí a každodenní sprchu, jiný ohřívá vodu do bazénu nebo hammamu.

Ve složitých případech (například při instalaci systému na tání sněhu) budete muset vypočítat náklady na energii na ohřev požadovaného objemu vody a je lepší to udělat s pomocí specialistů.

Pro instalaci nepřímotopného kotle 120–150 litrů v domě obývaném 3–4 osobami stačí v rámci denní spotřeby teplé vody přidat k výkonu kotle 2–3 kW.

Příklady výpočtu

Analyzujme výběr výkonu kotle pro soukromý dům na konkrétním příkladu.

Předpokládejme, že rodina 4 lidí postavila dvoupatrový dům v Archangelsku o celkové ploše 120 m2. Dům má 5 pokojů – 2 v prvním patře s výškou stropu 3 m a 3 ve druhém patře s výškou stropu 3,5 m.

Teplá voda je z bojleru, pouze pro každodenní potřeby domácnosti (mytí ve sprše, koupání dětí). Rozhodli jsme se také udělat cestu vytápěnou teplou vodou od brány na verandu o ploše 20 m2.

Výpočet požadovaného výkonu kotle na tuhá paliva je pohodlně rozdělen do fází:

1. Kalkulace v 1. patře.
2. Kalkulace v 2. patře.
3. Regionální koeficient.
4. Spotřeba energie na TUV.

Vzhledem k tomu, že dům je dvoupatrový, předpokládejme, že obytný prostor nahoře a dole je stejný – každý 60 m2.

V přízemí je výška stropu 3 m – to je více než standardní hodnota 2,7, takže je třeba vypočítat koeficient.

Nyní spočítejme požadované množství tepla pro vytápění prvního patra:

(60/10) x 1,2 = 7,2 (kW)

Ve druhém patře jsou stropy vyšší, takže koeficient bude jiný:

Výpočet výkonu topného kotle:

(60/10) x 1,3 = 7,8 (kW)

Ukazuje se, že obě podlaží potřebují 15 kW tepla – bez započtení tepelných ztrát.

Ale protože se dům nachází v oblasti Archangelsk (severní region), standardní 20% navýšení nemusí stačit k zahřátí domu v zimě. Proto sečteme získané hodnoty pro 1. a 2. NP, připočítáváme standardní přídavek na tepelné ztráty a také severní koeficient.

(15 kW + 20 %) x 1,5 = 27 kW

Zohledníme také náklady na ohřev teplé vody pro domácí spotřebu a ohřev cesty.

Pro 4člennou rodinu postačí 150 litrový kotel, jehož ohřev a udržování teploty vyžaduje 2 kW energie.

Následuje zahřátí trati. Vytápění 1 m2 venkovní plochy vyžaduje v průměru 0,2 kW energie. Cesta v našem domě je 20 m2, což znamená, že jsou potřeba další 4 kW.

Získané hodnoty pro vytápění a dodávku teplé vody sečteme:

27 + 2 + 4 = 33 kW

Celkem: pro dům 120 m2 v Archangelsku s danými parametry potřebujete kotel o výkonu 33 kW.

Jak dosáhnout maximální účinnosti kotle

Existují situace, kdy je výpočet topného kotle pro soukromý dům rozhodně proveden správně – bere se v úvahu plocha, tepelné ztráty, dodatečné potřeby, ale dům je stále chladný. V tomto případě stojí za to zkontrolovat, jak efektivně kotel funguje: zda vyrábí výkon, který je uveden v jeho technickém pasu.

Skutečnou účinnost kotle na tuhá paliva můžete vypočítat měřením teploty spalin v komínovém potrubí a také měřením teploty vody na „přívodu“ a „zpátečce“. Speciální vzorce umožňují na základě těchto údajů zjistit, jak efektivně topné zařízení funguje.

Příklad výpočtu na základě teploty spalin:

Účinnost = 100 – (t° plynů / 15 + q1-q2-q3-q4-q5)

kde q1 . q5 jsou tepelné ztráty kotle. Například ztráty chemickým a mechanickým podpálením v topeništi, mechanickým chlazením kotle atp.

Přirozené tepelné ztráty spojené s těmito faktory v rozmezí 20–25 % jsou u kotle na tuhá paliva považovány za normální. To znamená, že účinnost 75–80 % je docela dobrá. Pokles účinnosti o více než 25–30 % však vyžaduje pečlivou analýzu.

Důvody pro snížení účinnosti mohou být následující:

• Nedostatečný přívod kyslíku do pece. Často je spojeno se špatným větráním v kotelně a slabým tahem komína. Problém lze vyřešit úpravou zátek na potrubí, zlepšením ventilace, instalací turbodmychadla – v závislosti na situaci.
• Nadměrný tah komína. Tato situace způsobuje chemické nedopalování paliva. Řešením je seřízení šoupátka.
• Nesprávné nastavení klapky ventilátoru. Optimální polohu můžete najít pravidelným měřením teploty chladicí kapaliny na výstupu ze systému.
• Špinavé topeniště. Mechanické nedopalování je důsledkem skutečnosti, že vnitřní stěny topeniště jsou pokryty silnou vrstvou sazí. Topeniště by se mělo čistit alespoň jednou za 6 měsíců.
• Vlastnosti designu topeniště. Optimální je, když je jeho provedení víceotáčkové a obsahuje i pojistku plamene.
• Nízká kvalita paliva. Vlhké palivové dřevo, nevhodné frakce a značky uhlí hoří při nižší teplotě, než je nutné pro kvalitní vytápění.
• Nesprávné zapálení. Je nutné dodržet pořadí pokládání a zapalování tuhého paliva, aby dobře hořelo a produkovalo maximum tepla.
• Kotel je příliš výkonný. Pokud si totiž koupíte topné zařízení s velkou „rezervou“, budete jej muset zapnout na poloviční výkon, aby se dům příliš nezahříval. V důsledku toho se účinnost zařízení postupně snižuje.

Jak vybrat topný kotel vhodný pro napájení

Někdy mají kupující otázku: co dělat, když se vypočítá požadovaný výkon, ale požadovaný kotel není v prodeji? Mám vzít výkonnější model nebo naopak slabší?

Specialisté na topná zařízení doporučují zvolit model maximálně o 1–2 kW výkonnější, než ukázal výpočet kotle. Není třeba se pohybovat v menším směru, abyste při mrazech nelitovali „ušetřených“ kilowattů.

Vyberte si topný kotel pouze na základě pečlivě provedených výpočtů, a pak bude váš domov vždy teplý a útulný!

Výběr správného výkonu topného kotle znamená záruku vašeho pohodlí a minimalizaci nákladů na vytápění. Promluvme si o třech způsobech výpočtu tohoto nejdůležitějšího parametru topného systému.

Metoda číslo 1 je nejjednodušší

Pomocí této metody je nutné vypočítat vytápěnou plochu, vydělit ji deseti (na základě známého vzorce – na vytopení 1 m2 je potřeba 0,1 kW tepla). A pak vynásobte 1,5, to znamená, že tento koeficient zohledňuje tepelné ztráty okny, stěnami, dveřmi, podlahami, střechami, severním umístěním oken, nehustotními konstrukcemi atd. Tato metoda je vhodná pro ty, kteří nejsou zvyklí šetřit. Koho zajímá, zda si pořídit kotel o výkonu 50 nebo 100 kW. Pro většinu populace ale nevyhovuje. Ve většině případů tento výpočet vede k nepřiměřeně vysokému požadovanému výkonu kotle. A to je hlavní faktor ovlivňující jeho cenu. Navíc díky výraznému přetížení bude automatika zařízení příliš často vypínat, což negativně ovlivňuje jeho životnost. Totéž lze říci o modelu kotle, který pracuje na hranici svých možností.

Metoda č. 2 – provedeme zjednodušený tepelný výpočet

• plocha vytápěné budovy;
• jeho objem;
• tepelná vodivost materiálů, ze kterých je objekt postaven, jejich tloušťka, délka a šířka;
• orientace budovy ke světovým stranám;
• větrací výkon;
• okolní teplota a vlhkost;
• a mnohem více.

Přesný tepelný výpočet, který bere v úvahu všechny tyto faktory, zahrnuje desítky vícepatrových vzorců a je prováděn pomocí počítačů. Samozřejmě, že takovou práci mohou provádět pouze specialisté. Ale u velkého počtu soukromých domů si vystačíte se zjednodušeným výpočtem, který vám umožní určit požadovaný tepelný výkon s malou chybou. Jeho podstatou je, že výkon kotle je určen plochou s koeficienty zohledňujícími tepelnou vodivost materiálů, výšku stropu a parametry prostředí. Ukážeme si, jak vypočítat výkon topného kotle.

Výpočet výkonu kotle podle plochy domu

Р_к – výkon topného kotle;

P_hm, – koeficient měrného výkonu kotle zohledňující parametry prostředí. Rovná se:

• 0,7-0,9 kW/m 2 – pro jižní oblasti;
• 1,0-1,2 kW/m 2 – pro střední pásmo;
• 1,2-1,5 kW/m 2 – pro oblast Moskvy;
• 1,5-2,0 kW/m2 – pro severní regiony.

Jak vidíte, jednoduché rozdělení plochy místnosti deseti je správné pouze pro střední zónu. Dokonce i pro Moskevskou oblast, nemluvě o severních oblastech, tepelná energie vypočítaná pomocí této metody nemusí stačit.

Na příkladech ukážeme, jak vybrat kotel pro vytápění soukromého domu na základě výkonu. Řekněme, že potřebujete vypočítat požadovaný výkon kotle pro dům o rozloze 100 m2 se standardní výškou stropu (to znamená, že se příliš neliší od 2,5 m), který se nachází v Moskevské oblasti.

Р_к = 100 x 1,2/10 = 12 kW.

Pro přesně stejný dům, ale nacházející se v regionu Krasnojarsk, by měl být výkon kotle:

Р_к = 100 x 210 = 20 kW.

Jak vidíte, rozdíl je značný.

Poté musíte vybrat model, jehož výkon není menší než vypočítaný, ale zároveň se od něj příliš neliší.

Tento vzorec však funguje dobře pro standardní místnosti s výškou stropu 2,5 m Pokud je výška stropu velmi odlišná od 2,5 m (to není neobvyklé pro soukromý dům), není možné vypočítat výkon podle plochy. Musí být použit jiný vzorec.

Jak vypočítat výkon kotle podle objemu domu

V tomto případě platí vzorec:

Р_к – výkon topného kotle;

Qt – tepelná ztráta objektu;

К_app – bezpečnostní faktor rovný 1,15-1,2.

Celková tepelná ztráta objektu se vypočítá podle vzorce:

Qt = V x ∆t x K/860, kde:

V je objem místnosti, tedy plocha vynásobená výškou stropu.

∆t – teplotní rozdíl mezi vnějškem a uvnitř objektu;

K je korekční faktor, který zohledňuje tepelnou vodivost materiálů, ze kterých je objekt postaven. Rovná se:

• 3-4 – pro jednoduché neizolované předměty z vlnitého plechu;
• 2,0-2,9 – pro objekty s jednoduchým zdivem, běžnou střechou a okny;
• 1,0-1,9 – pro objekty s dvojitým zdivem;
• 0,6-0,9 – pro objekty s dobrou izolací – používají se dvojitá okna, izolovaná střecha, podlaha.

K určení ∆t se bere průměr nejchladnějšího měsíce v roce (k tomu se používají klimatické tabulky pro požadovanou oblast) a teplota ve vašem domě, která je pro vás v zimě příjemná. Kolísání podprůměrné vnější teploty je zohledněno korekčním faktorem.

Uvažujme tepelný výpočet pro dům o rozloze 250 m2, s dobrou tepelnou izolací stěn, stropů a podlah, výškou místnosti 3 m a umístěným v Moskevské oblasti, kde je průměrná teplota v lednu až únoru minus 7 0 C. Při teplotě v domě +22 0 C tepelné ztráty, což znamená, že požadovaný tepelný výkon bude:

Qt = 250 x 3 x (22+7) x 0,9/860 = 23 kW.

Pro oblast Krasnojarsk s průměrnou venkovní teplotou minus 16 0 C by měl být požadovaný tepelný výkon kotle:

Qt = 250 x 3 x (22+16) x 0,9/860 = 30 kW.

Kotle je nutné volit s tepelným výkonem, který je násobkem určitého čísla. Zpravidla se na trhu prodávají modely s výkonem 12, 18, 24, 32 kW.

V uvedených příkladech se objevuje tepelný výkon. Je třeba jej odlišit od výkonového štítku. Tepelný výkon se rovná jmenovitému výkonu vynásobenému účinností.

Na internetu je mnoho online kalkulaček, které obsahují výše uvedené vzorce. S jejich pomocí můžete rychle provést potřebné tepelné výpočty.

Z uvedených příkladů výpočtu požadovaného výkonu topného zařízení vyvodíme několik důležitých závěrů pro výběr kotlů:

1. Potřebný výkon, a tím i náklady na vytápění, můžete výrazně snížit, pokud použijete účinné tepelně izolační materiály. Například pro stejný Krasnojarsk s koeficientem 0,6 (to znamená se snížením tepelných ztrát o 30%) lze vytápěnou místnost vytápět kotlem o výkonu pouze 20 kW. Jakékoli náklady na kvalitní zateplení se tedy vyplatí.
2. Uvedené vzorce vykazují dobrou přesnost při použití standardních tepelně izolačních materiálů a standardních řešení. Pokud stavíte dům z pórobetonu a navíc používáte nějakou moderní izolaci, například isolon, penofol atd., pak by se měl korekční faktor vypočítat individuálně. A k tomu je nutné použít stejné vícepatrové vzorce, kterým rozumí pouze specialisté.

Výběr kotle pro váš dům s ohledem na dodávku teplé vody

Pokud se předpokládá, že kotel má být dvouokruhový, pak je třeba výslednou hodnotu tepelného výkonu zvýšit o čtvrtinu. Ale to je v případě standardní možnosti – jedna vana se sprchou. Pokud je odběrných míst teplé vody více a lze je využívat současně, je nutné spočítat požadovaný průtok teplé vody, na základě něj vybrat model kotle a následně zkontrolovat, zda jeho výkon stačí na vytápění domu. Nebo další možností je použití nepřímotopného kotle. Pro optimální řešení problémů s vytápěním a ohřevem vody je lepší kontaktovat specialisty.

Metoda č. 3 – obrátit se na specialisty

Pokud máte velký dům, kde byly použity moderní materiály, o kterých žádný SNiP ani neslyšel, abyste si vybrali správné topné zařízení, je nejlepší kontaktovat specialisty. Jak ukazuje praxe, rozdíl mezi přibližným a přesným výpočtem může být deset nebo více kilowattů.

To samo o sobě může způsobit, že se vyplatí najmout profesionály. Ale topný systém není jen kotel, ale také další topná zařízení – radiátory, potrubí, automatizace a další. Optimálním propojením do jednoho systému bude spolehlivější a hospodárnější.

Specialisté společnosti Atmosfera Teplá, kteří mají dlouholeté zkušenosti s tvorbou vytápění pro komplexní objekty a dokonale znají sortiment moderních kotlových zařízení, vytvoří projekt splňující nejvyšší standardy a následně jej uvedou v život.