Jak vypočítat výkon 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.

Správný výpočet výkonu topného kotle je nezbytný pro efektivní provoz topného systému, který je schopen zajistit nepřetržité vytápění prostoru domu nebo bytu, s přihlédnutím ke všem tepelným ztrátám, jakož i okolnostem, jako jsou jako abnormálně chladnou zimu nebo rozšíření oblasti. Účinnosti kotle bude dosaženo doplňováním všech tepelných ztrát s potřebnou rezervou. Výpočet tepelného výkonu musí být proveden pro všechny typy kotlů: plynové, na tuhá paliva, na elektřinu.

Základní parametry pro výpočet

Pro výpočet tepelného výkonu kotle je nutné zohlednit všechny tepelné ztráty objektu. Velikost tepelných ztrát je ovlivněna materiály, ze kterých jsou stěny budovy vyrobeny (a přítomností jejich tepelné izolace), základem, střechou, stropy, půdou, podlahou, okenními a dveřními otvory. Kromě použitých materiálů se bere v úvahu tloušťka stěn, stupeň jejich izolace a každého z otvorů, výška stropů a počet podlaží v budově. Důležitou roli ve výpočtu hraje skutečnost přítomnosti vyhřívaného podlahového systému a také typ zapojení samotného systému. Kromě toho se na výpočtu výkonu kotle podílejí parametry, jako je celková plocha vytápěné místnosti, místní klimatické podmínky, druh použitého paliva a přítomnost systému větrání čerstvého vzduchu. Před instalací kotle se často počítá množství tepelných ztrát. Obvykle se jedná o zdlouhavý proces, který provádějí přizvaní specialisté, ale lze jej provést pomocí termokamery. Toto zařízení zobrazuje skutečný obraz oblastí tepelných ztrát, které lze rychle eliminovat.

Nedoporučuje se instalovat kotel s velkou rezervou výkonu, stačí přidat 15-25% k jeho produktivitě.

Výpočtový vzorec zohledňující tepelné ztráty

Přesný výpočet výkonu topného kotle s přihlédnutím k tepelným ztrátám pro individuálně navržený dům s výškou stropu nad 2,5 metru se provádí takto:

Míra tepelných ztrát stěn se vypočítá:

Součinitel prostupu tepla stěny, v závislosti na typu použitého materiálu, musí být vynásoben celkovou plochou stěny a rozdílem teplot uvnitř místnosti a nejnižší venkovní teploty.

1. Míra tepelných ztrát u oken se vypočítává stejným způsobem jako u stěn, pouze s použitím součinitele prostupu tepla oknem spíše než stěnami. Stanovuje se na základě hodnot součinitele prostupu tepla skleněné jednotky vynásobené její plochou, součinitele tepelné vodivosti rámu vynásobeného obvodem zasklené plochy a také součinitele hliníkového pásu vynásobeného obvod zasklení. Tyto indikátory je nutné sečíst a vydělit celkovou plochou okna.
2. Tepelná ztráta podlahy a stropu se vypočítá pomocí vzorce podobného výpočtu pro stěny.
3. Tepelné ztráty se počítají pro místnosti s větráním:

0,28 – průtok výstupního vzduchu z místnosti*hustota vzduchu*jeho měrná tepelná kapacita*(rozdíl mezi teplotou uvnitř místnosti a teplotou přiváděného vzduchu)*1.

Všechny získané hodnoty se sečtou, výsledkem je součet všech tepelných ztrát bytového domu v kW. K této hodnotě můžete přidat 10-15% rezervy a získáte požadovanou hodnotu výkonu termotopného kotle.

Výpočet výkonu plynového kotle

Plynové vytápění se v autonomních topných systémech rozšířilo díky ekonomické spotřebě paliva, bezpečnosti použití, snadnému ovládání a malému zabírání místa. Pokud špatně spočítáte výkon plynového kotle, jeho použití bude ekonomicky nerentabilní kvůli vysoké spotřebě paliva nebo vytápění objektu nebude dostatečné pro udržení komfortní úrovně tepla.

Pokud vezmeme nejzákladnější výpočet potřebného výkonu bez zohlednění dalších faktorů, jako jsou: tepelná ztráta objektu, rozměry, přítomnost tepelné izolace, charakter klimatu, množství tepla na ohřev vody a energie pro ohřev vzduchu nuceným větráním, pak lze získat velmi hrubý výpočet skládající se z poměru 1 kW na 10 m10. plocha obytného domu. Pokud vezmete v úvahu všechny potřebné ukazatele, můžete provést přesný výpočet výkonu kotle plynového topného systému: rovná se součinu celkové plochy vytápěné místnosti (m0,7) a měrný výkon kotle na každých 2,0 mXNUMX. plocha dělená deseti. Specifický výkon závisí na oblasti bydliště a jejích klimatických charakteristikách, může se pohybovat od XNUMX kW pro jižní regiony do XNUMX kW pro severní regiony.

Pokud je instalován dvouokruhový systém ohřevu vody, je třeba k vypočtené hodnotě výkonu přičíst 25 %.

Výpočet výkonu elektrokotle

Elektrokotel je málo používané zařízení z důvodu vysoké spotřeby elektrické energie, relativně nízkého výkonu a možnosti poruch.

Vzorec pro výpočet výkonu elektrokotle je jednoduchý: součet ploch všech vytápěných místností je potřeba vynásobit konkrétní velikostí generátoru, který je nutný k vytopení 10 m10. plocha. Výsledná hodnota se musí vydělit XNUMX. Poté se ukazatel vynásobí speciálním koeficientem, který charakterizuje budovu vzhledem k izolaci jejích stěn:

• Koeficient rovný 1 charakterizuje budovy postavené před více než 15 lety s izolovanými cihlovými, blokovými nebo dřevěnými stěnami.
• Koeficient 1,5 charakterizuje budovu s neizolovanými stěnami.
• Koeficient 1,8: budova není zateplená a střecha má velké tepelné ztráty.
• Koeficient s hodnotou 0,6: budova postavená před méně než 15 lety a zateplená.

Existuje podrobnější způsob výpočtu výkonu elektrického topného kotle: pro zahřátí každého 1 m3 místnosti je zapotřebí 40 W výkonu bez zohlednění dalších ovlivňujících faktorů. Poté je třeba přidat 100 W pro jedno okno a 200 W pro každé vstupní dveře jako zdroje tepelných ztrát. Dále jsou brány v úvahu všechny výše uvedené koeficienty.

Výpočet výkonu kotle na tuhá paliva

Systém vytápění na tuhá paliva se vyznačuje hospodárným provozem, relativní dostupností, ale nízkou oblíbeností. Při volbě výkonu kotle je třeba zohlednit cyklický charakter výsledné teploty.

Výpočet výkonu kotle na tuhá paliva je obdobný jako u plynových topných zařízení. Rozdíl mezi tímto výpočtem bude v tom, že vzhledem k nízké účinnosti kotle na tuhá paliva je potřeba připočítat výkonovou rezervu 20 %. V případě použití tepelného akumulátoru lze výpočtový vzorec ponechat jako u plynových zařízení, beze změn.