Kā aprēķināt gāzes apkures katla jaudu: formulas un aprēķina piemērs
Pirms apkures sistēmas projektēšanas vai apkures iekārtu uzstādīšanas ir svarīgi izvēlēties gāzes katlu, kas spēj saražot telpai nepieciešamo siltuma daudzumu. Tāpēc ir svarīgi izvēlēties tādas jaudas ierīci, lai tās veiktspēja būtu pēc iespējas augstāka un resurss būtu ilgs.
Mēs jums pateiksim, kā ar augstu precizitāti un ņemot vērā noteiktus parametrus aprēķināt gāzes katla jaudu. Mūsu iesniegtajā rakstā ir sīki aprakstīti visa veida siltuma zudumi caur atverēm un ēku konstrukcijām, kā arī sniegtas to aprēķināšanas formulas. Konkrēts piemērs iepazīstina ar aprēķinu iezīmēm.
Raksta saturs:
Tipiskas kļūdas, izvēloties katlu
Pareizs gāzes katla jaudas aprēķins ne tikai ietaupīs uz palīgmateriāliem, bet arī palielinās ierīces efektivitāti. Iekārtas, kuru siltuma jauda pārsniedz faktiskās siltuma prasības, darbosies neefektīvi, ja tā kā nepietiekami jaudīga iekārta nevarēs pareizi uzsildīt telpu.
Ir modernas automatizētas iekārtas, kas neatkarīgi regulē gāzes padevi, kas novērš nevajadzīgas izmaksas. Bet, ja šāds katls veic savu darbu līdz savu iespēju robežai, tad tā kalpošanas laiks tiek samazināts.
Līdz ar to samazinās iekārtu efektivitāte, ātrāk nolietojas detaļas, veidojas kondensāts. Tāpēc ir jāaprēķina optimālā jauda.
Pastāv viedoklis, ka katla jauda ir atkarīga tikai no telpas virsmas, un jebkurai mājai optimālais aprēķins būtu 100 W uz 1 kv.m. Tāpēc, lai izvēlētos katla jaudu, piemēram, mājai 100 kv. m, jums būs nepieciešams aprīkojums, kas ģenerē 100*10=10000 W vai 10 kW.
Šādi aprēķini ir principiāli nepareizi, jo parādās jauni apdares materiāli un uzlaboti izolācijas materiāli, kas samazina nepieciešamību iegādāties lieljaudas iekārtas.
Aprēķināt jaudu gāzes katls apkuri var veikt divos veidos – manuāli vai izmantojot speciālu Valtec programmu, kas paredzēta profesionāliem augstas precizitātes aprēķiniem.
Iekārtas nepieciešamā jauda ir tieši atkarīga no telpas siltuma zudumiem. Kad ir zināms siltuma zudumu līmenis, varat aprēķināt gāzes katla vai jebkuras citas apkures ierīces jaudu.
Kas ir telpas siltuma zudumi?
Jebkurā telpā ir noteikti siltuma zudumi. Siltums nāk ārā no sienām, logiem, grīdām, durvīm, griestiem, tāpēc gāzes katla uzdevums ir kompensēt izejošo siltuma daudzumu un nodrošināt telpā noteiktu temperatūru. Tam nepieciešama noteikta siltuma jauda.
Siltuma zudumus mājās ietekmē šādi faktori.
- Mājas atrašanās vieta. Katrai pilsētai ir savas klimatiskās īpašības.Aprēķinot siltuma zudumus, ir jāņem vērā reģionam raksturīgā kritiskā negatīvā temperatūra, kā arī apkures sezonas vidējā temperatūra un ilgums (precīziem aprēķiniem, izmantojot programmu).
- Sienu atrašanās vieta attiecībā pret kardinālajiem virzieniem. Zināms, ka vēja roze atrodas ziemeļu pusē, tāpēc šajā apgabalā esošās sienas siltuma zudumi būs vislielākie. Ziemā auksts vējš ar lielu spēku pūš no rietumu, ziemeļu un austrumu puses, tāpēc šo sienu siltuma zudumi būs lielāki.
- Apsildāmās telpas platība. Zaudētā siltuma daudzums ir atkarīgs no telpas lieluma, sienu, griestu, logu, durvju laukuma.
- Būvkonstrukciju siltumtehnika. Jebkuram materiālam ir savs siltuma pretestības koeficients un siltuma pārneses koeficients - spēja izlaist caur sevi noteiktu siltuma daudzumu. Lai tos noskaidrotu, jāizmanto tabulas dati un jāpiemēro arī noteiktas formulas. Informāciju par sienu, griestu, grīdu sastāvu un to biezumu var atrast mājokļa tehniskajā plānā.
- Logu un durvju ailes. Durvju un pakešu logu izmēri, modifikācija. Jo lielāks ir logu un durvju aiļu laukums, jo lielāki siltuma zudumi. Veicot aprēķinus, ir svarīgi ņemt vērā uzstādīto durvju un stikla pakešu logu īpašības.
- Ventilācijas uzskaite. Ventilācija mājā vienmēr pastāv neatkarīgi no mākslīgā nosūcēja klātbūtnes. Telpa tiek vēdināta caur atvērtiem logiem, gaisa kustība rodas, aizverot un atverot ieejas durvis, cilvēki pārvietojas no telpas uz istabu, kas palīdz siltam gaisam iziet no telpas un to cirkulēt.
Zinot iepriekš minētos parametrus, jūs varat ne tikai aprēķināt siltuma zudumi mājās un noteikt katla jaudu, bet arī noteikt vietas, kurām nepieciešama papildu izolācija.
Formulas siltuma zudumu aprēķināšanai
Ar šīm formulām var aprēķināt siltuma zudumus ne tikai privātmājā, bet arī dzīvoklī. Pirms aprēķinu sākšanas ir jāizveido grīdas plāns, jāatzīmē sienu atrašanās vieta attiecībā pret galvenajiem virzieniem, jānorāda logi, durvju ailes, kā arī jāaprēķina katras sienas, loga un durvju ailes izmēri.
Aprēķinot siltuma zudumus, tiek izmantotas divas formulas - izmantojot pirmo, nosaka norobežojošo konstrukciju siltumizturības vērtību, bet, izmantojot otro, nosaka siltuma zudumus.
Lai noteiktu termisko pretestību, izmantojiet izteiksmi:
R = B/K
Šeit:
- R – norobežojošo konstrukciju termiskās pretestības vērtība, mērīta (m2*K)/W.
- K – materiāla, no kura izgatavota norobežojošā konstrukcija, siltumvadītspējas koeficients, ko mēra W/(m*K).
- IN – materiāla biezums, reģistrēts metros.
Siltumvadītspējas koeficients K ir tabulas parametrs, biezums B ņemts no mājas tehniskā plāna.
Tiek izmantota arī siltuma zudumu aprēķināšanas pamatformula:
Q = L × S × dT/R
Izteicienā:
- J – siltuma zudumi, mērīti W.
- S – norobežojošo konstrukciju platība (sienas, grīdas, griesti).
- dT – tiek mērīta un reģistrēta starpība starp vēlamo iekštelpu un āra temperatūru C.
- R – konstrukcijas termiskās pretestības vērtība, m2•C/W, kas tiek atrasts, izmantojot iepriekš minēto formulu.
- L – koeficients atkarībā no sienu orientācijas attiecībā pret kardinālajiem punktiem.
Ja jums ir pieejama nepieciešamā informācija, jūs varat manuāli aprēķināt konkrētas ēkas siltuma zudumus.
Siltuma zudumu aprēķina piemērs
Piemēram, aprēķināsim mājas siltuma zudumus ar dotajiem raksturlielumiem.
Pamatojoties uz plānu, konstrukcijas platums 10 m, garums 12 m, griestu augstums 2,7 m, sienas orientētas uz ziemeļiem, dienvidiem, austrumiem un rietumiem. Rietumu sienā iebūvēti 3 logi, divi no tiem izmēri 1,5x1,7 m, viens - 0,6x0,3 m.
Dienvidu sienā iebūvētas durvis ar izmēriem 1,3x2 m, ir arī neliels logs 0,5x0,3 m.Austrumu pusē divi logi 2,1x1,5 m un viens 1,5x1,7 m.
Sienas sastāv no trim slāņiem:
- sienu apšuvums ar kokšķiedru plātni (izoplastu) ārpusē un iekšpusē - katrs 1,2 cm, koeficients - 0,05.
- stikla vate, kas atrodas starp sienām, tās biezums ir 10 cm un koeficients ir 0,043.
Katras sienas siltuma pretestību aprēķina atsevišķi, jo Tiek ņemta vērā konstrukcijas atrašanās vieta attiecībā pret galvenajiem punktiem, atveru skaits un laukums. Aprēķinu rezultāti uz sienām ir apkopoti.
Grīda ir daudzslāņu, izgatavota, izmantojot vienu un to pašu tehnoloģiju visā teritorijā, un tajā ietilpst:
- griezts un mēles dēlis, tā biezums 3,2 cm, siltumvadītspējas koeficients 0,15.
- sausās skaidu plātņu izlīdzināšanas slānis ar biezumu 10 cm un koeficientu 0,15.
- izolācija – minerālvate 5 cm biezumā, koeficients 0,039.
Pieņemsim, ka grīdai nav lūku pagrabā vai tamlīdzīgu atveru, kas pasliktina siltumtehniku. Līdz ar to aprēķins tiek veikts visu telpu platībām, izmantojot vienu formulu.
Griesti ir izgatavoti no:
- koka paneļi 4 cm ar koeficientu 0,15.
- minerālvate ir 15 cm, tās koeficients ir 0,039.
- tvaika un hidroizolācijas slānis.
Pieņemsim, ka griestiem arī nav pieejas bēniņiem virs dzīvojamās vai saimniecības telpas.
Māja atrodas Brjanskas apgabalā, Brjanskas pilsētā, kur kritiskā negatīvā temperatūra ir -26 grādi. Eksperimentāli noskaidrots, ka zemes temperatūra ir +8 grādi. Vēlamā istabas temperatūra + 22 grādi.
Sienu siltuma zudumu aprēķins
Lai noteiktu sienas kopējo siltuma pretestību, vispirms ir jāaprēķina katra slāņa siltuma pretestība.
Stikla vates slāņa biezums ir 10 cm. Šī vērtība ir jāpārvērš metros, tas ir:
B = 10 × 0,01 = 0,1
Mēs saņēmām vērtību B = 0,1. Siltumizolācijas siltumvadītspējas koeficients ir 0,043. Mēs aizstājam datus termiskās pretestības formulā un iegūstam:
Rstikls=0.1/0.043=2.32
Izmantojot līdzīgu piemēru, aprēķināsim izoplīta siltumizturību:
Risopl=0.012/0.05=0.24
Sienas kopējā siltuma pretestība būs vienāda ar katra slāņa siltuma pretestības summu, ņemot vērā, ka mums ir divi kokšķiedru plātnes slāņi.
R=Rstikls+2 × Risopl=2.32+2×0.24=2.8
Nosakot sienas kopējo siltuma pretestību, var atrast siltuma zudumus. Katrai sienai tos aprēķina atsevišķi. Aprēķināsim Q ziemeļu sienai.
Pamatojoties uz plānu, ziemeļu sienai nav logu ailas, tās garums ir 10 m, augstums ir 2,7 m. Tad sienas laukumu S aprēķina pēc formulas:
Sziemeļu siena=10×2.7=27
Aprēķināsim dT parametru. Zināms, ka kritiskā apkārtējās vides temperatūra Brjanskai ir -26 grādi, bet vēlamā istabas temperatūra ir +22 grādi. Tad
dT=22-(-26)=48
Ziemeļu pusei tiek ņemts vērā papildu koeficients L=1,1.
Pēc provizorisko aprēķinu veikšanas siltuma zudumu aprēķināšanai varat izmantot formulu:
Jziemeļu siena= 27 × 48 × 1,1/2,8 = 509 (W)
Aprēķināsim siltuma zudumus rietumu sienai. Pēc datiem tajā ir iebūvēti 3 logi, diviem no tiem izmēri ir 1,5x1,7 m un vienam - 0,6x0,3 m.. Aprēķināsim laukumu.
Srezerves sienas1=12×2.7=32.4.
Logu laukums ir jāizslēdz no kopējās rietumu sienas platības, jo to siltuma zudumi būs atšķirīgi. Lai to izdarītu, jums jāaprēķina platība.
Slogs1=1.5×1.7=2.55
Slogs2=0.6×0.4=0.24
Lai aprēķinātu siltuma zudumus, mēs izmantosim sienas laukumu, neņemot vērā logu laukumu, tas ir:
Srezerves sienas=32.4-2.55×2-0.24=25.6
Rietumu pusei papildu koeficients ir 1,05. Iegūtos datus aizstājam siltuma zudumu aprēķina pamatformulā.
Jrezerves sienas=25.6×1.05×48/2.8=461.
Mēs veicam līdzīgus aprēķinus austrumu pusei. Šeit ir 3 logi, viena izmēri ir 1,5x1,7 m, pārējie divi – 2,1x1,5 m. Aprēķinām to platību.
Slogs3=1.5×1.7=2.55
Slogs4=2.1×1.5=3.15
Austrumu sienas laukums ir:
Saustrumu sienas1=12×2.7=32.4
No kopējās sienas laukuma mēs atņemam loga laukuma vērtības:
Saustrumu sienas=32.4-2.55-2×3.15=23.55
Papildu koeficients austrumu sienai ir -1,05. Pamatojoties uz datiem, mēs aprēķinām austrumu sienas siltuma zudumus.
Jaustrumu sienas=1.05×23.55×48/2.8=424
Dienvidu sienā ir durvis ar parametriem 1,3x2 m un logs 0,5x0,3 m.Aprēķinām to laukumu.
Slogs5=0.5×0.3=0.15
Sdurvis=1.3×2=2.6
Dienvidu sienas laukums būs vienāds ar:
Sdienvidu sienas1=10×2.7=27
Mēs nosakām sienas laukumu, neņemot vērā logus un durvis.
Sdienvidu sienas=27-2.6-0.15=24.25
Dienvidu sienas siltuma zudumus aprēķinām, ņemot vērā koeficientu L=1.
Jdienvidu sienas=1×24.25×48/2.80=416
Nosakot katras sienas siltuma zudumus, jūs varat atrast to kopējos siltuma zudumus, izmantojot formulu:
Jsienas=Qdienvidu sienas+Qaustrumu sienas+Qrezerves sienas+Qziemeļu siena
Aizstājot vērtības, mēs iegūstam:
Jsienas=509+461+424+416=1810 W
Rezultātā siltuma zudumi no sienām sastādīja 1810 W stundā.
Logu siltuma zudumu aprēķins
Mājai ir 7 logi, no tiem trīs izmēri ir 1,5x1,7 m, divi - 2,1x1,5 m, viens - 0,6x0,3 m un vēl viens - 0,5x0,3 m.
Logi ar izmēriem 1,5×1,7 m ir divu kameru PVC profils ar I-stiklu. No tehniskās dokumentācijas var uzzināt, ka tā R=0,53. Logi ar izmēriem 2,1x1,5 m, divkameru ar argonu un I-stiklu, termiskā pretestība R=0,75, logi 0,6x0,3 m un 0,5x0,3 - R=0,53.
Loga laukums tika aprēķināts iepriekš.
Slogs1=1.5×1.7=2.55
Slogs2=0.6×0.4=0.24
Slogs3=2.1×1.5=3.15
Slogs4=0.5×0.3=0.15
Svarīgi ir arī ņemt vērā logu orientāciju attiecībā pret kardinālajiem virzieniem.
Aprēķināsim rietumu logu siltuma zudumus, ņemot vērā koeficientu L=1,05. Sānos ir 2 logi ar izmēriem 1,5×1,7 m un viens ar izmēriem 0,6×0,3 m.
Jlogs1=2.55×1.05×48/0.53=243
Jlogs2=0.24×1.05×48/0.53=23
Kopumā rietumu logu kopējie zaudējumi ir
Jaizslēgt logus=243×2+23=509
Dienvidu pusē ir logs 0,5×0,3, tā R=0,53. Aprēķināsim tā siltuma zudumus, ņemot vērā koeficientu 1.
Jdienvidu logi=0.15*48×1/0.53=14
Austrumu pusēs ir 2 logi ar izmēriem 2,1×1,5 un viens logs 1,5×1,7. Aprēķināsim siltuma zudumus, ņemot vērā koeficientu L=1,05.
Jlogs1=2.55×1.05×48/0.53=243
Jlogs3=3.15×1.05×48/075=212
Apkoposim austrumu logu siltuma zudumus.
Jaustrumu logi=243+212×2=667.
Kopējie logu siltuma zudumi būs vienādi:
Jlogi=Qaustrumu logi+Qdienvidu logi+Qaizslēgt logus=667+14+509=1190
Kopumā pa logiem iznāk 1190 W siltumenerģijas.
Durvju siltuma zudumu noteikšana
Mājai ir vienas durvis, tās iebūvētas dienvidu sienā, izmēri 1,3x2 m.Pēc pases datiem durvju materiāla siltumvadītspēja ir 0,14, biezums 0,05 m Pateicoties šiem rādītājiem, siltumvadītspēja var aprēķināt durvju pretestību.
Rdurvis=0.05/0.14=0.36
Aprēķiniem jums jāaprēķina tā platība.
Sdurvis=1.3×2=2.6
Pēc termiskās pretestības un laukuma aprēķināšanas var atrast siltuma zudumus. Durvis atrodas dienvidu pusē, tāpēc izmantojam papildus koeficientu 1.
Jdurvis=2.6×48×1/0.36=347.
Kopumā pa durvīm iznāk 347 W siltuma.
Grīdas termiskās pretestības aprēķins
Saskaņā ar tehnisko dokumentāciju grīda ir daudzslāņu, visā platībā veidota identiski, un tās izmēri ir 10x12 m. Aprēķināsim tās platību.
Sdzimums=10×12=210.
Grīda sastāv no dēļiem, skaidu plātnes un izolācijas.
Siltuma pretestība jāaprēķina katram grīdas slānim atsevišķi.
Rdēļi=0.032/0.15=0.21
Rskaidu plātne=0.01/0.15= 0.07
Rizolēt=0.05/0.039=1.28
Grīdas kopējā siltuma pretestība ir:
Rdzimums=Rdēļi+Rskaidu plātne+Rizolēt=0.21+0.07+1.28=1.56
Ņemot vērā, ka ziemā zemes temperatūra saglabājas +8 grādi, temperatūras starpība būs vienāda ar:
dT=22-8=14
Izmantojot provizoriskus aprēķinus, jūs varat uzzināt mājas siltuma zudumus caur grīdu.
Aprēķinot grīdas siltuma zudumus, ņemam vērā koeficientu L=1.
Jdzimums=210×14×1/1.56=1885
Kopējie grīdas siltuma zudumi ir 1885 W.
Siltuma zudumu aprēķins caur griestiem
Aprēķinot griestu siltuma zudumus, tiek ņemts vērā minerālvates slānis un koka paneļi. Tvaiks un hidroizolācija nav iesaistīti siltumizolācijas procesā, tāpēc mēs to neņemam vērā. Aprēķiniem jāatrod koka paneļu un minerālvates slāņa termiskā pretestība. Mēs izmantojam to siltumvadītspējas koeficientus un biezumu.
Rciema vairogs=0.04/0.15=0.27
Rmin.vate=0.05/0.039=1.28
Kopējā termiskā pretestība būs vienāda ar R summuciema vairogs un Rmin.vate.
Rjumtiem=0.27+1.28=1.55
Griestu platība ir tāda pati kā grīda.
S griesti = 120
Tālāk tiek aprēķināti griestu siltuma zudumi, ņemot vērā koeficientu L=1.
Jgriesti=120×1×48/1.55=3717
Kopā caur griestiem iet 3717 W.
Lai noteiktu mājas kopējos siltuma zudumus, jāsaskaita sienu, logu, durvju, griestu un grīdas siltuma zudumi.
Jvispār=1810+1190+347+1885+3717=8949 W
Lai apsildītu māju ar norādītajiem parametriem, nepieciešams gāzes katls, kas atbalsta 8949 W vai aptuveni 10 kW jaudu.
Siltuma zudumu noteikšana, ņemot vērā infiltrāciju
Infiltrācija ir dabisks siltuma apmaiņas process starp ārējo vidi, kas notiek cilvēkiem pārvietojoties pa māju, atverot ieejas durvis un logus.
Lai aprēķinātu siltuma zudumus ventilācijai varat izmantot formulu:
Jinf=0,33 × K × V × dT
Izteicienā:
- K - aprēķinātais gaisa apmaiņas kurss, dzīvojamām telpām koeficients ir 0,3, apsildāmām telpām - 0,8, virtuvei un vannas istabai - 1.
- V - telpas tilpums, kas aprēķināts, ņemot vērā augstumu, garumu un platumu.
- dT - temperatūras starpība starp vidi un dzīvojamo ēku.
Līdzīgu formulu var izmantot, ja telpā ir uzstādīta ventilācija.
Telpas augstums 2,7 m, platums 10 m, garums 12 m. Zinot šos datus, var atrast tās apjomu.
V = 2,7 × 10 × 12 = 324
Temperatūras starpība būs vienāda
dT=48
Kā koeficientu K ņemam 0,3. Tad
Jinf=0.33×0.3×324×48=1540
Q jāpievieno kopējam aprēķinātajam rādītājam Qinf. Galu galā
Jvispār=1540+8949=10489.
Kopumā, ņemot vērā infiltrāciju, mājas siltuma zudumi būs 10489 W jeb 10,49 kW.
Katla jaudas aprēķins
Aprēķinot katla jaudu, ir jāizmanto drošības koeficients 1,2. Tas ir, jauda būs vienāda ar:
W = Q × k
Šeit:
- J - ēkas siltuma zudumi.
- k — drošības koeficients.
Mūsu piemērā mēs aizstājam Q = 9237 W un aprēķinām nepieciešamo katla jaudu.
W = 10489 × 1,2 = 12587 W.
Ņemot vērā drošības koeficientu, nepieciešamā katla jauda mājas apkurei ir 120 m2 vienāds ar aptuveni 13 kW.
Secinājumi un noderīgs video par tēmu
Video instrukcija: kā aprēķināt siltuma zudumus mājās un katla jaudu, izmantojot Valtec programmu.
Kompetents gāzes katla siltuma zudumu un jaudas aprēķins, izmantojot formulas vai programmatūras metodes, ļauj ar augstu precizitāti noteikt nepieciešamos aprīkojuma parametrus, kas ļauj novērst nepamatotas degvielas izmaksas.
Lūdzu, ierakstiet komentārus zemāk esošajā bloka formā. Pastāstiet mums, kā jūs aprēķinājāt siltuma zudumus, pirms iegādājāties apkures aprīkojumu savai mājai vai lauku mājai. Uzdodiet jautājumus, kopīgojiet informāciju un fotogrāfijas par šo tēmu.
Kā mēs ar vīratēvu nopirkām katlu? Atnācām uz veikalu, pārdevējs jautāja mājas platību un parādīja, no kā izvēlēties. Es teicu sievastēvam, ņemiet to ar spēka rezervi, bet viņš ir saspringts, un ņēma to tieši virsū.
Un kā tu domā? Katls pūš maksimāli, neizslēdzas, un māja nesasilst virs 19-20ºС. Tagad pirksim putupolistirolu un siltināsim sienas. Un tad viņš ietaupa, es uzstāju uz 10 mm, un viņš saka, ka pietiek ar 5 mm. Un jumts arī - vējš pūš. Siltuma zudumiem ir spēcīga ietekme, tas ir fakts.
Skopoties ar mājas apkuri = zobu klabināšana ziemā un vēl vairāk tērēt siltināšanai. Fakts. Tāpēc vienmēr vajadzētu izvēlēties katlu, kura jauda ir vismaz nedaudz lielāka par to, ko paredz jūsu mājas platība. Tad ierīce nedarbosies pie savu iespēju robežas, un siltuma zudumi tiks kompensēti. Lai gan, protams, labāk ir mēģināt tos samazināt, lai ietaupītu elektrības rēķinus.