Hvordan beregne kraften til en gassvarmekjele: formler og beregningseksempel

Før du designer et varmesystem eller installerer varmeutstyr, er det viktig å velge en gasskjele som er i stand til å generere den nødvendige mengden varme til rommet. Derfor er det viktig å velge en enhet med slik kraft at ytelsen er så høy som mulig og ressursen er lang.

Vi vil fortelle deg hvordan du beregner kraften til en gasskjele med høy nøyaktighet og tar hensyn til visse parametere. Artikkelen vi har presentert beskriver i detalj alle typer varmetap gjennom åpninger og bygningskonstruksjoner, og gir formler for å beregne dem. Et spesifikt eksempel introduserer funksjonene til beregninger.

Typiske feil ved valg av kjele

Riktig beregning av kraften til en gasskjele vil ikke bare spare på forbruksvarer, men vil også øke effektiviteten til enheten. Utstyr hvis varmeeffekt overstiger det faktiske varmebehovet vil fungere ineffektivt når det, som en utilstrekkelig kraftig enhet, ikke kan varme opp rommet ordentlig.

Det er moderne automatisert utstyr som uavhengig regulerer gassforsyningen, noe som eliminerer unødvendige kostnader. Men hvis en slik kjele utfører sitt arbeid til grensen av sine evner, reduseres levetiden.

Som et resultat reduseres effektiviteten til utstyret, deler slites raskere og det dannes kondens. Derfor er det behov for å beregne optimal effekt.

Det er en oppfatning at kjelens kraft utelukkende avhenger av overflaten til rommet, og for ethvert hjem vil den optimale beregningen være 100 W per 1 kvm. Derfor, for å velge kjelekraft, for eksempel for et hus på 100 kvm. m, trenger du utstyr som genererer 100*10=10000 W eller 10 kW.

Slike beregninger er fundamentalt feil på grunn av bruken av nye etterbehandlingsmaterialer og forbedrede isolasjonsmaterialer, som reduserer behovet for å kjøpe utstyr med høy effekt.

Kraften til gasskjelen velges under hensyntagen til hjemmets individuelle egenskaper. Riktig valgt utstyr vil fungere så effektivt som mulig med minimalt drivstofforbruk

Beregn kraft gasskjele oppvarming kan gjøres på to måter - manuelt eller ved hjelp av et spesielt Valtec-program, som er designet for profesjonelle høypresisjonsberegninger.

Den nødvendige kraften til utstyret avhenger direkte av varmetapet i rommet. Når du kjenner varmetapsraten, kan du beregne kraften til en gasskjele eller en annen oppvarmingsenhet.

Hva er varmetap i rommet?

Ethvert rom har visse varmetap. Varme kommer ut av vegger, vinduer, gulv, dører, tak, så oppgaven til en gasskjele er å kompensere for mengden varme som kommer ut og gi en viss temperatur i rommet. Dette krever en viss termisk kraft.

Det er eksperimentelt fastslått at den største mengden varme slipper ut gjennom veggene (opptil 70%). Opptil 30 % av termisk energi kan slippe ut gjennom tak og vinduer, og opptil 40 % gjennom ventilasjonssystemet. Laveste varmetap ved dører (opptil 6 %) og gulv (opptil 15 %)

Følgende faktorer påvirker varmetapet hjemme.

• Plassering av huset. Hver by har sine egne klimatiske egenskaper.Ved beregning av varmetap er det nødvendig å ta hensyn til den kritiske negative temperaturkarakteristikken til regionen, samt gjennomsnittstemperaturen og varigheten av fyringssesongen (for nøyaktige beregninger ved hjelp av programmet).
• Plasseringen av veggene i forhold til kardinalretningene. Det er kjent at vindrosen ligger på nordsiden, så varmetapet til en vegg som ligger i dette området vil være størst. Om vinteren blåser det kald vind med stor kraft fra vest-, nord- og østsiden, så varmetapet til disse veggene vil være høyere.
• Området til det oppvarmede rommet. Mengden varme tapt avhenger av størrelsen på rommet, arealet av vegger, tak, vinduer, dører.
• Termisk prosjektering av bygningskonstruksjoner. Ethvert materiale har sin egen varmemotstandskoeffisient og varmeoverføringskoeffisient - evnen til å føre en viss mengde varme gjennom seg selv. For å finne dem ut, må du bruke tabelldata og også bruke visse formler. Informasjon om sammensetningen av vegger, tak, gulv og deres tykkelse finnes i den tekniske planen for boliger.
• Vindu og døråpninger. Størrelse, modifikasjon av dør og doble vinduer. Jo større areal av vindus- og døråpninger, desto høyere varmetapet. Det er viktig å ta hensyn til egenskapene til installerte dører og doble vinduer når du gjør beregninger.
• Ventilasjonsregnskap. Ventilasjon eksisterer alltid i huset, uavhengig av tilstedeværelsen av kunstig hette. Rommet ventileres gjennom åpne vinduer, luftbevegelse skapes når inngangsdørene lukkes og åpnes, folk beveger seg fra rom til rom, noe som hjelper varm luft å forlate rommet og sirkulere det.

Når du kjenner parametrene ovenfor, kan du ikke bare beregne varmetap hjemme og bestemme kraften til kjelen, men også identifisere steder som trenger ekstra isolasjon.

Formler for beregning av varmetap

Disse formlene kan brukes til å beregne varmetap ikke bare i et privat hus, men også i en leilighet. Før du starter beregningene, er det nødvendig å tegne en plantegning, notere plasseringen av veggene i forhold til kardinalretningene, angi vinduer, døråpninger, og også beregne dimensjonene til hver vegg, vindu og døråpning.

For å bestemme varmetap, er det nødvendig å kjenne strukturen til veggen, samt tykkelsen på materialene som brukes. Beregningene tar hensyn til mur og isolasjon

Ved beregning av varmetap brukes to formler - ved å bruke den første bestemmes verdien av den termiske motstanden til omsluttende strukturer, og ved å bruke den andre bestemmes varmetapet.

For å bestemme termisk motstand, bruk uttrykket:

R = B/K

Her:

• R – verdien av termisk motstand til omsluttende strukturer, målt i (m²*K)/W.
• K – varmeledningskoeffisient for materialet som den omsluttende strukturen er laget av, målt i W/(m*K).
• I – tykkelsen på materialet, registrert i meter.

Den termiske konduktivitetskoeffisienten K er en tabellparameter, tykkelse B er hentet fra husets tekniske plan.

Den termiske konduktivitetskoeffisienten er en tabellverdi, den avhenger av materialets tetthet og sammensetning, den kan avvike fra den tabellformede, så det er viktig å lese den tekniske dokumentasjonen for materialet (+)

Den grunnleggende formelen for beregning av varmetap brukes også:

Q = L × S × dT/R

I uttrykket:

• Q – varmetap, målt i W.
• S – område med omsluttende strukturer (vegger, gulv, tak).
• dT – forskjellen mellom ønsket inne- og utetemperatur måles og registreres i C.
• R – verdien av strukturens termiske motstand, m²•C/W, som er funnet ved hjelp av formelen ovenfor.
• L – koeffisient avhengig av orienteringen til veggene i forhold til kardinalpunktene.

Når du har den nødvendige informasjonen for hånden, kan du manuelt beregne varmetapet til en bestemt bygning.

Eksempel på varmetapsberegning

Som et eksempel, la oss beregne varmetapet til et hus med de gitte egenskapene.

Figuren viser en husplan som vi skal beregne varmetap for. Når du utarbeider en individuell plan, er det viktig å bestemme orienteringen til veggene korrekt i forhold til kardinalpunktene, beregne høyden, bredden og lengden på strukturen, og også legge merke til plasseringen av vindus- og døråpninger, deres størrelser (+ )

Basert på planen er konstruksjonens bredde 10 m, lengden er 12 m, takhøyden er 2,7 m, veggene er orientert mot nord, sør, øst og vest. Det er bygget inn 3 vinduer i vestveggen, to av dem har mål på 1,5x1,7 m, ett - 0,6x0,3 m.

Ved beregning av taket tas det hensyn til isolasjonslaget, etterbehandling og takmateriale. Damp- og vanntettingsfilmer som ikke påvirker termisk isolasjon tas ikke i betraktning

I søndre vegg er det innebygde dører med mål 1,3x2 m, det er også et lite vindu 0,5x0,3 m. På østsiden er det to vinduer 2,1x1,5 m og ett 1,5x1,7 m.

Veggene består av tre lag:

• veggkledning med fiberplate (isoplast) utvendig og innvendig - 1,2 cm hver, koeffisient - 0,05.
• glassull plassert mellom veggene, dens tykkelse er 10 cm og koeffisienten er 0,043.

Den termiske motstanden til hver vegg beregnes separat, fordi Plasseringen av strukturen i forhold til kardinalpunktene, antall og areal av åpninger tas i betraktning. Resultatene av beregninger på veggene er oppsummert.

Gulvet er flerlags, laget med samme teknologi gjennom hele området, og inkluderer:

• kuttet og not-og-not-plate, tykkelsen er 3,2 cm, termisk konduktivitetskoeffisient er 0,15.
• et lag med tørr sponplater med en tykkelse på 10 cm og en koeffisient på 0,15.
• isolasjon – mineralull 5 cm tykk, koeffisient 0,039.

La oss anta at gulvet ikke har luker inn til kjeller eller lignende åpninger som svekker varmeteknikken. Følgelig gjøres beregningen for arealet til alle lokaler ved å bruke en enkelt formel.

Tak er laget av:

• trepaneler 4 cm med en koeffisient på 0,15.
• mineralull er 15 cm, koeffisienten er 0,039.
• damp- og vanntettingslag.

La oss anta at taket heller ikke har tilgang til loftet over stue eller vaskerom.

Huset ligger i Bryansk-regionen, i byen Bryansk, hvor den kritiske negative temperaturen er -26 grader. Det er eksperimentelt fastslått at temperaturen på jorden er +8 grader. Ønsket romtemperatur + 22 grader.

Beregning av varmetap av vegger

For å finne den totale termiske motstanden til en vegg, må du først beregne den termiske motstanden til hvert lag.

Glassulllaget har en tykkelse på 10 cm. Denne verdien må omregnes til meter, det vil si:

B = 10 × 0,01 = 0,1

Vi fikk verdien B=0,1. Termisk konduktivitetskoeffisient for termisk isolasjon er 0,043. Vi erstatter dataene med formelen for termisk motstand og får:

R_glass=0.1/0.043=2.32

Ved å bruke et lignende eksempel, la oss beregne varmemotstanden til isoplytten:

R_isopl=0.012/0.05=0.24

Den totale termiske motstanden til veggen vil være lik summen av den termiske motstanden til hvert lag, gitt at vi har to lag fiberplate.

R=R_glass+2×R_isopl=2.32+2×0.24=2.8

Ved å bestemme veggens totale termiske motstand kan du finne varmetapene. For hver vegg beregnes de separat. La oss beregne Q for nordveggen.

Ytterligere koeffisienter gjør det mulig å ta hensyn til særegenhetene ved varmetap fra vegger i forskjellige retninger av verden i beregningene

Basert på planen har den nordlige veggen ingen vindusåpninger, lengden er 10 m, høyden er 2,7 m. Deretter beregnes arealet av veggen S ved formelen:

S_nordveggen=10×2.7=27

La oss beregne dT-parameteren. Det er kjent at den kritiske omgivelsestemperaturen for Bryansk er -26 grader, og ønsket romtemperatur er +22 grader. Deretter

dT=22-(-26)=48

For nordsiden er tilleggskoeffisienten L=1,1 tatt i betraktning.

Tabellen viser varmeledningskoeffisientene til noen materialer som brukes i konstruksjonen av vegger. Som du kan se, overfører mineralull den minste mengden varme gjennom seg selv, armert betong - det maksimale

Etter å ha gjort foreløpige beregninger, kan du bruke formelen for å beregne varmetap:

Q_nordveggen=27×48×1,1/2,8=509 (W)

La oss beregne varmetapet for vestveggen. Basert på dataene er det 3 vinduer innebygd i den, to av dem har dimensjoner på 1,5x1,7 m og en - 0,6x0,3 m. La oss beregne arealet.

S_{reservevegger 1}=12×2.7=32.4.

Det er nødvendig å ekskludere området med vinduer fra det totale arealet av den vestlige veggen, fordi varmetapet deres vil være annerledes. For å gjøre dette må du beregne arealet.

S_{vindu 1}=1.5×1.7=2.55

S_{vindu 2}=0.6×0.4=0.24

For å beregne varmetap, vil vi bruke arealet av veggen uten å ta hensyn til arealet av vinduene, det vil si:

S_{reservevegger}=32.4-2.55×2-0.24=25.6

For vestsiden er tilleggskoeffisienten 1,05. Vi erstatter de oppnådde dataene i den grunnleggende formelen for beregning av varmetap.

Q_{reservevegger}=25.6×1.05×48/2.8=461.

Vi gjør lignende beregninger for østsiden. Det er 3 vinduer her, det ene har mål på 1,5x1,7 m, de to andre – 2,1x1,5 m. Vi beregner arealet deres.

S_{vindu 3}=1.5×1.7=2.55

S_{vindu 4}=2.1×1.5=3.15

Området til den østlige veggen er:

S_{østlige vegger 1}=12×2.7=32.4

Fra det totale veggarealet trekker vi vindusarealverdiene:

S_{østlige vegger}=32.4-2.55-2×3.15=23.55

Tilleggskoeffisienten for østveggen er -1,05. Basert på dataene beregner vi varmetapene til østveggen.

Q_{østlige vegger}=1.05×23.55×48/2.8=424

På den sørlige veggen er det en dør med parametere på 1,3x2 m og et vindu på 0,5x0,3 m. Vi beregner deres areal.

S_{vindu 5}=0.5×0.3=0.15

S_dør=1.3×2=2.6

Arealet av den sørlige veggen vil være lik:

S_{sørlige vegger1}=10×2.7=27

Vi bestemmer området på veggen uten å ta hensyn til vinduer og dører.

S_{sørlige vegger}=27-2.6-0.15=24.25

Vi beregner varmetapet til sørveggen under hensyntagen til koeffisienten L=1.

Q_{sørlige vegger}=1×24.25×48/2.80=416

Etter å ha bestemt varmetapet til hver vegg, kan du finne det totale varmetapet ved hjelp av formelen:

Q_vegger=Q_{sørlige vegger}+Q_{østlige vegger}+Q_{reservevegger}+Q_nordveggen

Ved å erstatte verdiene får vi:

Q_vegger=509+461+424+416=1810 W

Som et resultat utgjorde varmetapet fra veggene 1810 W per time.

Beregning av termiske tap av vinduer

Det er 7 vinduer i huset, tre av dem har dimensjoner på 1,5x1,7 m, to - 2,1x1,5 m, ett - 0,6x0,3 m og ett til - 0,5x0,3 m.

Vinduene med mål 1,5×1,7 m er en to-kammer PVC-profil med I-glass. Fra den tekniske dokumentasjonen kan du finne ut at dens R=0,53. Vinduer med dimensjoner 2,1x1,5 m, to-kammer med argon og I-glass, har en termisk motstand på R=0,75, vinduer 0,6x0,3 m og 0,5x0,3 - R=0,53.

Vindusarealet ble beregnet ovenfor.

S_{vindu 1}=1.5×1.7=2.55

S_{vindu 2}=0.6×0.4=0.24

S_{vindu 3}=2.1×1.5=3.15

S_{vindu 4}=0.5×0.3=0.15

Det er også viktig å vurdere retningen til vinduene i forhold til kardinalretningene.

Vanligvis trenger ikke den termiske motstanden for vinduer å beregnes; denne parameteren er angitt i den tekniske dokumentasjonen for produktet

La oss beregne varmetapene til vestlige vinduer, under hensyntagen til koeffisienten L=1,05. På siden er det 2 vinduer med mål på 1,5×1,7 m og ett med mål på 0,6×0,3 m.

Q_{vindu 1}=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_{vindu 2}=0.24×1.05×48/0.53=23

Totalt er de totale tapene av de vestlige vinduene

Q_{låse vinduer}=243×2+23=509

På sørsiden er det et vindu 0,5×0,3, dets R=0,53. La oss beregne varmetapet ved å ta hensyn til koeffisient 1.

Q_sørvinduer=0.15*48×1/0.53=14

På østsidene er det 2 vinduer med mål 2,1×1,5 og ett vindu 1,5×1,7. La oss beregne varmetap under hensyntagen til koeffisienten L=1,05.

Q_{vindu 1}=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_{vindu 3}=3.15×1.05×48/075=212

La oss summere varmetapene til de østlige vinduene.

Q_{østlige vinduer}=243+212×2=667.

Det totale varmetapet til vinduer vil være lik:

Q_vinduer=Q_{østlige vinduer}+Q_sørvinduer+Q_{låse vinduer}=667+14+509=1190

Totalt kommer 1190 W termisk energi ut gjennom vinduene.

Bestemmelse av dørvarmetap

Huset har en dør, den er bygget inn i den sørlige veggen, har dimensjoner på 1,3x2 m. Basert på passdataene er den termiske ledningsevnen til dørmaterialet 0,14, tykkelsen er 0,05 m. Takket være disse indikatorene er den termiske motstanden til døren kan beregnes.

R_dører=0.05/0.14=0.36

For beregninger må du beregne arealet.

S_dører=1.3×2=2.6

Etter å ha beregnet termisk motstand og areal, kan varmetapet bli funnet. Døren er plassert på sørsiden, så vi bruker en tilleggsfaktor på 1.

Q_dører=2.6×48×1/0.36=347.

Totalt kommer det 347 W varme ut gjennom døren.

Beregning av gulvets termiske motstand

I følge den tekniske dokumentasjonen er gulvet flerlags, laget identisk over hele området, og har dimensjoner på 10x12 m. La oss beregne arealet.

S_kjønn=10×12=210.

Gulvet består av plater, sponplater og isolasjon.

Fra tabellen kan du finne ut de termiske konduktivitetskoeffisientene til noen materialer som brukes til gulvbelegg. Denne parameteren kan også være angitt i den tekniske dokumentasjonen av materialene og avvike fra tabellen

Termisk motstand skal beregnes for hvert gulvlag separat.

R_brett=0.032/0.15=0.21

R_sponplater=0.01/0.15= 0.07

R_isolere=0.05/0.039=1.28

Den totale termiske motstanden til gulvet er:

R_kjønn=R_brett+R_sponplater+R_isolere=0.21+0.07+1.28=1.56

Tatt i betraktning at om vinteren forblir temperaturen på jorden på +8 grader, vil temperaturforskjellen være lik:

dT=22-8=14

Ved hjelp av foreløpige beregninger kan du finne varmetapet til et hus gjennom gulvet.

Ved beregning av gulvvarmetap tas det hensyn til materialer som påvirker varmeisolasjonen (+)

Ved beregning av gulvvarmetap tar vi hensyn til koeffisienten L=1.

Q_kjønn=210×14×1/1.56=1885

Det totale varmetapet for gulv er 1885 W.

Beregning av varmetap gjennom himling

Ved beregning av varmetapet i taket tas det hensyn til et lag med mineralull og trepaneler. Damp og vanntetting er ikke involvert i varmeisolasjonsprosessen, så vi tar ikke hensyn til det. For beregninger må vi finne den termiske motstanden til trepaneler og et lag mineralull. Vi bruker deres varmeledningskoeffisienter og tykkelse.

R_{landsbyskjold}=0.04/0.15=0.27

R_min.bomull=0.05/0.039=1.28

Den totale termiske motstanden vil være lik summen av R_{landsbyskjold} og R_min.bomull.

R_tak=0.27+1.28=1.55

Takarealet er det samme som gulvet.

S _tak = 120

Deretter beregnes varmetapene til taket, under hensyntagen til koeffisienten L=1.

Q_tak=120×1×48/1.55=3717

Totalt går 3717 W gjennom taket.

Tabellen viser populære isolasjonsmaterialer for tak og deres varmeledningskoeffisienter. Polyuretanskum er den mest effektive isolasjonen, halm har den høyeste varmetapskoeffisienten

For å bestemme det totale varmetapet til et hus, er det nødvendig å legge sammen varmetapet til vegger, vinduer, dører, tak og gulv.

Q_{som regel}=1810+1190+347+1885+3717=8949 W

For å varme opp et hus med de spesifiserte parametrene, trenger du en gasskjele som støtter en effekt på 8949 W eller omtrent 10 kW.

Bestemmelse av varmetap under hensyntagen til infiltrasjon

Infiltrasjon er en naturlig prosess med varmeveksling mellom ytre miljø, som oppstår når folk beveger seg rundt i huset, når man åpner inngangsdører og vinduer.

For å beregne varmetap for ventilasjon du kan bruke formelen:

Q_inf=0,33×K×V×dT

I uttrykket:

• K - den beregnede luftvekslingshastigheten, for stuer er koeffisienten 0,3, for oppvarmede rom - 0,8, for kjøkken og bad - 1.
• V - volumet av rommet, beregnet under hensyntagen til høyde, lengde og bredde.
• dT - temperaturforskjell mellom miljø og boligbygg.

En lignende formel kan brukes hvis det er installert ventilasjon i rommet.

Hvis det er kunstig ventilasjon i huset, er det nødvendig å bruke samme formel som for infiltrasjon, bare bytt ut eksosparameterne i stedet for K, og beregne dT under hensyntagen til temperaturen på den innkommende luften

Høyden på rommet er 2,7 m, bredden er 10 m, lengden er 12 m. Når du kjenner til disse dataene, kan du finne volumet.

V=2,7 × 10 × 12=324

Temperaturforskjellen vil være lik

dT=48

Vi tar 0,3 som koeffisienten K. Deretter

Q_inf=0.33×0.3×324×48=1540

Q må legges til den totale beregnede indikatoren Q_inf. Etter hvert

Q_{som regel}=1540+8949=10489.

Totalt, tatt i betraktning infiltrasjon, vil varmetapet til huset være 10489 W eller 10,49 kW.

Kjeleffektberegning

Ved beregning av kjeleeffekten er det nødvendig å bruke en sikkerhetsfaktor på 1,2. Det vil si at kraften vil være lik:

W = Q × k

Her:

• Q - varmetap av bygningen.
• k - sikkerhetsfaktor.

I vårt eksempel erstatter vi Q = 9237 W og beregner nødvendig kjeleeffekt.

B=10489×1,2=12587 W.

Tatt i betraktning sikkerhetsfaktoren, er den nødvendige kjeleeffekten for å varme opp et hus 120 m² lik ca 13 kW.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Videoinstruksjon: hvordan beregne varmetap hjemme og kjelekraft ved hjelp av Valtec-programmet.

Kompetent beregning av varmetap og kraft til en gasskjele ved hjelp av formler eller programvaremetoder lar deg bestemme med høy nøyaktighet de nødvendige utstyrsparametrene, noe som gjør det mulig å eliminere urimelige drivstoffkostnader.

Skriv kommentarer i blokkskjemaet nedenfor. Fortell oss hvordan du beregnet varmetap før du kjøpte varmeutstyr til din egen hytte eller landsted. Still spørsmål, del informasjon og bilder om emnet.