Před návrhem topného systému, instalací topného zařízení, je důležité zvolit si plynový kotel schopný generovat potřebné množství tepla do místnosti. Proto je důležité zvolit takové zařízení, aby jeho výkon byl co nejvyšší a zdroj byl velký.
Budeme hovořit o tom, jak vypočítat výkon plynového kotle s vysokou přesností as přihlédnutím k určitým parametrům. V našem článku popisujeme podrobně všechny typy tepelných ztrát prostřednictvím otvorů a stavebních konstrukcí a jsou uvedeny vzorce pro jejich výpočet. Specifický příklad představuje vlastnosti tvorby výpočtů.
Typické chyby při výběru kotle
Správný výpočet výkonu plynového kotle nejen ušetří spotřební materiál, ale také zvýší účinnost zařízení. Zařízení, jejichž přenos tepla převyšuje skutečnou potřebu tepla, nebude fungovat efektivně, pokud jako nedostatečně výkonné zařízení nemůže místnost správně zahřát.
K dispozici je moderní automatizované zařízení, které nezávisle reguluje dodávku plynu, což eliminuje nepřiměřené náklady. Pokud ale takový kotel vykonává svou práci na hranici své životnosti, zkracuje se jeho životnost.
Výsledkem je snížení účinnosti zařízení, rychlejší opotřebení dílů a kondenzace. Proto je nezbytné vypočítat optimální výkon.
Galerie Obrázků
Foto z
Hlavní podmínkou instalace plynového kotle je instalace vnitřní plynové sítě připojené k centralizovanému zásobování plynem, skupině lahví nebo plynové nádrži.
Při výběru plynového kotle je nutné vzít v úvahu průměr potrubí plynového a topného systému. Pro instalaci dvouokruhového kotle musí být dům vybaven vodovodním systémem, minimální tlak, při kterém je také třeba před zakoupením zohlednit
Pro kompetentní volbu plynového kotle je nutné vzít v úvahu tlak v přívodním potrubí plynu. Pokud je připojen k centralizované síti, je to označeno dodavatelem paliva
Výkon plynového zařízení přímo souvisí s velikostí jednotky, typem instalace a provedení
Nástěnná verze je kompaktnější, ale je třeba poznamenat, že za 1 minutu nástěnný kotel ohřeje pouze 0,57 litru vody na 25 °. To je přijatelné pro letní dům nebo byt, pro vytápění velké budovy potřebujete výkonnější jednotku
Podlahové plynové kotle se kupují, pokud objem chladicího média cirkulujícího systémem je větší než 150 l. Výkon se pohybuje od 10 do 55 a více kW
Plynové kotle umístěné na podlaze lze použít jako topný kotel i jako ohřívač vody, který je schopen současně dodávat vodu 4 vodním bodům.
Podlahové plynové zařízení pro topné systémy se vyrábí v široké škále úprav, jejichž objem může dosáhnout 280 l
Podmínky pro instalaci plynového kotle
Dodávka potrubí do zařízení
Potrubí pro vnitřní plyn
Rozměry a typ provedení
Možnosti napájení pro možnosti zdi
Podlahový kotel pro velký dům
Kotel jako ohřívač vody
Objem podlahových plynových kotlů
Existuje názor, že výkon kotle závisí pouze na ploše místnosti a pro jakýkoli dům je optimální výpočet 100 W na 1 m2. Proto, aby bylo možné vybrat kapacitu kotle, například pro dům 100 metrů čtverečních. m, potřebujete zařízení, které generuje 100 * 10 = 10 000 wattů nebo 10 kW.
Takové výpočty jsou zásadně chybné v souvislosti s výskytem nových dokončovacích materiálů, zlepšenou izolací, což snižuje potřebu nákupu vysoce výkonných zařízení.
Výkon plynového kotle se volí s ohledem na individuální vlastnosti domu. Správně vybrané zařízení bude pracovat co nejefektivněji s minimální spotřebou paliva
Výkon plynového kotle lze vypočítat dvěma způsoby - ručně nebo pomocí speciálního programu Valtec, který je určen pro profesionální vysoce přesné výpočty.
Potřebný výkon zařízení přímo závisí na tepelných ztrátách místnosti. Poté, co jste se naučili míru tepelné ztráty, můžete vypočítat výkon plynového kotle nebo jakéhokoli jiného topného zařízení.
Co je to ztráta tepla v místnosti?
Každá místnost má určité tepelné ztráty. Teplo vychází ze stěn, oken, podlah, dveří a stropů, takže úkolem plynového kotle je kompenzovat množství uvolněného tepla a zajistit určitou teplotu v místnosti. To vyžaduje určitou tepelnou energii.
Experimentálně bylo zjištěno, že největší množství tepla opouští stěny (až 70%). Až 30% tepelné energie může vytékat střechou a okny a až 40% prostřednictvím ventilačního systému. Nejmenší tepelné ztráty u dveří (až 6%) a podlahy (až 15%)
Následující faktory ovlivňují tepelné ztráty v domácnosti.
- Umístění domu. Každé město má své vlastní klimatické vlastnosti. Při výpočtech tepelných ztrát je nutné vzít v úvahu kritickou zápornou teplotní charakteristiku regionu, jakož i průměrnou teplotu a délku topné sezóny (pro přesné výpočty pomocí programu).
- Umístění stěn vzhledem k světovým stranám. Je známo, že větrná růžice je umístěna na severní straně, takže tepelné ztráty stěny umístěné v této oblasti budou největší. V zimě studený vítr fouká velkou silou ze západní, severní a východní strany, takže tepelné ztráty těchto zdí budou vyšší.
- Oblast vytápěné místnosti. Množství odpadního tepla závisí na velikosti místnosti, ploše stěn, stropů, oken, dveří.
- Tepelná technika stavebních konstrukcí. Každý materiál má svůj vlastní koeficient tepelného odporu a koeficient přenosu tepla - schopnost projít určitým množstvím tepla. Chcete-li to zjistit, musíte použít tabulková data a použít určité vzorce. Informace o složení stěn, stropů, podlah, jejich tloušťce naleznete v technickém plánu bydlení.
- Okno a dveře. Velikost, úprava dveří a dvojitá okna. Čím je plocha oken a dveří větší, tím větší jsou tepelné ztráty. Při výpočtech je důležité vzít v úvahu vlastnosti instalovaných dveří a dvojskel.
- Ventilační účetnictví. Větrání v domě vždy existuje, bez ohledu na přítomnost umělých kukel. Otevřenými okny je místnost větraná, při zavřených a otevřených vstupních dveřích dochází k pohybu vzduchu, lidé se pohybují z místnosti do místnosti, což přispívá k odchodu teplého vzduchu z místnosti, jeho cirkulaci.
Díky znalosti výše uvedených parametrů můžete nejen vypočítat tepelné ztráty doma a určit výkon kotle, ale také určit místa, která vyžadují další izolaci.
Vzorce pro výpočet tepelných ztrát
Tyto vzorce lze použít k výpočtu tepelných ztrát nejen soukromého domu, ale také bytu. Před zahájením výpočtů je nutné zobrazit půdorys, označit umístění stěn vzhledem k světovým stranám, označit okna, dveře a také spočítat rozměry každé stěny, okna a dveří.
Pro stanovení tepelné ztráty je nutné znát strukturu stěny a tloušťku použitých materiálů. Výpočty zohledňují zdivo a izolaci
Při výpočtu tepelné ztráty se používají dva vzorce - pomocí prvního se stanoví hodnota tepelného odporu obvodového pláště budovy a druhá se používá ke stanovení tepelných ztrát.
Pro stanovení tepelné odolnosti použijte výraz:
R = B / K
Tady:
- R - hodnota tepelného odporu obvodových plášťů budovy, měřená v (m2* K) / W.
- K - součinitel tepelné vodivosti materiálu, z něhož je uzavřená struktura vyrobena, se měří ve W / (m * K).
- V - tloušťka materiálu zaznamenaná v metrech.
Koeficient tepelné vodivosti K je tabulkový parametr, tloušťka B je převzata z technického plánu domu.
Koeficient tepelné vodivosti je tabulková hodnota, záleží na hustotě a složení materiálu, může se lišit od tabulky, takže je důležité seznámit se s technickou dokumentací k materiálu (+)
Rovněž se používá základní vzorec pro výpočet tepelných ztrát:
Q = L × S × dT / R
Ve výrazu:
- Q - tepelné ztráty měřené ve wattech.
- S - plocha zdiva (stěny, podlahy, stropy).
- dT - rozdíl mezi požadovanou teplotou vnitřní a venkovní, měřenou a zaznamenanou v C.
- R - hodnota tepelného odporu konstrukce, m2• C / W, který se nachází u výše uvedeného vzorce.
- L - koeficient v závislosti na orientaci stěn vzhledem k světovým stranám.
Když máte k dispozici potřebné informace, můžete manuálně vypočítat tepelné ztráty budovy.
Příklad výpočtu tepelné ztráty
Jako příklad vypočítáme tepelné ztráty domu se stanovenými charakteristikami.
Obrázek ukazuje plán domu, pro který vypočítáme tepelné ztráty. Při sestavování individuálního plánu je důležité správně určit orientaci stěn vzhledem k světovým stranám, vypočítat výšku, šířku a délku konstrukce a také poznamenat umístění oken a otvorů dveří, jejich rozměry (+)
Podle plánu je šířka konstrukce 10 m, délka 12 m, výška stropu 2,7 m, stěny jsou orientovány na sever, jih, východ a západ. V západní zdi jsou postavena tři okna, z nichž dvě mají rozměry 1,5 x 1,7 m, jedno - 0,6 x 0,3 m.
Při výpočtu střechy se bere v úvahu izolační vrstva, dokončovací materiál a střešní krytina. Parní a hydroizolační fólie, které neovlivňují tepelnou izolaci, se neberou v úvahu
V jižní stěně jsou integrovány dveře o rozměrech 1,3 × 2 m, je zde také malé okno 0,5 × 0,3 m. Na východní straně jsou dvě okna 2,1 x 1,5 ma jedno 1,5 × 1,7 m.
Stěny se skládají ze tří vrstev:
- obložení stěn dřevovláknité desky (isoplite) venku a uvnitř je 1,2 cm každý, koeficient je 0,05.
- skleněná vlna umístěná mezi stěnami, její tloušťka je 10 cm a koeficient je 0,043.
Tepelný odpor každé stěny se počítá zvlášť, protože bere v úvahu umístění struktury vzhledem k světovým stranám, počet a oblast otvorů. Výsledky výpočtu zdi jsou shrnuty.
Podlaha je vícevrstvá, po celé ploše je vyrobena podle jedné technologie, zahrnuje:
- řezaná deska je drážkovaná, její tloušťka je 3,2 cm, koeficient tepelné vodivosti je 0,15.
- 10 cm silná vyrovnávací vrstva dřevotřísky s koeficientem 0,15.
- izolace - minerální vlna tl. 5 cm, koeficient 0,039.
Předpokládejme, že podlaha nemá otvory, které zhoršují tepelnou techniku. Výpočet se proto provádí pro oblast všech místností podle jednoho vzorce.
Stropy jsou vyrobeny z:
- Dřevěné štíty 4 cm s koeficientem 0,15.
- minerální vlna 15 cm, její koeficient je 0,039.
- pára, hydroizolační vrstva.
Předpokládejme, že strop nemá také přístup do podkroví nad obytnou nebo technickou místnost.
Dům se nachází v regionu Bryansk, ve městě Bryansk, kde je kritická negativní teplota -26 stupňů. Experimentálně bylo zjištěno, že teplota Země je +8 stupňů. Požadovaná pokojová teplota + 22 stupňů.
Výpočet tepelné ztráty stěny
Pro nalezení celkového tepelného odporu stěny je nejprve nutné vypočítat tepelný odpor každé z jejích vrstev.
Vrstva skelné vlny má tloušťku 10 cm. Tato hodnota musí být převedena na metry, to je:
B = 10 x 0,01 = 0,1
Obdržena hodnota B = 0,1. Koeficient tepelné vodivosti tepelné izolace je 0,043. Nahraďte data ve vzorci tepelného odporu a získejte:
Rsklenka=0.1/0.043=2.32
Podobným příkladem vypočítáme odpor isoplitu vůči teplu:
Risopl=0.012/0.05=0.24
Celkový tepelný odpor stěny se bude rovnat součtu tepelného odporu každé vrstvy, protože máme dvě vrstvy dřevovláknité desky.
R = Rsklenka+ 2 × Risopl=2.32+2×0.24=2.8
Stanovením celkového tepelného odporu stěny lze zjistit tepelné ztráty. Pro každou zeď se počítají zvlášť. Vypočítejte Q pro severní stěnu.
Další koeficienty nám umožňují při výpočtech zohlednit vlastnosti tepelné ztráty stěn umístěných v různých částech světa
Podle plánu nemá severní stěna okenní otvory, její délka je 10 m, její výška je 2,7 m. Poté se plocha stěny S vypočítá podle vzorce:
Sseverní zeď=10×2.7=27
Vypočítáme parametr dT. Je známo, že kritická okolní teplota pro Bryansk je -26 stupňů a požadovaná pokojová teplota je +22 stupňů. Pak
dT = 22 - (- 26) = 48
Pro severní stranu se vezme v úvahu doplňkový koeficient L = 1,1.
Tabulka ukazuje koeficienty tepelné vodivosti některých materiálů, které se používají při stavbě stěn. Jak můžete vidět, minerální vlna prochází minimálním množstvím tepla skrze sebe, železobeton - maximum
Po provedení předběžných výpočtů můžete použít vzorec pro výpočet tepelných ztrát:
Qseverní stěny= 27 × 48 × 1,1 / 2,8 = 509 (W)
Vypočítáme tepelné ztráty pro západní zeď. Na základě těchto údajů jsou do něj zabudována 3 okna, z nichž dvě mají rozměry 1,5 x 1,7 ma jedno - 0,6 x 0,3 m. Vypočítáme plochu.
Szápadní zeď1=12×2.7=32.4.
Z celkové plochy západní zdi je nutné vyloučit oblast oken, protože jejich tepelné ztráty budou odlišné. Chcete-li to provést, musíte vypočítat oblast.
Swindow1=1.5×1.7=2.55
Swindow2=0.6×0.4=0.24
Pro výpočty tepelných ztrát použijeme plochu stěny bez zohlednění plochy oken, tj.:
Szápadní zeď=32.4-2.55×2-0.24=25.6
Pro západní stranu je přírůstkový koeficient 1,05. Získaná data nahradíme do hlavního vzorce pro výpočet tepelných ztrát.
Qzápadní zeď=25.6×1.05×48/2.8=461.
Pro východní stranu provádíme podobné výpočty. Jsou zde 3 okna, jedno má rozměry 1,5x1,7 m, ostatní dvě - 2,1x1,5 m. Vypočítáme jejich plochu.
Swindow3=1.5×1.7=2.55
Swindow4=2.1×1.5=3.15
Oblast východní zdi je:
Svýchodní zeď1=12×2.7=32.4
Z celkové plochy stěny odečteme hodnoty plochy oken:
Svýchodní zeď=32.4-2.55-2×3.15=23.55
Další koeficient pro východní zeď je -1,05. Na základě těchto údajů vypočítáme tepelné ztráty východní zdi.
Qvýchodní zeď=1.05×23.55×48/2.8=424
Na jižní stěně jsou dveře s parametry 1,3x2 ma oknem 0,5x0,3 m. Vypočítáme jejich plochu.
Swindow5=0.5×0.3=0.15
Sdveře=1.3×2=2.6
Plocha jižní zdi bude rovná:
Sjižní zeď1=10×2.7=27
Určujeme plochu stěny bez oken a dveří.
Sjižní stěny=27-2.6-0.15=24.25
Vypočítáme tepelné ztráty jižní stěny s přihlédnutím k koeficientu L = 1.
Qjižní stěny=1×24.25×48/2.80=416
Po určení tepelné ztráty každé stěny můžete zjistit jejich celkovou tepelnou ztrátu podle vzorce:
Qstěny= Qjižní stěny+ Qvýchodní zeď+ Qzápadní zeď+ Qseverní stěny
Nahrazením hodnot dostaneme:
Qstěny= 509 + 461 + 424 + 416 = 1810 W
V důsledku toho byla tepelná ztráta stěn 1810 wattů za hodinu.
Výpočet tepelných ztrát oken
V domě je 7 oken, z nichž tři mají rozměry 1,5 × 1,7 m, dvě - 2,1 × 1,5 m, jedno - 0,6 × 0,3 ma další - 0,5 × 0,3 m.
Okna o rozměrech 1,5 × 1,7 m je dvoukomorový PVC profil s I-sklem. Z technické dokumentace zjistíte, že její R = 0,53. Okna o rozměrech 2,1 x 1,5 m jsou dvoukomorová s argonem a sklem I, mají tepelný odpor R = 0,75, okna 0,6 x 0,3 ma 0,5 × 0,3 - R = 0,53.
Oblast okna byla vypočtena výše.
Swindow1=1.5×1.7=2.55
Swindow2=0.6×0.4=0.24
Swindow3=2.1×1.5=3.15
Swindow4=0.5×0.3=0.15
Je také důležité zvážit orientaci oken vzhledem k světovým stranám.
Tepelný odpor oken se obvykle nemusí vypočítat, tento parametr je uveden v technické dokumentaci k výrobku
Vypočítáme tepelné ztráty západních oken s ohledem na koeficient L = 1,05. Na straně jsou 2 okna o rozměrech 1,5 × 1,7 ma jedno s 0,6 × 0,3 m.
Qwindow1=2.55×1.05×48/0.53=243
Qwindow2=0.24×1.05×48/0.53=23
Celkové celkové ztráty západních oken jsou
Qpodokno=243×2+23=509
Na jižní straně je okno 0,5 × 0,3, jeho R = 0,53. Vypočítáme jeho tepelné ztráty s přihlédnutím k koeficientu 1.
Qjižní okno=0.15*48×1/0.53=14
Na východní straně jsou 2 okna o rozměrech 2,1 × 1,5 a jedno okno 1,5 × 1,7. Tepelné ztráty počítáme s ohledem na koeficient L = 1,05.
Qwindow1=2.55×1.05×48/0.53=243
Qwindow3=3.15×1.05×48/075=212
Shrneme tepelné ztráty východních oken.
Qvýchodní okno=243+212×2=667.
Celková tepelná ztráta oken bude rovná:
QOkna= Qvýchodní okno+ Qjižní okno+ Qpodokno=667+14+509=1190
Celkem z oken vychází 1190 wattů tepelné energie.
Stanovení tepelných ztrát dveří
Dům má jedno dveře, je zabudovaný do jižní zdi, má rozměry 1,3 × 2 m. Na základě údajů z pasu je tepelná vodivost materiálu dveří 0,14, jeho tloušťka je 0,05 m. Díky těmto ukazatelům můžete vypočítat tepelný odpor dveří.
Rdveře=0.05/0.14=0.36
Pro výpočty je třeba vypočítat jeho plochu.
Sdveře=1.3×2=2.6
Po výpočtu tepelného odporu a plochy zjistíte tepelné ztráty. Dveře jsou umístěny na jižní straně, takže používáme další faktor 1.
Qdveře=2.6×48×1/0.36=347.
Ze dveří vychází celkem 347 W tepla.
Výpočet tepelného odporu podlahy
Podle technické dokumentace je podlaha vícevrstvá, stejná plocha je vytvořena po celém, má rozměry 10x12 m. Vypočítáme její plochu.
SRod=10×12=210.
Složení podlahy zahrnuje desky, dřevotřísky a izolace.
V tabulce jsou uvedeny koeficienty tepelné vodivosti některých materiálů použitých k pokrytí podlahy. Tento parametr lze také specifikovat v technické dokumentaci materiálů a může se lišit od tabulky
Tepelný odpor musí být vypočítán pro každou podlahovou vrstvu zvlášť.
Rdesky=0.032/0.15=0.21
Rdřevotříska=0.01/0.15= 0.07
Rbude izolovat=0.05/0.039=1.28
Celková tepelná odolnost podlahy je:
RRod= Rdesky+ Rdřevotříska+ Rbude izolovat=0.21+0.07+1.28=1.56
Vzhledem k tomu, že v zimě je teplota Země udržována na +8 stupňů, bude teplotní rozdíl roven:
dT = 22-8 = 14
Pomocí předběžných výpočtů můžete najít tepelné ztráty doma přes podlahu.
Při výpočtu tepelné ztráty podlahy se berou v úvahu materiály, které mají vliv na tepelnou izolaci (+)
Při výpočtu tepelné ztráty podlahy bereme v úvahu koeficient L = 1.
QRod=210×14×1/1.56=1885
Celková tepelná ztráta podlahy je 1885 wattů.
Výpočet tepelné ztráty stropem
Při výpočtu tepelné ztráty stropu se bere v úvahu vrstva minerální vlny a dřevěné panely. Parotěsná a vodotěsná izolace se neúčastní procesu tepelné izolace, proto ji nezohledňujeme. Pro výpočty musíme najít tepelný odpor dřevěných desek a vrstvu minerální vlny. Používáme jejich koeficienty tepelné vodivosti a tloušťku.
Rder štít=0.04/0.15=0.27
Rmin.=0.05/0.039=1.28
Celkový tepelný odpor se bude rovnat součtu Rder štít a Rmin..
Rstřecha=0.27+1.28=1.55
Stropní plocha je stejná jako podlaha.
S strop = 120
Dále výpočet tepelné ztráty stropu s přihlédnutím k koeficientu L = 1.
Qstrop=120×1×48/1.55=3717
Celkem stropem jde 3717 wattů.
Tabulka ukazuje populární topidla pro stropy a jejich koeficienty tepelné vodivosti. Polyuretanová pěna je nejúčinnější izolací, sláma má nejvyšší koeficient tepelné ztráty.
Ke stanovení celkové tepelné ztráty doma je nutné přidat tepelné ztráty stěn, oken, dveří, stropu a podlahy.
Qcelkový= 1810 + 1190 + 347 + 1885 + 3717 = 8949 W
K vytápění domu se stanovenými parametry je nutný plynový kotel podporující výkon 8949 W nebo asi 10 kW.
Stanovení tepelných ztrát s ohledem na infiltraci
Infiltrace je přirozený proces výměny tepla mezi vnějším prostředím, ke kterému dochází při pohybu lidí kolem domu, při otevírání vstupních dveří, oken.
Pro výpočet tepelné ztráty pro ventilaci můžete použít vzorec:
Qinf= 0,33 × K × V × dT
Ve výrazu:
- K - vypočtená rychlost výměny vzduchu, v obývacích místnostech použijte koeficient 0,3, v místnostech s vytápěním - 0,8, v kuchyni a koupelně - 1.
- PROTI - objem místnosti vypočítaný s ohledem na výšku, délku a šířku.
- dT - teplotní rozdíl mezi prostředím a bytovým domem.
Podobný vzorec lze použít, pokud je v místnosti instalováno větrání.
Pokud je v domě umělá ventilace, je nutné použít stejný vzorec jako pro infiltraci, stačí nahradit parametry výfukových plynů místo K a vypočítat dT s ohledem na teplotu přiváděného vzduchu
Výška místnosti je 2,7 m, šířka - 10 m, délka - 12 m. Na základě těchto údajů najdete její objem.
V = 2,7 x 10 × 12 = 324
Rozdíl teploty bude roven
dT = 48
Jako koeficient K bereme indikátor 0,3. Pak
Qinf=0.33×0.3×324×48=1540
Q by se měl přidat k celkovému odhadovanému ukazateli Qinf. Nakonec
Qcelkový=1540+8949=10489.
Celkem, s ohledem na infiltraci tepelných ztrát doma, bude 10489 wattů nebo 10,49 kW.
Výpočet výkonu kotle
Při výpočtu výkonu kotle je nutné použít bezpečnostní faktor 1,2. To znamená, že síla bude rovná:
W = Q × k
Tady:
- Q - tepelné ztráty budovy.
- k - bezpečnostní faktor.
V našem příkladu nahraďte Q = 9237 W a vypočtěte požadovaný výkon kotle.
W = 10489 × 1,2 = 12587 W.
Při zohlednění bezpečnostního faktoru je požadovaná kapacita kotle pro vytápění domu 120 m2 rovná se přibližně 13 kW.
Video instrukce: jak vypočítat tepelné ztráty doma a výkon kotle pomocí programu Valtec.
Správný výpočet tepelných ztrát a výkonu plynového kotle pomocí vzorců nebo softwarových metod vám umožní s vysokou přesností určit potřebné parametry zařízení, což umožňuje vyloučit nepřiměřené náklady na palivo.
Prosím, napište komentáře do níže uvedeného bloku. Sdělte nám, jak byly vypočteny tepelné ztráty před nákupem topného zařízení pro vlastní letní dům nebo venkovský dům. Ptejte se, sdílejte informace a fotografie k tématu.