Sådan beregnes effekten af ​​en gasvarmekedel: formler og regneeksempel

Før du designer et varmesystem eller installerer varmeudstyr, er det vigtigt at vælge en gaskedel, der er i stand til at generere den nødvendige mængde varme til rummet. Derfor er det vigtigt at vælge en enhed med en sådan kraft, at dens ydeevne er så høj som muligt, og dens ressource er lang.

Vi vil fortælle dig, hvordan du beregner effekten af ​​en gaskedel med høj nøjagtighed og under hensyntagen til visse parametre. Artiklen, vi har præsenteret, beskriver detaljeret alle typer varmetab gennem åbninger og bygningskonstruktioner og giver formler til beregning af dem. Et specifikt eksempel introducerer funktionerne i beregninger.

Typiske fejl ved valg af kedel

Korrekt beregning af kraften i en gaskedel vil ikke kun spare på forbrugsstoffer, men vil også øge enhedens effektivitet. Udstyr, hvis varmeydelse overstiger det faktiske varmebehov, vil virke ineffektivt, når det som en utilstrækkeligt kraftigt apparat ikke kan opvarme rummet ordentligt.

Der er moderne automatiseret udstyr, der uafhængigt regulerer gasforsyningen, hvilket eliminerer unødvendige omkostninger. Men hvis en sådan kedel udfører sit arbejde til grænsen af ​​dens evner, reduceres dens levetid.

Som et resultat falder udstyrets effektivitet, dele slides hurtigere, og der dannes kondens. Derfor er der behov for at beregne optimal effekt.

Der er en opfattelse af, at kedlens effekt udelukkende afhænger af rummets overfladeareal, og for ethvert hjem ville den optimale beregning være 100 W pr. 1 kvm. Derfor, for at vælge kedeleffekt, for eksempel for et hus på 100 kvm. m, skal du bruge udstyr, der genererer 100*10=10000 W eller 10 kW.

Sådanne beregninger er grundlæggende forkerte på grund af fremkomsten af ​​nye efterbehandlingsmaterialer og forbedrede isoleringsmaterialer, som reducerer behovet for at købe højeffektudstyr.

Gaskedlens kraft vælges under hensyntagen til boligens individuelle egenskaber. Korrekt udvalgt udstyr vil fungere så effektivt som muligt med minimalt brændstofforbrug

Beregn effekt gasfyr opvarmning kan ske på to måder - manuelt eller ved hjælp af et særligt Valtec-program, som er designet til professionelle højpræcisionsberegninger.

Udstyrets nødvendige effekt afhænger direkte af rummets varmetab. Når du kender varmetabshastigheden, kan du beregne effekten af ​​en gaskedel eller enhver anden varmeenhed.

Hvad er varmetab i rummet?

Ethvert rum har visse varmetab. Der kommer varme ud af vægge, vinduer, gulve, døre, lofter, så opgaven med et gasfyr er at kompensere for mængden af ​​varme, der kommer ud og give en vis temperatur i rummet. Dette kræver en vis termisk effekt.

Det er eksperimentelt fastslået, at den største mængde varme slipper ud gennem væggene (op til 70%). Op til 30 % af termisk energi kan slippe ud gennem tag og vinduer og op til 40 % gennem ventilationssystemet. Laveste varmetab ved døre (op til 6%) og gulve (op til 15%)

Følgende faktorer påvirker varmetabet i hjemmet.

• Husets placering. Hver by har sine egne klimatiske egenskaber.Ved beregning af varmetab er det nødvendigt at tage højde for regionens kritiske negative temperaturkarakteristik samt den gennemsnitlige temperatur og varighed af fyringssæsonen (for nøjagtige beregninger ved hjælp af programmet).
• Placeringen af ​​væggene i forhold til kardinalretningerne. Det er kendt, at vindrosen er placeret i nordsiden, så varmetabet af en væg placeret i dette område vil være størst. Om vinteren blæser kold vind med stor kraft fra den vestlige, nordlige og østlige side, så varmetabet på disse vægge vil være højere.
• Området af det opvarmede rum. Mængden af ​​tabt varme afhænger af rummets størrelse, arealet af vægge, lofter, vinduer, døre.
• Termisk konstruktion af bygningskonstruktioner. Ethvert materiale har sin egen koefficient for termisk modstand og varmeoverførselskoefficient - evnen til at passere en vis mængde varme gennem sig selv. For at finde ud af dem skal du bruge tabeldata og også anvende visse formler. Oplysninger om sammensætningen af ​​vægge, lofter, gulve og deres tykkelse kan findes i den tekniske plan for boliger.
• Vindues- og døråbninger. Størrelse, ændring af dør og termoruder. Jo større areal af vindues- og døråbninger, jo større varmetab. Det er vigtigt at tage højde for egenskaberne ved installerede døre og termoruder, når du foretager beregninger.
• Ventilationsregnskab. Ventilation findes altid i huset, uanset tilstedeværelsen af ​​kunstig emhætte. Rummet ventileres gennem åbne vinduer, luftbevægelse skabes, når indgangsdørene lukkes og åbnes, folk bevæger sig fra rum til rum, hvilket hjælper med at varm luft forlader rummet og cirkulerer det.

Ved at kende ovenstående parametre kan du ikke kun beregne varmetab derhjemme og bestem kedlens effekt, men identificer også steder, der har brug for yderligere isolering.

Formler til beregning af varmetab

Disse formler kan bruges til at beregne varmetab ikke kun i et privat hus, men også i en lejlighed. Før beregningerne påbegyndes, er det nødvendigt at tegne en plantegning, notere placeringen af ​​væggene i forhold til kardinalretningerne, udpege vinduer, døråbninger og også beregne dimensionerne af hver væg, vindue og døråbning.

For at bestemme varmetab er det nødvendigt at kende væggens struktur, såvel som tykkelsen af ​​de anvendte materialer. Beregningerne tager højde for murværk og isolering

Ved beregning af varmetab anvendes to formler - ved hjælp af den første bestemmes værdien af ​​den termiske modstand af omsluttende strukturer, og ved hjælp af den anden bestemmes varmetabet.

For at bestemme termisk modstand, brug udtrykket:

R = B/K

Her:

• R – værdien af ​​termisk modstand af omsluttende strukturer, målt i (m²*K)/W.
• K – varmeledningskoefficient for det materiale, som den omsluttende struktur er lavet af, målt i W/(m*K).
• I – materialets tykkelse, registreret i meter.

Den termiske konduktivitetskoefficient K er en tabelparameter, tykkelse B er taget fra husets tekniske plan.

Den termiske konduktivitetskoefficient er en tabelværdi, den afhænger af materialets tæthed og sammensætning, den kan afvige fra den tabelformede, så det er vigtigt at læse den tekniske dokumentation for materialet (+)

Den grundlæggende formel til beregning af varmetab bruges også:

Q = L × S × dT/R

I udtrykket:

• Q – varmetab, målt i W.
• S – område med omsluttende strukturer (vægge, gulve, lofter).
• dT – forskellen mellem den ønskede indendørs og udendørs temperatur måles og registreres i C.
• R – værdien af ​​konstruktionens termiske modstand, m²•C/W, som findes ved hjælp af formlen ovenfor.
• L – koefficient afhængig af væggenes orientering i forhold til kardinalpunkterne.

Når du har de nødvendige oplysninger ved hånden, kan du manuelt beregne varmetabet for en bestemt bygning.

Eksempel på varmetabsberegning

Lad os som et eksempel beregne varmetabet for et hus med de givne egenskaber.

Figuren viser en husplan, som vi vil beregne varmetab for. Når du udarbejder en individuel plan, er det vigtigt at bestemme orienteringen af ​​væggene korrekt i forhold til kardinalpunkterne, beregne højden, bredden og længden af ​​strukturen og også notere placeringen af ​​vindues- og døråbninger, deres størrelser (+ )

Baseret på planen er konstruktionens bredde 10 m, længden er 12 m, loftshøjden er 2,7 m, væggene er orienteret mod nord, syd, øst og vest. Der er indbygget 3 vinduer i vestvæggen, to af dem har mål på 1,5x1,7 m, et - 0,6x0,3 m.

Ved beregning af taget tages der hensyn til isoleringslaget, efterbehandling og tagmateriale. Damp- og vandtætningsfilm, der ikke påvirker termisk isolering, tages ikke i betragtning

I sydvæggen er der indbyggede døre med mål på 1,3x2 m, der er desuden et lille vindue 0,5x0,3 m. På østsiden er der to vinduer 2,1x1,5 m og et 1,5x1,7 m.

Væggene består af tre lag:

• vægbeklædning med fiberplade (isoplast) udvendig og indvendig - 1,2 cm hver, koefficient - 0,05.
• glasuld placeret mellem væggene, dens tykkelse er 10 cm og koefficienten er 0,043.

Den termiske modstand af hver væg beregnes separat, fordi Placeringen af ​​strukturen i forhold til kardinalpunkterne, antallet og arealet af åbninger tages i betragtning. Resultaterne af beregninger på væggene er opsummeret.

Gulvet er flerlags, lavet ved hjælp af samme teknologi i hele området, og inkluderer:

• skære- og fjer-og-not-plade, dens tykkelse er 3,2 cm, termisk ledningsevnekoefficient er 0,15.
• et lag tør spånpladeudjævning med en tykkelse på 10 cm og en koefficient på 0,15.
• isolering – mineraluld 5 cm tyk, koefficient 0,039.

Lad os antage, at gulvet ikke har luger ind til kælderen eller lignende åbninger, der forringer den varmetekniske. Som følge heraf foretages beregningen for arealet af alle lokaler ved hjælp af en enkelt formel.

Lofter er lavet af:

• træpaneler 4 cm med en koefficient på 0,15.
• mineraluld er 15 cm, dens koefficient er 0,039.
• damp- og vandtætningslag.

Lad os antage, at loftet heller ikke har adgang til loftet over stuen eller bryggerset.

Huset ligger i Bryansk-regionen, i byen Bryansk, hvor den kritiske negative temperatur er -26 grader. Det er eksperimentelt blevet fastslået, at jordens temperatur er +8 grader. Ønsket rumtemperatur + 22 grader.

Beregning af varmetab af vægge

For at finde den samlede termiske modstand af en væg, skal du først beregne den termiske modstand for hvert lag.

Glasuldslaget har en tykkelse på 10 cm. Denne værdi skal omregnes til meter, det vil sige:

B = 10 x 0,01 = 0,1

Vi fik værdien B=0,1. Termisk ledningsevnekoefficient for termisk isolering er 0,043. Vi erstatter dataene med formlen for termisk modstand og får:

R_glas=0.1/0.043=2.32

Ved hjælp af et lignende eksempel, lad os beregne varmemodstanden for isoplytten:

R_isopl=0.012/0.05=0.24

Væggens samlede termiske modstand vil være lig med summen af ​​den termiske modstand for hvert lag, givet at vi har to lag fiberplader.

R=R_glas+2×R_isopl=2.32+2×0.24=2.8

Ved at bestemme væggens samlede termiske modstand kan du finde varmetabene. For hver væg beregnes de separat. Lad os beregne Q for nordvæggen.

Yderligere koefficienter gør det muligt i beregningerne at tage højde for de særlige forhold ved varmetab fra vægge placeret i forskellige retninger af verden

Baseret på planen har den nordlige væg ingen vinduesåbninger, dens længde er 10 m, højden er 2,7 m. Derefter beregnes arealet af væggen S ved formlen:

S_nordvæg=10×2.7=27

Lad os beregne dT-parameteren. Det er kendt, at den kritiske omgivende temperatur for Bryansk er -26 grader, og den ønskede rumtemperatur er +22 grader. Derefter

dT=22-(-26)=48

For nordsiden er tillægskoefficienten L=1,1 taget i betragtning.

Tabellen viser varmeledningskoefficienterne for nogle materialer, der bruges til konstruktion af vægge. Som du kan se, overfører mineraluld den minimale mængde varme gennem sig selv, armeret beton - det maksimale

Efter at have foretaget foreløbige beregninger kan du bruge formlen til at beregne varmetab:

Q_nordvæg=27×48×1,1/2,8=509 (B)

Lad os beregne varmetabet for den vestlige væg. Baseret på dataene er der indbygget 3 vinduer, to af dem har dimensioner på 1,5x1,7 m og en - 0,6x0,3 m. Lad os beregne arealet.

S_{reservevægge 1}=12×2.7=32.4.

Det er nødvendigt at udelukke området af vinduer fra det samlede areal af den vestlige væg, fordi deres varmetab vil være anderledes. For at gøre dette skal du beregne arealet.

S_{vindue 1}=1.5×1.7=2.55

S_{vindue 2}=0.6×0.4=0.24

For at beregne varmetabet vil vi bruge arealet af væggen uden at tage højde for vinduernes areal, det vil sige:

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

For den vestlige side er tillægskoefficienten 1,05. Vi erstatter de opnåede data i den grundlæggende formel til beregning af varmetab.

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

Vi laver lignende beregninger for den østlige side. Her er 3 vinduer, det ene har mål på 1,5x1,7 m, de to andre – 2,1x1,5 m. Vi beregner deres areal.

S_{vindue 3}=1.5×1.7=2.55

S_{vindue 4}=2.1×1.5=3.15

Området af den østlige mur er:

S_{østmure 1}=12×2.7=32.4

Fra det samlede vægareal trækker vi vinduesarealværdierne:

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

Tillægskoefficienten for den østlige væg er -1,05. Ud fra dataene beregner vi østmurens varmetab.

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

På den sydlige væg er der en dør med parametre på 1,3x2 m og et vindue på 0,5x0,3 m. Vi beregner deres areal.

S_{vindue 5}=0.5×0.3=0.15

S_dør=1.3×2=2.6

Arealet af den sydlige væg vil være lig med:

S_{sydlige vægge 1}=10×2.7=27

Vi bestemmer arealet af væggen uden at tage hensyn til vinduer og døre.

S_{sydlige vægge}=27-2.6-0.15=24.25

Vi beregner varmetabet for den sydlige væg under hensyntagen til koefficienten L=1.

Q_{sydlige vægge}=1×24.25×48/2.80=416

Efter at have bestemt varmetabet for hver væg, kan du finde deres samlede varmetab ved hjælp af formlen:

Q_vægge=Q_{sydlige vægge}+Q_{østlige mure}+Q_{reservevægge}+Q_nordvæg

Ved at erstatte værdierne får vi:

Q_vægge=509+461+424+416=1810 W

Som følge heraf udgjorde varmetabet fra væggene 1810 W i timen.

Beregning af termiske tab af vinduer

Der er 7 vinduer i huset, tre af dem har mål på 1,5x1,7 m, to - 2,1x1,5 m, et - 0,6x0,3 m og et mere - 0,5x0,3 m.

Vinduerne med mål på 1,5×1,7 m er en to-kammer PVC-profil med I-glas. Fra den tekniske dokumentation kan du finde ud af, at dens R=0,53. Vinduer med mål på 2,1x1,5 m, to-kammer med argon og I-glas, har en termisk modstand på R=0,75, vinduer 0,6x0,3 m og 0,5x0,3 - R=0,53.

Vinduesarealet er beregnet ovenfor.

S_{vindue 1}=1.5×1.7=2.55

S_{vindue 2}=0.6×0.4=0.24

S_{vindue 3}=2.1×1.5=3.15

S_{vindue 4}=0.5×0.3=0.15

Det er også vigtigt at overveje vinduernes orientering i forhold til kardinalretningerne.

Typisk behøver den termiske modstand for vinduer ikke at blive beregnet; denne parameter er angivet i den tekniske dokumentation for produktet

Lad os beregne varmetabet for vestlige vinduer under hensyntagen til koefficienten L=1,05. På siden er der 2 vinduer med mål på 1,5×1,7 m og et med mål på 0,6×0,3 m.

Q_{vindue 1}=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_{vindue 2}=0.24×1.05×48/0.53=23

I alt er de samlede tab af de vestlige vinduer

Q_{låse vinduer}=243×2+23=509

På sydsiden er der et vindue 0,5×0,3, dets R=0,53. Lad os beregne dets varmetab under hensyntagen til koefficient 1.

Q_{syd vinduer}=0.15*48×1/0.53=14

På de østlige sider er der 2 vinduer med mål 2,1×1,5 og et vindue 1,5×1,7. Lad os beregne varmetab under hensyntagen til koefficienten L=1,05.

Q_{vindue 1}=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_{vindue 3}=3.15×1.05×48/075=212

Lad os opsummere de østlige vinduers varmetab.

Q_{østlige vinduer}=243+212×2=667.

Det samlede varmetab af vinduer vil være lig med:

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

I alt kommer der 1190 W termisk energi ud gennem vinduerne.

Bestemmelse af dørvarmetab

Huset har en dør, det er indbygget i den sydlige væg, har dimensioner på 1,3x2 m. Baseret på pasdataene er dørmaterialets termiske ledningsevne 0,14, dets tykkelse er 0,05 m. Takket være disse indikatorer er den termiske modstanden af ​​døren kan beregnes.

R_døre=0.05/0.14=0.36

Til beregninger skal du beregne dets areal.

S_døre=1.3×2=2.6

Efter beregning af den termiske modstand og areal kan varmetabet findes. Døren er placeret på sydsiden, så vi bruger en ekstra faktor 1.

Q_døre=2.6×48×1/0.36=347.

I alt kommer der 347 W varme ud gennem døren.

Beregning af gulvets termiske modstand

Ifølge den tekniske dokumentation er gulvet flerlags, lavet identisk over hele området og har dimensioner på 10x12 m. Lad os beregne dets areal.

S_køn=10×12=210.

Gulvet består af brædder, spånplader og isolering.

Fra tabellen kan du finde ud af de termiske ledningsevnekoefficienter for nogle materialer, der bruges til gulvbelægning. Denne parameter kan også være angivet i den tekniske dokumentation af materialerne og afvige fra tabellen

Termisk modstand skal beregnes for hvert gulvlag separat.

R_brædder=0.032/0.15=0.21

R_spånplader=0.01/0.15= 0.07

R_isolere=0.05/0.039=1.28

Gulvets samlede termiske modstand er:

R_køn=R_brædder+R_spånplader+R_isolere=0.21+0.07+1.28=1.56

I betragtning af, at om vinteren forbliver jordens temperatur på +8 grader, vil temperaturforskellen være lig med:

dT=22-8=14

Ved hjælp af foreløbige beregninger kan du finde varmetabet i et hus gennem gulvet.

Ved beregning af gulvvarmetab tages der hensyn til materialer, der påvirker varmeisoleringen (+)

Ved beregning af gulvvarmetab tager vi hensyn til koefficienten L=1.

Q_køn=210×14×1/1.56=1885

Det samlede gulvvarmetab er 1885 W.

Beregning af varmetab gennem loftet

Ved beregning af loftets varmetab tages der hensyn til et lag mineraluld og træpaneler. Damp og vandtætning er ikke involveret i varmeisoleringsprocessen, så det tager vi ikke højde for. Til beregninger skal vi finde den termiske modstand af træpaneler og et lag mineraluld. Vi bruger deres varmeledningskoefficienter og tykkelse.

R_{landsbyskjold}=0.04/0.15=0.27

R_{min.bomuldsuld}=0.05/0.039=1.28

Den totale termiske modstand vil være lig med summen af ​​R_{landsbyskjold} og R_{min.bomuldsuld}.

R_tage=0.27+1.28=1.55

Loftsarealet er det samme som gulvet.

S _loft = 120

Dernæst beregnes loftets varmetab under hensyntagen til koefficienten L=1.

Q_loft=120×1×48/1.55=3717

Der går i alt 3717 W gennem loftet.

Tabellen viser populære isoleringsmaterialer til lofter og deres varmeledningskoefficienter. Polyurethanskum er den mest effektive isolering; halm har den højeste varmetabskoefficient

For at bestemme et huss samlede varmetab er det nødvendigt at lægge varmetabet fra vægge, vinduer, døre, loft og gulv sammen.

Q_generelt=1810+1190+347+1885+3717=8949 W

For at opvarme et hus med de angivne parametre har du brug for en gaskedel, der understøtter en effekt på 8949 W eller omkring 10 kW.

Bestemmelse af varmetab under hensyntagen til infiltration

Infiltration er en naturlig proces med varmeudveksling mellem det ydre miljø, som opstår, når folk bevæger sig rundt i huset, når der åbnes indgangsdøre og vinduer.

For at beregne varmetab til ventilation du kan bruge formlen:

Q_inf=0,33×K×V×dT

I udtrykket:

• K - den beregnede luftudveksling, for stuer er koefficienten 0,3, for opvarmede rum - 0,8, for køkken og badeværelse - 1.
• V - rummets volumen, beregnet under hensyntagen til højde, længde og bredde.
• dT - temperaturforskel mellem miljøet og boligbyggeriet.

En lignende formel kan bruges, hvis der er installeret ventilation i rummet.

Hvis der er kunstig ventilation i huset, er det nødvendigt at bruge den samme formel som for infiltration, kun udskiftning af udstødningsparametre i stedet for K og beregne dT under hensyntagen til temperaturen af ​​den indkommende luft

Rummets højde er 2,7 m, bredden er 10 m, længden er 12 m. Ved at kende disse data kan du finde dens volumen.

V=2,7 × 10 × 12=324

Temperaturforskellen vil være ens

dT=48

Vi tager 0,3 som koefficienten K. Derefter

Q_inf=0.33×0.3×324×48=1540

Q skal lægges til den samlede beregnede indikator Q_inf. Til sidst

Q_generelt=1540+8949=10489.

I alt, under hensyntagen til infiltration, vil husets varmetab være 10489 W eller 10,49 kW.

Beregning af kedeleffekt

Ved beregning af kedeleffekten er det nødvendigt at bruge en sikkerhedsfaktor på 1,2. Det vil sige, at kraften vil være lig med:

W = Q × k

Her:

• Q - varmetab af bygningen.
• k — sikkerhedsfaktor.

I vores eksempel erstatter vi Q = 9237 W og beregner den nødvendige kedeleffekt.

B=10489×1,2=12587 W.

Under hensyntagen til sikkerhedsfaktoren er den nødvendige kedeleffekt til at opvarme et hus 120 m² svarende til cirka 13 kW.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Videoinstruktion: hvordan man beregner varmetab i hjemmet og kedeleffekt ved hjælp af Valtec-programmet.

Kompetent beregning af varmetab og effekt af en gaskedel ved hjælp af formler eller softwaremetoder giver dig mulighed for med høj nøjagtighed at bestemme de nødvendige udstyrsparametre, hvilket gør det muligt at eliminere urimelige brændstofomkostninger.

Skriv venligst kommentarer i blokformularen nedenfor. Fortæl os, hvordan du beregnede varmetab, før du købte varmeudstyr til din egen hytte eller landsted. Stil spørgsmål, del information og fotografier om emnet.