Расчет мощности твердотопливных котлов

При выборе твердотопливного котла нужно предусматривать мощность. От нее зависит, сможет ли устройство создать необходимое количество тепла для всего дома или нет. Нежелательно выбирать слишком мощный котёл, потому, что он будет работать в режиме экономии, а это скажется на уменьшении КПД.

Чтобы сделать правильный выбор твердотопливного котла, нужно знать два показателя:

  1. Количество тепла, необходимое для отопления помещения и нагрева воды.
  2. Реальную мощность прибора.

Рассчёты для твердотопливного котла

Расчет мощности в зависимости от объема помещения

Формула расчета такова:

Q = VxΔTxK/850,

  • где Q – количество тепла, определенное в кВт/ч4;
  • V – объем помещения (единица измерения куб. м);
  • ΔT является разницей между температурой снаружи и температурой в помещении;
  • К – корректирующий коэффициент, учитывающий теплопотери;
  • цифра 850 используется для того, чтобы перевести произведение вышеуказанных трех показателей в кВт/час.

К может иметь такие значения:

  1. 3-4 – для помещений, представляющих собой упрощенную деревянную конструкцию или здание, сделанное из профлиста.
  2. 2-2,9 – для зданий, имеющих небольшую теплоизоляцию. Конструкция таких домов является упрощенной, толщина стены равна длине 1 кирпича, окна и крыша имеют простое строение.
  3. 1-1,9 – для домов, конструкция которых является стандартной. Кирпичная кладка двойная, количество простых окон небольшое. Крыша имеет обычную кровлю.
  4. 0,6-0,9 – для домов с улучшенной конструкцией, двойной теплоизоляцией кирпичных стен, окнами с двойным стеклопакетом, толстой основой пола, крышей, сделанной из хорошего теплоизоляционного материала.

Схема с пропорциями стандартного отопительного котла

В качестве примера возьмём современный дом с площадью в 200 кв. м, высотой стен 3 м и первоклассной теплоизоляцией. Дом находится в зоне, где зимой температура не опускается ниже -25 °С. В таком случае ΔT = 20 – (-25) = 45 °С. Поэтому для отопления дома нужно создать Q = 200*3*45*0,9/850 = 28,58 кВт/ч. Цифру округлять не стоит, ведь она не является конечной и ее нужно повысить своими руками на количество тепла для ГВС. Если воду планируется нагревать другим образом, то полученный результат не корректируют, и часть расчета завершена.

Расчет тепла для ГВС

Чтобы рассчитать, сколько тепла нужно потратить на подогрев воды, нужно использовать формулу Qв = с*m*Δt:

  • где с является удельной теплоемкостью воды (показатель всегда равен 4200 Дж/кг*К);
  • m – масса воды в кг;
  • Δt разница температур между нагретой водой и поступившей из водопровода.

Пример. Потребность средней семьи в теплой воде может достигать 150 л. Если котел нагревает теплоноситель до температуры, равной 80 °С, а вода из трубопровода имеет температуру 10 °С, то Δt = 80 – 10 = 70 °С.

Qв = 4200*150*70 = 44 100 000 Дж или же 12,25 кВт/ч.

Расход топливо для твёрдотопливных котлов

Далее поступают так:

  1. Если 150 л надо нагреть за один раз, емкость косвенного бойлера составляет 150 л, то 12,25 кВт/ч добавляют к 28,58 кВт/ч. Это нужно делать потому, что при Qзаг, меньшим 40,83 , в помещении будет холоднее расчетных 20 °С.
  2. Если вода должна нагреваться порциями, объем косвенного бойлера равен 50 л, то 12,25 делят на 3 и добавляют своими руками к 28,58. Qзаг будет равен 32,67 кВт/ч. Это и является мощностью устройства для системы отопления.

Расчет по площади

Он является более точным, поскольку учитывает большее число факторов. Расчет производится по формуле:

Q = 0,1*S*k1*k2*k3*k4*k5*k6*k7, где:

0,1 кВт является нормой тепла на 1 кв. м;

S – площадь отапливаемого дома;

k1 демонстрирует потерю тепла, вызванную конструкцией окон. Имеет значение:

  • 1,27 – если окна имеют одно стекло;
  • 1,0 – если имеются окна с двойным стеклопакетом;
  • 0,85 – если стоят окна с тройным стеклом.

Система отопления с твёрдотопливным котлом

k2 демонстрирует потерю тепла, вызванную площадью окна (Sw). Является отношением Sw к площади пола Sf. Его значения такие:

  • 0,8 при Sw/Sf = 0,1;
  • 0,9 при Sw/Sf = 0,2;
  • 1 при Sw/Sf = 0,3;
  • 1,1 при Sw/Sf = 0,4;
  • 1,2 при Sw/Sf = 0,5.

k3 является коэффициентом потери тепла через стены. Бывает таким:

  • 1,27 при очень плохой теплоизоляции;
  • 1 в домах со стеной в 2 кирпича или утеплителем, толщина которого составляет 15 см;
  • 0,854 при хорошей теплоизоляции.

k4 показывает потерю тепла в зависимости от температуры воздуха за пределами дома (tз). Имеет такие значения:

  • 0,7, если tз = -10 °С;
  • 0,9 для tз = -15 °С;
  • 1,1 для tз = -20 °С;
  • 1,3 для tз = -25 °С;
  • 1,5 для tз = -30 °С.

k5 демонстрирует потерю тепла через наружные стены. Является таким:

  • 1,1 для помещений с одной внешней стеной;
  • 1,2 для 2 внешних стен;
  • 1,3 для 3 внешних стен;
  • 1,4 для здания с 4 внешними стенами.

K6 показывает, сколько требуется дополнительного тепла в зависимости от высоты потолка (Н). Его значения такие:

  • 1 для Н = 2,5 м;
  • 1,05 для Н = 3,0 м;
  • 1,1 для Н = 3,5 м;
  • 1,15 для Н = 4,0 м;
  • 1,2 для Н = 4,5 м.

k7 определяет потери тепла в зависимости от типа помещения, размещаемого над отапливаемой комнатой. Бывает таким:

  • 0,8 для отапливаемых помещений;
  • 0,9 для теплого чердака;
  • 1 для холодного чердака.

Пример. Условия задачи являются теми же. Окна имеют тройной стеклопакет и составляют 30% площади пола. Количество внешних стен – 4. Наверху находится холодный чердак.

Виды топлива для котлов

Q = 0,1*200*0,85*1*0,854*1,3*1,4*1,05*1 = 27,74 кВт/ч. Эту цифру надо повысить, добавив своими руками количество тепла, необходимого для ГВС.

Реальная мощность котла длительного горения

Многие приборы созданы под конкретный тип горючего. Если в них сжигать другие виды топлива, то их КПД будет меньше.

Расчет мощности будет проведен на основе пиролизного котла Viessmann Vitoligno 100-S 60. Его особенности таковы:

  1. Работает на дровах.
  2. За 1 час в камере загрузки сгорает от 6 до 15 кг дров.
  3. Его номинальная мощность составляет 60 кВт.
  4. Объем загрузочной камеры составляет 294 л.
  5. КПД составляет 87%

Строение твердотопливного котлаПусть владелец планирует сжигать в нем осиновые дрова. 1 кг таких дров выдает 2,82 кВт/ч. Если за 1 час котел сжигает 15 кг, то он выделяет 2,82*15*0,87 = 36,801 кВт/ч тепла (0,87 является КПД). Такого прибора для отопления дома с бойлером на 150 л не хватит, а для ГВС с бойлером на 50 л – вполне. Чтобы получить цифру 32,67 кВт/ч, нужно за 1 час сжечь 13,31 кг осиновых дров (32,67/(2,82*0,87) = 13,31). Это в случае, если рассчитывать потребность в тепле по объему.

Можно посчитать, за какое время сгорит полная загрузка дров. 1 л таких дров весит 0,143 кг. В камере помещается 294*0,143 = 42 кг дров. Этого запаса хватит на время, превышающее 3 часа. Это мало, поэтому нужно выбрать агрегат со вдвое большей топкой или же найти иное устройство, например, пеллетное.

Некоторые твердотопливные приборы для системы отопления рассчитаны на разные виды топлива. Например, котел «Стропува». В нем можно сжигать уголь, дрова и топливо пеллетного типа. Реальная мощность при использовании различного топлива будет разной. Расчет такого показателя делают своими руками, используя энергоэффективность каждого вида топлива. После осуществляют выбор лучшего из них.

Энергоэффективность различных видов топлива

  1. Сгорание 1 кг сухих опилок или мелкой хвойной стружки выдает 3,2 кВт/ч. 1 л весит 1,137 кг.
  2. Ольховые брикеты лучше – 3,5 кВт/ч. Вес 1 л – 0,285 кг.
  3. Брикеты из твердолиственных деревьев выдают 3,1 кВт/ч. 1 л весит 0,31 кг.
  4. Эффективность каменного угля ДПК равняется 4,85 кВт/ч. Вес 1 л – 0,4 кг.
  5. 1 кг СООМ дает 5,58 кВт/ч тепла. Вес 1 л – 0,403 кг.
  6. Антрацит даёт 5,68 кВт/ч. 1 л имеет вес 0,485 кг.
  7. Белорусский торф – 2,36 кВт/ч. Вес 1 л – 0,34 кг.

Некоторые производители указывают общее время горения одной загрузки и не пишут, сколько топлива сгорает за 1 час. В таком случае нужно рассчитать:

  1. Вес горючего, которое может поместиться в топке.
  2. Количество тепла, которое выделит это топливо. Его корректируют на КПД.
  3. Количество тепла, которое выделяется за один час. Вышеуказанную цифру делят на время сгорания всего объема горючего.

Конечная цифра и является реальной мощностью твердотопливного котла для системы отопления, которую он может выдать за 1 час.

Поделиться:

Adblock detector
Закрыть рекламу
Закрыть рекламу