Výběr výkonu kotle pro vytápění soukromého domu

Výkon kotle je ukazatel, který určuje jeho výkon a schopnost vytopit určitý počet místností (nebo plochy). Měří se v kilowattech (kW) a udává množství tepla, které může jednotka vyrobit za hodinu provozu.

Volba výkonu kotle závisí na velikosti vytápěné místnosti, její tepelné izolaci, klimatických podmínkách regionu, výšce stropu a dalších faktorech.

Je důležité zvolit správný výkon kotle, protože nedostatečný výkon může vést k tomu, že prostory nebudou správně vytápěny, a přebytek výkonu může vést k trvalému provozu jednotky v ekonomickém režimu. A to je přímá cesta k nižší účinnosti a princip „čím výkonnější, tím lepší“ zde nefunguje.

Vzorec pro výpočet výkonu kotle

Vzorec pro výpočet výkonu kotle je následující:

Q = V × AT × K / 850,

• Q — požadovaný výkon kotle (kW);
• V – objem všech vytápěných místností (m³): je nutné sečíst plochy všech místností a vynásobit výškou stropů;
• ∆T — rozdíl mezi vnitřní teplotou a minimální venkovní teplotou (°C);
• K — koeficient, který zohledňuje tepelné ztráty budovy (závisí na materiálu stěn, kvalitě izolace, počtu a velikosti oken atd.); může být považováno za rovné 1, pokud je budova dobře izolovaná, má malá okna a nenachází se v oblasti silného větru, u starých budov se špatnou tepelnou izolací se K může rovnat 2 nebo dokonce 3.

Poté, co spočítáte všechny hodnoty, je třeba je dosadit do vzorce a provést výpočet. Výsledná hodnota je požadovaný výkon kotle pro váš domov.

Příklad výpočtu

Vypočítejme požadovaný výkon kotle na příkladu dobře izolovaného domu o rozloze 150 metrů čtverečních, s výškou stropu 4 metry a umístěného ve středním Rusku, kde je průměrná teplota vzduchu v zimě mínus 25 ° C

Nejprve musíte určit objem vytápěných prostor:

150 m² × 4 m = 600 m³

Nyní vypočítejme teplotní rozdíl:

nechte vnitřní teplotu udržovat na 23 °C:

K-faktor pro dobře izolovaný dům je 1.

Hodnoty dosadíme do vzorce a získáme požadovaný výkon kotle:

Q = 600 × 48 × 1 / 850 ≈ 32 kW

K vytápění tohoto domu tedy budete potřebovat kotel na tuhá paliva o výkonu cca 32 kW.

Hodnota získaná při výpočtu by měla být mírně zvýšena, pokud plánujete připojit ke kotli teplovodní kotel.

Tepelná energie pevných paliv

Výkon kotle na tuhá paliva je dán jeho schopností produkovat teplo. Tepelná energie uvolněná při spalování paliva určuje množství tepla, které může kotel skutečně vyrobit. Kruh je uzavřen.

Čím více tepelné energie se uvolní při spalování paliva, tím větší výkon může kotel poskytnout. To znamená, že mezi těmito ukazateli existuje přímá korelace.

Druhy pevných paliv mají různé energie tepelného spalování:

• hnědé uhlí emituje cca 12-16 MJ/kg tepelné energie;
• dřevěné uhlí – 29-31 MJ/kg;
• antracit – až 34 MJ/kg;
• rašelina a rašelinové brikety – od 10 do 15 MJ/kg;
• palivové dřevo – asi 19 MJ/m³;
• dřevěné brikety – do 20 MJ/kg;
• pelety – od 16 do 21 MJ/kg.

Je třeba mít na paměti, že tyto hodnoty se mohou lišit v závislosti na kvalitě a složení paliva a také na podmínkách jeho skladování – to platí zejména pro pelety, které je nutné skladovat výhradně v suchých prostorách.

Zde je důležité vzít v úvahu množství, které kotel spotřebuje za 1 hodinu. Postup:

• určit kolik kg. palivo, které nakládací komora pojme, a jak dlouho trvá vyhoření;
• zohledňujeme přenos tepla kotle při práci s konkrétním druhem paliva;
• dostaneme celkový přenos tepla za 1 hodinu = toto číslo děleno dobou úplného vyhoření paliva.

V naprosté většině soukromých domů (chaty) slouží jako zátěž pro kotel tři komponenty:
— radiátorový topný systém;
— vodou vyhřívaný podlahový systém;
— systém přípravy teplé vody pro domácí potřebu (zásobování teplou vodou – TUV).
Více informací o výrobcích kotlových zařízení a modelech kotlů pro topné systémy v soukromých domech naleznete v recenzích kotlů provedených specialisty naší společnosti.
Radiátorový otopný systém je navržen tak, aby pokryl tepelné ztráty objektu a udržoval danou teplotu v jeho prostorách – to je známá věc. Existují také možnosti pro „bezradiátorové“ vytápění založené na vytápění vzduchem nebo vytápění systémem vytápěné podlahy. Jedna z těchto možností, založená na vyhřívaných podlahách, je diskutována v samostatném článku „Systémy podlahového vytápění pro soukromý dům. Zkušenosti s výpočtem a tvorbou.”
Tepelný výkon radiátorového topného systému závisí na mnoha faktorech, z nichž hlavní jsou architektonické, plánovací a konstrukční vlastnosti budovy. Analýza tepelných ztrát ze skutečných soukromých domů a chalup postavených v tradičním architektonickém stylu (žádná celoplošná okna, racionální obrys budovy, dostatečná izolace obvodových plášťů budov) ukázala, že závislost výkonu topného systému na ploše domu lze znázornit ve formě grafu.

Graf závislosti výkonu topného systému na ploše domu.

Referenční body ukazují tepelné ztráty realizovaných projektů otopných soustav, jejichž návrh a instalaci provedli specialisté naší společnosti. Je dobře vidět, že měrný výkon otopné soustavy klesá z hodnoty 127 W/m2 u domů s menší plochou (100-150 m2) na 85-80 W/m2 u domů o ploše 400 -500 m2, což poněkud neodpovídá standardní hodnotě 100 W/m2, která se obvykle používá pro předběžný výběr zařízení.
Tento zdánlivý paradox je vysvětlen tím, že rodinný dům menší plochy má z hlediska vytápění méně racionální umístění prostor. Například v teoretickém dvoupatrovém domě o rozloze asi 2 m150 budou 2 pokoje na patro – všechny pokoje budou rohové a kromě tepelných ztrát stěnami a okny bude teplo ztráta přes podlahu v 4.NP a přes střechu ve 1.NP.
Jak roste celková plocha domu, objevují se místnosti sousedící s vytápěnými místnostmi a také vnitřní místnosti (bez vnějších stěn). Na základě toho se snižuje měrná tepelná ztráta objektu.
Průměrný výkon radiátorového topného systému pro domy různých velikostí je uveden v tabulce ve sloupci „Vytápění, kW“. Hodnoty v tomto sloupci nezávisí na typu topných zařízení zvolených Zákazníkem (desková, trubková nebo článková otopná tělesa, konvektory), jejichž průměrný počet je uveden v tabulce ve sloupci „Počet zařízení“.

Tabulka hlavních možností pro výpočet výkonu kotle.

Teplé podlahy (elektrické a vodní) se v posledních letech stále více rozšířily jako prostředek ke zvýšení komfortu pobytu člověka v místnosti. Analýza technických a ekonomických charakteristik systémů podlahového vytápění ukázala, že počínaje vytápěnou podlahovou plochou 5-10 mXNUMX. Je vhodné provádět jej s vodou.
Při instalaci vytápěné podlahy pro zlepšení komfortu bydlení její výpočtový prostup tepla nepřesahuje 50 W/m2, proto je v tomto případě vytápěná podlaha uvažována jako doplněk k radiátorovému vytápění, zejména v místnostech s keramickou dlažbou ( kuchyně, koupelny atd.).
Zvláštností systému podlahového vytápění je jeho dlouhá doba provozu oproti radiátorovému vytápění, dosahující celoročně pro jednotlivé místnosti. Tento pracovní plán předpokládá dvě možnosti připojení vytápěné podlahy k topnému systému: s celkovou plochou vytápěných podlah větší než 20-30 m2 je vhodné připojit vytápěnou podlahu k samostatný čerpací a směšovací okruh v kotelně s individuálním rozvrhem vytápění. Při menší ploše vytápěných podlah je vhodné její okruhy napojit na recirkulační okruh přívodu teplé vody pomocí speciálních jednotek pro omezení teploty podlahové krytiny na požadovanou hodnotu. V druhém případě je toto rozhodnutí o to oprávněnější, že vytápěné podlahy jsou instalovány přesně v místnostech s rozvody teplé vody – koupelnách a kuchyních.
V obou případech je třeba při výběru kotle pro individuální topný systém zohlednit výkon vytápěné podlahy. Průměrné údaje pro vytápěné podlahy jsou uvedeny v tabulce ve sloupcích 7 a 8.
Systém přípravy teplé vody pro domácí potřebu pro každý bytový dům závisí obecně na dvou hlavních faktorech: počtu osob žijících v domě a míře komfortu určeného zákazníkem při používání teplé vody.
Při omezeném počtu odběrných míst teplé vody a jejich kompaktním umístění uvnitř objektu by bylo optimálním řešením z hlediska minimalizace nákladů použití dvouokruhového kotle s vestavěným výměníkem pro přípravu teplé vody (TUV ). Nevýhodou tohoto řešení je absolutní přednost přípravy teplé vody (vypínání celého topného systému při demontáži) a nemožnost na ní zorganizovat cirkulaci teplé vody, potažmo vytápěných podlah.
Při předpokládaném průtoku teplé vody více než 10-12 l/min je nutné instalovat kapacitní ohřívač voda-voda, tzn. bojler na TUV. Většina těchto zařízení na trhu topných zařízení má další svorky pro instalaci okruhu recirkulace teplé vody. Recirkulační okruh umožňuje výrazně zvýšit komfort bydlení v domě jednak díky absenci čekání na teplou vodu pro všechna místa rozboru bez ohledu na jejich umístění a jednak díky možné instalaci vodou vyhřívaných podlah v jednotlivých místnostech, jak je uvedeno výše.
Kromě toho kotel TUV výrazně vyrovnává nerovnoměrný provoz topného systému tím, že pokrývá malé množství teplé vody bez zapnutí kotle pro ohřev teplé vody.
V tabulce ve sloupci 6 je uveden přibližný výkon kotle, poskytující požadovaný objem teplé vody na základě podmínek komfortního užívání a také výkon spotřebovaný kotlem v režimu dlouhodobého odběru vody.
Standardní automatizace většiny kotlů poskytuje přednostní režim přípravy teplé vody, který umožňuje snížit instalovaný výkon kotle a optimalizovat náklady na topný systém jako celek.

Závěry

Údaje uvedené v tabulce jsou zprůměrované, získané na základě návrhů inženýrských systémů vypočítaných a nainstalovaných specialisty naší společnosti v chatách o rozloze 150-500 m10. za posledních několik let. Výsledné sloupce 11 a 350 ukazují výkony kotlů potřebné pro pohodlné bydlení v domech vybavených radiátorovým vytápěním, teplovodními podlahami a teplovodními kotli s recirkulačním okruhem. Je typické, že pro domy o ploše menší než XNUMX mXNUMX. Určujícím faktorem při výběru výkonu kotle je přítomnost teplovodního kotle a jeho přiměřený objem.
Aniž bych předstíral, že je to konečná pravda, může být tento článek užitečný každému zákazníkovi pro předběžné stanovení výkonu kotle, který bude instalován v jeho budoucím domě. Kotel je nakonec vybrán specialisty naší společnosti na základě výpočet topného systému, teplovodní a vytápěné podlahy s přihlédnutím k požadavkům norem a technických specifikací Zákazníka.