Cálculo da potência de uma caldeira a gás

Tipos de caldeira

Ao escolher uma caldeira, você precisa considerar em que tipo de aquecedor ela funciona.

Caldeiras de combustível sólido

As caldeiras têm as seguintes vantagens:

• lucratividade;
• autonomia;
• simplicidade de projeto e controle.

• é necessário preparar e armazenar combustível;
• é necessário o carregamento periódico de combustível e a limpeza dos produtos de combustão;
• flutuações diárias de temperatura dentro de 5ºС.

O sistema está longe de ser o melhor, mas na ausência de outras fontes de combustível, esta é a única opção possível.

As desvantagens podem ser reduzidas usando um bulbo ou acumuladores de água. O bulbo térmico regula o suprimento de ar para o forno, aumentando assim a duração da combustão do combustível. Isso aumenta a eficiência e reduz o número de recargas. Os acumuladores de calor são projetados para aumentar a inércia do sistema de aquecimento. Um recipiente que é isolado termicamente do lado de fora colide com o circuito de aquecimento. A instalação de uma válvula termostática instalada na entrada dos registradores limita o fornecimento de água fria do acumulador de calor em sua entrada.

Devido a isso, o refrigerante aquece rapidamente e, em seguida, o acumulador de calor começa a aquecer. A transferência de calor para o sistema de aquecimento leva muito mais tempo. Assim, as flutuações de temperatura na casa são reduzidas.

Os elementos de aquecimento embutidos no acumulador de calor com controle automático permitem ligá-lo para aquecimento elétrico à noite, quando o custo da eletricidade é mínimo. De fato, o acumulador de calor desempenha a função de uma caldeira elétrica.A eficiência de uma caldeira a combustível sólido é de 71 a 79%. A criação de caldeiras de pirólise permite aumentá-lo até 85%. É necessário que todos saibam que esse tipo de caldeira funciona apenas em madeira.

caldeiras a gás

O uso de uma caldeira a gás é a melhor opção para aquecimento doméstico. É simples e seguro de operar, possui combustível barato que não precisa ser armazenado e carregado.

Precisa de uma chaminé. A sala das caldeiras é necessária apenas para caldeiras com câmara de combustão aberta. A eficiência das caldeiras a gás é de 89 a 91%, mas existem caldeiras ainda mais eficientes. Portanto, esse indicador é dado nas características de cada modelo.

Caldeiras elétricas

Uma caldeira elétrica é a fonte de calor mais ecológica. Pode ser utilizado para aquecer água quente através de uma caldeira ou como fonte de reserva.

Para casas particulares, os modelos são vendidos com potência de até 20 kW. A grande potência da caldeira não pode ser puxada pelos medidores de eletricidade que o serviço elétrico instala na entrada. Apesar do alto custo da eletricidade, as caldeiras elétricas têm a maior eficiência de 99%. O ajuste de potência de passo garante sua operação mais econômica.

Conclusão

Se você calcular a potência da caldeira de aquecimento usando os métodos simples acima, poderá selecionar a unidade necessária para aquecer a casa. A opção de cálculo através das perdas de calor das estruturas envolventes permite determinar com maior precisão a potência necessária da caldeira.

Se a casa for fornecida com isolamento suficiente, a caldeira será necessária com menos energia e o custo de aquecimento das instalações diminuirá significativamente devido à redução da perda de calor.

Quais fatores são levados em consideração nos cálculos

A diminuição da temperatura na casa ocorre devido à penetração do frio pelas paredes, piso, teto, janelas e portas, além do fluxo de ar frio pelos dutos de ventilação. A potência da caldeira a gás deve compensar todas as perdas de calor e manter uma temperatura constante em todas as instalações residenciais

Ao fazer os cálculos, os seguintes fatores devem ser levados em consideração:

• A área de pisos (piso e teto), cercas (paredes), coberturas e vidros.
• Condutividade térmica e espessura dos materiais utilizados na construção do edifício. Ao mesmo tempo, os materiais de revestimento e acabamento são levados em consideração.As tabelas de coeficientes são fáceis de encontrar na Internet ou em diretórios especializados, esse valor é calculado em W/(m*C°).
• A temperatura mínima na região durante a estação fria.
• A temperatura ambiente média para o conforto dos ocupantes do edifício.

Os consultores de lojas de equipamentos de aquecimento geralmente recomendam calcular a potência de uma caldeira a gás com base na seguinte proporção: 40 W por metro cúbico de volume ou 1 kW por 10 m² com uma altura padrão da sala de 2,5-2,6 metros. No entanto, esses cálculos são bastante aproximados e, como resultado, o equipamento adquirido possui uma reserva de energia de 10 a 25%, dependendo da situação, o que afeta seu preço e método de instalação.

Ao calcular a potência de aquecimento, deve-se levar em consideração que, durante a ventilação, a perda de calor pode chegar a 15%, a baixa resistência ao calor das paredes levará a uma perda de outros 35%, janelas e portas não isoladas e de baixa qualidade - 10-15%, piso - 15% e cobertura - até 25%.

Quais são as vantagens de uma caldeira TT

Qual é a vantagem das caldeiras de combustível sólido em comparação com suas contrapartes que funcionam com gás, eletricidade ou combustível líquido? Vejamos suas principais vantagens:

autonomia

Eles não dependem de gasodutos e linhas de energia. Onde quer que sua casa de campo esteja localizada, você sempre pode usar uma caldeira de combustível sólido para aquecê-la.

Disponibilidade de combustível

Lenha e carvão são fontes tradicionais de combustível na Rússia e nos países da antiga CEI, devido à sua ampla disponibilidade. Além da acessibilidade, a madeira ou o carvão são significativamente mais baratos que o gás ou a eletricidade.

Facilidade de construção e conexão

Um design simples permite, sem experiência especial e custos sérios, fazer até mesmo uma caldeira de pirólise de combustível sólido caseira com suas próprias mãos e instalá-la você mesmo.

Longa vida útil

As caldeiras modernas são feitas de ferro fundido ou aço. Com operação adequada e cuidados cuidadosos, eles servirão facilmente por cerca de 20 a 30 anos.

Como você pode ver, a caldeira TT é ideal para aquecer sua casa de verão ou chalé. Tem muitas vantagens, não é de surpreender que muitos proprietários de imóveis suburbanos usem uma caldeira a combustível sólido como principal fonte de aquecimento.

Foto 1: casa de campo de dois andares

Qual caldeira de combustível sólido é melhor escolher para sua casa de campo? Existem muitas modificações de caldeiras TT no mercado russo, o que não é difícil de confundir. Vejamos seus principais tipos:

Tradicional

Eles são caracterizados pela simplicidade de design e baixo custo, em comparação com modificações mais complexas. A desvantagem é que eles têm uma eficiência relativamente baixa.

Pirólise

Sua peculiaridade é que o gás é liberado do combustível, que é queimado separadamente da parte sólida. Isso alcança uma eficiência significativamente maior, devido à queima de combustível significativamente melhor. A desvantagem dessas caldeiras é que elas são 2 vezes mais caras que as clássicas.

longa queima

Devido às suas características de design, os marcadores precisam ser feitos com muito menos frequência.

Examinamos as principais modificações das caldeiras de combustível sólido, agora vamos descobrir quais são os principais parâmetros para escolhê-la.

Cálculo da potência da caldeira de aquecimento por área

Para uma avaliação aproximada do desempenho necessário de uma unidade térmica, a área das instalações é suficiente. Na versão mais simples para a Rússia central, acredita-se que 1 kW de potência pode aquecer 10 m 2 de área. Se você tem uma casa com área de 160m2, a potência da caldeira para aquecimento é de 16kW.

Esses cálculos são aproximados, porque nem a altura dos tetos nem o clima são levados em consideração. Para isso, existem coeficientes derivados empiricamente, com a ajuda dos quais são feitos os devidos ajustes.

A taxa indicada - 1 kW por 10 m 2 é adequada para tetos de 2,5-2,7 m. Se você tiver tetos mais altos na sala, precisará calcular os coeficientes e recalcular. Para fazer isso, divida a altura de suas instalações pelo padrão de 2,7 m e obtenha um fator de correção.

Calculando a potência de uma caldeira de aquecimento por área - a maneira mais fácil

Por exemplo, a altura do teto é de 3,2 m. Consideramos o coeficiente: 3,2m / 2,7m \u003d 1,18 arredondado, obtemos 1,2. Acontece que, para aquecer uma sala de 160m 2 com pé direito de 3,2m, é necessária uma caldeira de aquecimento com capacidade de 16kW * 1,2 = 19,2kW. Eles geralmente arredondam, então 20kW.

Para levar em conta as características climáticas, existem coeficientes prontos. Para a Rússia são:

• 1,5-2,0 para regiões do norte;
• 1,2-1,5 para regiões próximas a Moscou;
• 1,0-1,2 para a banda do meio;
• 0,7-0,9 para as regiões do sul.

Se a casa estiver localizada na faixa do meio, ao sul de Moscou, é aplicado um coeficiente de 1,2 (20kW * 1,2 \u003d 24kW), se no sul da Rússia no território de Krasnodar, por exemplo, um coeficiente de 0,8, isso ou seja, menos potência é necessária (20kW * 0,8=16kW).

O cálculo do aquecimento e a seleção de uma caldeira são uma etapa importante. Encontre a potência errada e você pode obter este resultado ...

Esses são os principais fatores a serem considerados. Mas os valores encontrados são válidos se a caldeira funcionar apenas para aquecimento. Se você também precisar aquecer a água, precisará adicionar 20 a 25% do valor calculado. Então você precisa adicionar uma "margem" para as temperaturas máximas do inverno. São mais 10%. No total obtemos:

• Para aquecimento doméstico e água quente na faixa do meio 24kW + 20% = 28,8kW. Então a reserva para o tempo frio é de 28,8 kW + 10% = 31,68 kW. Nós arredondamos e obtemos 32kW. Quando comparado com o valor original de 16kW, a diferença é de duas vezes.
• Casa no território de Krasnodar. Adicionamos potência para aquecimento de água quente: 16kW + 20% = 19,2kW. Agora, a "reserva" para o frio é de 19,2 + 10% \u003d 21,12 kW. Arredondamento: 22kW. A diferença não é tão marcante, mas também bastante decente.

Pode-se ver pelos exemplos que é necessário levar em consideração pelo menos esses valores. Mas é óbvio que, ao calcular a potência da caldeira para uma casa e um apartamento, deve haver uma diferença. Você pode seguir o mesmo caminho e usar coeficientes para cada fator. Mas existe uma maneira mais fácil que permite fazer correções de uma só vez.

Ao calcular uma caldeira de aquecimento para uma casa, é aplicado um coeficiente de 1,5. Leva em consideração a presença de perda de calor através do telhado, piso, fundação. É válido com um grau médio (normal) de isolamento de parede - colocando em dois tijolos ou materiais de construção semelhantes em características.

Para apartamentos, aplicam-se taxas diferentes. Se houver um quarto aquecido (outro apartamento) no topo, o coeficiente é 0,7, se um sótão aquecido é 0,9, se um sótão não aquecido é 1,0. É necessário multiplicar a potência da caldeira encontrada pelo método descrito acima por um desses coeficientes e obter um valor bastante confiável.

Para demonstrar o progresso dos cálculos, calcularemos a potência de uma caldeira de aquecimento a gás para um apartamento de 65m 2 com tetos de 3m, localizado no centro da Rússia.

1. Determinamos a potência necessária por área: 65m 2 / 10m 2 \u003d 6,5 kW.
2. Fazemos uma correção para a região: 6,5 kW * 1,2 = 7,8 kW.
3. A caldeira aquecerá a água, então adicionamos 25% (nós gostamos mais quente) 7,8 kW * 1,25 = 9,75 kW.
4. Adicionamos 10% para frio: 7,95 kW * 1,1 = 10,725 kW.

Agora arredondamos o resultado e obtemos: 11 kW.

O algoritmo especificado é válido para a seleção de caldeiras de aquecimento para qualquer tipo de combustível. O cálculo da potência de uma caldeira de aquecimento elétrico não difere de forma alguma do cálculo de uma caldeira de combustível sólido, gás ou combustível líquido. O principal é o desempenho e a eficiência da caldeira, e as perdas de calor não mudam dependendo do tipo de caldeira. A questão toda é como gastar menos energia. E esta é a área de aquecimento.

Quais dados são necessários para calcular a potência de uma caldeira a gás

Para casas particulares construídas de acordo com um projeto padrão, com pé direito de cerca de 3 metros, a fórmula de cálculo parece bastante simples. Neste caso, é necessário ter em conta a área do edifício (S) e o índice de potência específica da caldeira (UMK), que varia em função da zona climática. Ele hesita:

• De 0,7 a 0,9 kW nas regiões do sul do país
• De 1 a 1,2 kW nas regiões da faixa do meio
• De 1,2 a 1,5 kW na região de Moscou
• 1,5 a 2 no norte do país

Assim, a fórmula para calcular a potência de uma caldeira a gás para uma casa particular típica ficará assim:

Vamos tentar calcular a potência necessária do aparelho para uma casa de 80 m², localizada na região norte. Pegue:

Se o consumidor escolher uma caldeira de circuito duplo. cuja tarefa, além de aquecer a casa, também será o aquecimento da água, os especialistas recomendam acrescentar mais 20% ao valor obtido pela fórmula.

Potência da caldeira para apartamentos

Ao calcular o equipamento de aquecimento para apartamentos, você pode usar as normas do SNiPa. O uso desses padrões também é chamado de cálculo de potência da caldeira por volume. SNiP define a quantidade de calor necessária para aquecer um metro cúbico de ar em edifícios padrão:

• o aquecimento de 1m 3 em uma casa de painéis requer 41W;
• em uma casa de tijolos no m 3 há 34W.

Conhecendo a área do apartamento e a altura dos tetos, você encontrará o volume e, multiplicando pela norma, descobrirá a potência da caldeira.

O cálculo da potência da caldeira não depende do tipo de combustível utilizado

Por exemplo, vamos calcular a potência da caldeira necessária para salas em uma casa de tijolos com área de​​​​74m 2 com tetos de 2,7m.

1. Calculamos o volume: 74m 2 * 2,7m = 199,8m 3
2. Consideramos de acordo com a norma quanto calor será necessário: 199,8 * 34W = 6793W. Arredondando e convertendo para quilowatts, obtemos 7kW. Esta será a potência necessária que a unidade térmica deverá produzir.

É fácil calcular a potência para a mesma sala, mas já em uma casa de painel: 199,8 * 41W = 8191W

Em princípio, na engenharia de aquecimento, eles sempre arredondam, mas você pode levar em consideração o vidro de suas janelas. Se as janelas tiverem vidros duplos economizadores de energia, você pode arredondar para baixo

Acreditamos que as janelas com vidros duplos são boas e obtemos 8kW.

A escolha da potência da caldeira depende do tipo de construção - o aquecimento de tijolos requer menos calor do que o painel

Em seguida, você precisa, assim como no cálculo da casa, levar em consideração a região e a necessidade de preparar água quente. A correção para o frio anormal também é relevante. Mas nos apartamentos, a localização dos quartos e o número de andares desempenham um papel importante.

Você precisa levar em conta as paredes voltadas para a rua:

• Uma parede externa - 1,1
• Dois - 1,2
• Três - 1,3

Depois de levar em consideração todos os coeficientes, você obterá um valor bastante preciso no qual pode confiar ao escolher o equipamento para aquecimento. Se você deseja obter um cálculo preciso de engenharia de calor, precisa solicitá-lo a uma organização especializada.

Existe outro método: determinar as perdas reais com a ajuda de um termovisor - um moderno aparelho que também mostrará os locais por onde os vazamentos de calor são mais intensos. Ao mesmo tempo, você pode eliminar esses problemas e melhorar o isolamento térmico. E a terceira opção é usar um programa de calculadora que irá calcular tudo para você. Você só precisa selecionar e/ou inserir os dados necessários. Na saída, obtenha a potência estimada da caldeira. É verdade que há uma certa quantidade de risco aqui: não está claro o quão corretos os algoritmos estão no centro de tal programa. Então você ainda tem que calcular pelo menos aproximadamente para comparar os resultados.

É assim que uma imagem térmica se parece

Esperamos que agora você tenha uma ideia de como calcular a potência da caldeira. E você não está confuso que esta é uma caldeira a gás. em vez de combustível sólido, ou vice-versa.

De acordo com os resultados da inspeção, os vazamentos de calor podem ser eliminados

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O conceito de fator de dissipação

O coeficiente de dissipação é um dos indicadores importantes da troca de calor entre o espaço vital e o ambiente. Dependendo de quão bem a casa está isolada. existem tais indicadores que são usados ​​na fórmula de cálculo mais precisa:

• 3,0 - 4,0 é o fator de dissipação para estruturas nas quais não há isolamento térmico.Na maioria das vezes, nesses casos, estamos falando de casas improvisadas feitas de ferro corrugado ou madeira.
• Um coeficiente de 2,9 a 2,0 é típico para edifícios com baixo nível de isolamento térmico. Isso se refere a casas com paredes finas (por exemplo, um tijolo) sem isolamento, com esquadrias de madeira comuns e telhado simples.
• O nível médio de isolamento térmico e um coeficiente de 1,9 a 1,0 são atribuídos a casas com janelas duplas de plástico, isolamento de paredes externas ou alvenaria dupla, bem como telhado isolado ou sótão.
• O coeficiente de dispersão mais baixo de 0,6 a 0,9 é típico para casas construídas com materiais e tecnologias modernas. Nessas casas, as paredes, o teto e o piso são isolados, boas janelas são instaladas e o sistema de ventilação é bem pensado.

Tabela para calcular o custo de aquecimento em uma casa particular

A fórmula em que é utilizado o valor do coeficiente de dissipação é uma das mais precisas e permite calcular a perda de calor de um determinado edifício. Se parece com isso:

Na fórmula, Qt é o nível de perda de calor, V é o volume da sala (o produto do comprimento, largura e altura), Pt é a diferença de temperatura (para calcular, você precisa subtrair a temperatura mínima do ar que pode ser nesta latitude da temperatura desejada na sala), k é o coeficiente de espalhamento.

Vamos substituir os números em nossa fórmula e tentar descobrir a perda de calor de uma casa com um volume de 300 m³ (10 m * 10 m * 3 m) com um nível médio de isolamento térmico a uma temperatura do ar desejada de + 20 ° C e uma temperatura mínima de inverno de - 20 ° C.

Com esse número, podemos descobrir de que energia a caldeira precisa para essa casa. Para fazer isso, o valor obtido da perda de calor deve ser multiplicado por um fator de segurança, que geralmente é de 1,15 a 1,2 (os mesmos 15-20%). Obtemos isso:

Arredondando o número resultante para baixo, descobrimos o número desejado. Para aquecer uma casa com as condições que estabelecemos, é necessária uma caldeira de 38 kW.

Essa fórmula permitirá que você determine com muita precisão a potência da caldeira a gás necessária para uma casa específica. Além disso, até o momento, foi desenvolvida uma grande variedade de calculadoras e programas que permitem levar em consideração os dados de cada edifício individual.

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Calculamos a potência da caldeira

Para não errar na escolha, não perder dinheiro e não ficar frio no inverno em uma casa um pouco quente, é necessário calcular corretamente a potência de uma caldeira de aquecimento a combustível sólido. Antes de proceder diretamente ao cálculo, é necessário decidir para que finalidade a caldeira a combustível sólido será utilizada?

A caldeira pode ser utilizada tanto exclusivamente para aquecimento, como para aquecimento e produção de água quente para necessidades sanitárias (chuveiro, banheira, lavar louça)

Para cada um dos casos, serão necessários dispositivos de diferentes capacidades.
Deve-se atentar também para a região em que será operado. Ao fazer os cálculos, deve-se levar em consideração a temperatura ambiente e o fato de que o aquecedor deve cobrir a perda de calor da casa nos dias mais frios do ano.
Atenção também deve ser dada ao design da própria casa.

As casas de campo são de diferentes tipos, desde simples estruturas e casas de madeira até grandes casas de campo de luxo. A perda de calor de diferentes paredes varia significativamente, e isso deve ser levado em consideração.

Foto 3: Instalação da caldeira em uma casa de campo

Para os cálculos, precisamos dos seguintes parâmetros:

1. Área do quarto;
2. Potência específica ajustada para a região;

Potência específica para regiões russas:

• para Moscou e região de Moscou - 1,2 - 1,5 kW;
• para a parte norte da Rússia - 1,5 - 2,0 kW;
• para as regiões do sul da Rússia - 0,7 - 0,9 kW.

A fórmula para o cálculo é a seguinte:

Potência da caldeira (kW) \u003d (Área da sala (m2) * Potência específica (kW)) / 10

Também é necessário saber a quantidade de refrigerante necessária para encher o sistema de aquecimento. É igual a aproximadamente 15 litros por 1 kW.

Volume do transportador de calor (l) = Potência da caldeira (kW) * 15

Por exemplo: É necessário calcular uma caldeira de aquecimento para uma casa de campo com uma área de 150m2 localizada na região de Moscou:

Potência da caldeira (kW) = (150 * 1,2) / 10 = 18 kW

Calcule o volume de líquido necessário para encher o sistema de aquecimento:

Volume de refrigerante (l) \u003d 18 * 15 \u003d 270 l

Tal cálculo não leva em consideração as perdas reais de calor da casa, que são calculadas individualmente para cada caso individual. Os dados de referência são os seguintes:

• armação abriga 120 - 200 W / m2;
• casas antigas de madeira com isolamento térmico 90 - 120 W / m2;
• casas de tijolos com janelas de plástico 60 - 90 W / m2;

Além disso, se for necessário fornecer água quente, cerca de 25 a 30% são adicionados à potência da caldeira.

Com cálculos simplificados, a capacidade calorífica específica geralmente é considerada igual a 1, então aproximadamente 1 kW é suficiente para aquecer 10 m2 de área.