Berechnung der Leistung von Heizkesseln für ein Privathaus

Der Komfort von Menschen, die sich in Innenräumen aufhalten, hängt insbesondere in der Wintersaison weitgehend von der Temperatur der sie umgebenden Luft ab. Daher nimmt das Heizsystem unter den technischen Kommunikationsmitteln, die in Wohngebäuden ausgestattet sind, den ersten Platz ein. Unter städtischen Bedingungen werden die Probleme der Beheizung von Wohnungen meistens zentral gelöst, in Privathäusern müssen ihre Besitzer jedoch autonome Heizsysteme ausstatten, deren Hauptelement ein Warmwasserboiler ist. Die Effizienz des Gesamtsystems hängt von dessen technischen und wirtschaftlichen Eigenschaften ab.

So berechnen Sie die Leistung des Kessels

Die Leistung eines Heizkessels ist der Hauptindikator, der seine Fähigkeiten im Zusammenhang mit der optimalen Beheizung von Räumen bei Spitzenlasten charakterisiert. Die Hauptsache hier ist, richtig zu berechnen, wie viel Wärme zum Erhitzen benötigt wird. Nur in diesem Fall ist es möglich, den richtigen Kessel zum Heizen eines Privathauses in Bezug auf die Leistung zu wählen.

Um die Leistung eines Heizkessels für ein Haus zu berechnen, werden verschiedene Methoden verwendet, bei denen die Fläche oder das Volumen beheizter Räume zugrunde gelegt wird. In jüngerer Zeit wurde die erforderliche Leistung eines Heizkessels anhand der sogenannten Hauskoeffizienten bestimmt, die für verschiedene Haustypen innerhalb (W / m2) festgelegt wurden:

• 130 ... 200 - Häuser ohne Wärmedämmung;
• 90 ... 110 - Häuser mit teilweise isolierter Fassade;
• 50… 70 - Häuser, die mit Technologien des XXI Jahrhunderts gebaut wurden.

Durch Multiplizieren der Fläche des Hauses mit dem entsprechenden Hauskoeffizienten erhielten wir die erforderliche Leistung des Heizkessels.

Berechnung der Kesselleistung nach den geometrischen Abmessungen des Raumes

Sie können die Leistung des Kessels zum Heizen eines Hauses grob nach seiner Fläche berechnen. In diesem Fall wird die Formel verwendet:

Wkat = S * Wud / 10wo:

• Wcat - Nennleistung des Kessels, kW;
• S - die Gesamtfläche des beheizten Raums, m² .;
• Holz - spezifische Leistung des Kessels, die alle 10 m² abfällt. beheizter Bereich.

Im allgemeinen Fall wird angenommen, dass je nach Region, in der sich der Raum befindet, der Wert der spezifischen Leistung des Kessels (kW \ m²) beträgt:

• für die südlichen Regionen - 0,7 ... 0,9;
• für Bereiche der Mittelspur - 1,0 ... 1,2;
• für Moskau und die Region Moskau - 1,2 ... 1,5;
• für die nördlichen Regionen - 1,5 ... 2,0.

Die obige Formel zur Berechnung eines Heizkessels zum Heizen eines Hauses nach Fläche wird in Fällen verwendet, in denen die Wassererwärmungseinheit nur zum Heizen von Räumen mit einer Höhe von nicht mehr als 2,5 m verwendet wird.

Wird davon ausgegangen, dass im Raum ein Zweikreiskessel installiert wird, der neben der Heizung auch Warmwasser versorgen muss, muss die rechnerische Leistungsaufnahme um 25 % erhöht werden.

Wenn die Höhe der beheizten Räumlichkeiten 2,5 m überschreitet, wird das erhaltene Ergebnis durch Multiplikation mit dem Koeffizienten Kv korrigiert. Kv = N / 2,5, wobei N die tatsächliche Höhe des Raumes ist, m.

In diesem Fall sieht die endgültige Formel so aus: P = (S * Wsp / 10) * Kv

Diese Methode zur Berechnung der erforderlichen Leistung, die ein Heizkessel haben muss, eignet sich für kleine Gebäude mit isoliertem Dachboden, Wärmedämmung von Wänden und Fenstern (Doppelverglasung) usw.In anderen Fällen kann das Ergebnis einer ungefähren Berechnung dazu führen, dass der gekaufte Kessel nicht normal funktionieren kann. Gleichzeitig trägt eine übermäßige oder unzureichende Leistung zum Auftreten einer Reihe unerwünschter Probleme für den Benutzer bei:

• Reduzierung der technischen und wirtschaftlichen Indikatoren des Kessels;
• Fehler beim Betrieb von Automatisierungssystemen;
• schneller Verschleiß von Teilen und Komponenten;
• Kondensation im Schornstein;
• Verstopfung des Schornsteins mit Produkten unvollständiger Verbrennung von Brennstoff usw.;

Um genauere Ergebnisse zu erhalten, muss der tatsächliche Wärmeverlust durch einzelne Gebäudeelemente (Fenster, Türen, Wände usw.) berücksichtigt werden.

Aktualisierte Berechnung der Kesselleistung

Die Berechnung der Heizungsanlage, die einen Heizkessel umfasst, muss für jedes Objekt einzeln durchgeführt werden. Neben den geometrischen Abmessungen ist es wichtig, eine Reihe solcher Parameter zu berücksichtigen:

• das Vorhandensein einer Zwangsbelüftung;
• Klimazone;
• Verfügbarkeit der Warmwasserversorgung;
• der Isolationsgrad einzelner Elemente des Objekts;
• das Vorhandensein eines Dachbodens und Kellers usw.

Im Allgemeinen lautet die Formel für eine genauere Berechnung der Kesselleistung wie folgt:

Wkat = Qt * Kzapwo:

• Qt - Wärmeverlust des Objekts, kW.
• Kzap - der Sicherheitsfaktor, um dessen Wert empfohlen wird, die Bemessungskapazität des Objekts zu erhöhen. In der Regel liegt sein Wert im Bereich von 1,15 ... 1,20 (15-20%).

Die vorhergesagten Wärmeverluste werden durch die Formeln bestimmt:

Qt = V * ΔT * Kp / 860, V = S * H; Wo:

• V - das Volumen des Raumes, Kubikmeter;
• T - Unterschied zwischen Außen- und Innenlufttemperatur, ° С;
• Cr - Verlustkoeffizient, abhängig vom Grad der Wärmedämmung des Objekts.

Der Verlustfaktor wird nach der Art des Gebäudes und dem Grad seiner Wärmedämmung ausgewählt.

• Objekte ohne Wärmedämmung: Hangars, Holzbaracken, Wellblechkonstruktionen usw. - Cr = 3,0 ... 4,0.
• Gebäude mit geringer Wärmedämmung: Wände aus einem Ziegelstein, Holzfenster, Schiefer- oder Eisendach - Kr wird im Bereich von 2,0 ... 2,9 gleichgesetzt.
• Häuser mit einem durchschnittlichen Wärmedämmungsgrad: Wände aus zwei Ziegeln, eine geringe Anzahl von Fenstern, ein Standarddach usw. - Cr beträgt 1,0 ... 1,9.
• Moderne, gut gedämmte Gebäude: Fußbodenheizung, doppelt verglaste Fenster usw. - Cr liegt im Bereich von 0,6 ... 0,9.

Um dem Verbraucher die Suche nach einem Heizkessel zu erleichtern, stellen viele Hersteller auf ihren Websites und Händler-Websites spezielle Rechner zur Verfügung. Mit ihrer Hilfe lässt sich durch Eingabe der notwendigen Informationen in die entsprechenden Felder mit hoher Wahrscheinlichkeit feststellen, für welchen Bereich beispielsweise ein 24 kW-Kessel ausgelegt ist.

In der Regel rechnet ein solcher Rechner nach folgenden Daten:

• der Durchschnittswert der Außentemperatur in der kältesten Woche der Wintersaison;
• Lufttemperatur im Objekt;
• das Vorhandensein oder Fehlen einer Warmwasserversorgung;
• daten zur Dicke von Außenwänden und Böden;
• Materialien, aus denen Böden und Außenwände bestehen;
• Deckenhöhe;
• geometrische Abmessungen aller Außenwände;
• die Anzahl der Fenster, ihre Größe und eine detaillierte Beschreibung;
• Informationen über das Vorhandensein oder Fehlen einer Zwangsbelüftung.

Nach der Verarbeitung der erhaltenen Daten gibt der Rechner dem Kunden die erforderliche Leistung des Heizkessels sowie den Typ und die Marke des Geräts an, das der Anfrage entspricht. Ein Beispiel für die Berechnung einer Reihe von Gaskesseln zum Heizen von Häusern unterschiedlicher Größe ist in der Tabelle aufgeführt:

Hinweis für Spalte 11: Нс - hängender atmosphärischer Kessel, А - bodenstehender Kessel, Нд - wandhängender Turbokessel.

Nach den oben genannten Methoden wird die Leistung des Gaskessels berechnet. Sie können jedoch auch zur Berechnung der Leistungskennlinie von Warmwasserbereitern verwendet werden, die mit anderen Brennstoffen betrieben werden.

Wärmeverlustabrechnung

Wenn man mit der Entwicklung eines autonomen Heizsystems beginnt, muss man zunächst herausfinden, wie viel Wärme bei stärksten Frösten durch die sogenannten Umfassungsstrukturen auf die Straße geht. Dazu gehören Wände, Fenster, Boden und Dach. Nur durch die Bestimmung der Wärmeverlustmenge kann die Auswahl einer Wärmequelle mit geeigneter Leistung getroffen werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Wärmeverlust des Gebäudes in der Wintersaison nicht nur durch die umschließenden Strukturen erfolgt. Ein erheblicher Teil der erzeugten Wärme (bis zu 30%) wird aufgrund der natürlichen Belüftung für die Erwärmung der von der Straße kommenden kalten Luft verwendet.

Die Gesamtwärmemenge, die zum Heizen des Raumes benötigt wird, wird durch die Formel bestimmt:

Q = Qconstruct + Qairwo:

• Qconstruct - Wärmeverlust durch eine Struktur des gleichen Typs, W;
• Qair - die Wärmemenge, die zum Erwärmen der von der Straße kommenden Luft verbraucht wird, W.

Die durch Berechnungen erhaltenen Werte zusammenfassend bestimmen sie die Gesamtheizlast des Heizsystems des gesamten Gebäudes.

Alle Messungen werden an der Außenseite des Gebäudes durchgeführt, wobei seine Ecken unbedingt erfasst werden. Andernfalls ist die Berechnung des Wärmeverlusts ungenau.

Es gibt andere Arten von Wärmeverlusten in Räumen, z. B. durch eine Dunstabzugshaube, offene Türen und Fenster, Risse in Strukturen usw. Die aus diesen Gründen verlorene Wärmemenge überschreitet jedoch praktisch nicht 5% des gesamten Wärmeverlusts und wird daher bei den Berechnungen nicht berücksichtigt. ...

Berechnung des Wärmeverlustes durch umschließende Strukturen

Die Komplexität der Berechnung liegt darin, dass sie für jeden Raum separat durchgeführt werden muss, wobei der Zustand jedes seiner an die Umgebung angrenzenden Elemente sorgfältig untersucht, gemessen und bewertet wird. Nur in diesem Fall ist es möglich, die gesamte Wärme, die das Haus verlässt, zu berücksichtigen.

Basierend auf den Messergebnissen wird die Fläche S jedes Elements der umschließenden Strukturen bestimmt, die dann in die Grundformel zur Berechnung der verlorenen Wärmeenergiemenge eingesetzt wird:

Qconstr = 1 / R * (Tv - Tn) * S * (1 + Σβ), R = δ / λ; Wo:

• R - Wärmewiderstand des Baumaterials, qm. ° С / W;
• δ - Wärmeleitfähigkeit des Baumaterials, W / m ° С);
• λ - Dicke des Baumaterials, m;
• S - die Fläche des äußeren Zauns, qm .;
• Fernseher - Innenlufttemperatur, ° С;
• Tn - die niedrigste Lufttemperatur in der Wintersaison, ° С;
• β - Wärmeverlust, der von der Ausrichtung des Gebäudes abhängt.

Besteht die Konstruktion aus mehreren Materialien, beispielsweise einer Ziegelwand mit Dämmung, wird der Wärmedurchlasswiderstand R für jeden dieser Materialien separat berechnet und dann aufsummiert.

Die Wärmeverluste werden je nach Ausrichtung des Gebäudes anhand der Ausrichtung des umschließenden Elements ausgewählt:

• zur Nordseite - β = 0,1;
• nach Westen oder Südosten - β = 0,05;
• nach Süden oder Südwesten - β = 0.

Die Berechnung der Wärmeverluste durch die Elemente der umschließenden Strukturen wird für jeden Raum im Gebäude durchgeführt, und dann wird der vorhergesagte Wert der gesamten Wärmeverluste darin summiert. Danach gehen sie zur Berechnung im nächsten Raum über. Als Ergebnis der durchgeführten Arbeiten kann der Hausbesitzer die Wege der maximalen Wärmeleckage identifizieren und die Ursachen ihres Auftretens beseitigen.

Berechnung des Wärmeverbrauchs für die Heizung der Lüftungsluft

Die Wärmemenge, die für die Erwärmung der Lüftungsluft verbraucht wird, erreicht in einigen Fällen 30% der gesamten Wärmeenergieverluste. Dies ist ein ausreichend großer Wert, der nicht ignoriert werden kann. Um die Wärmemenge zu berechnen, die für die Erwärmung der Zuluft aufgewendet werden muss, wird die folgende Formel verwendet:

Qair = c * m * (Tv-Tn)wo:

• c - die Wärmekapazität des Luftgemisches, deren Wert 0,28 W / kg ° C beträgt;
• ich - Massenstrom der von der Straße in den Raum eintretenden Luft, kg.

Der Massenstrom der von außen in den Raum eintretenden Luft wird unter der Annahme bestimmt, dass die Luft im ganzen Haus 1 Mal pro Stunde erneuert wird.In diesem Fall erhält man durch Aufsummieren der Volumina aller Räume den Volumenwert des Luftstroms. Dann wird mit dem Wert der Dichte der Luft ihr Volumen in Masse umgerechnet. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Dichte der Luft von ihrer Temperatur abhängt.

Durch Einsetzen aller bekannten Werte in die obige Formel wird die Wärmemenge bestimmt, die zum Erwärmen der Zuluft erforderlich ist.

Häufige Fehler

Die Berechnung eines autonomen Heizsystems ist ein komplexer Prozess, der aus mehreren miteinander verbundenen, schrittweisen Verfahren besteht:

1. Berechnung der Wärmeverluste des Objekts.
2. Bestimmung des Temperaturregimes einzelner Räume und des gesamten Gebäudes.
3. Berechnung der Leistung von Heizkörperbatterien.
4. Hydraulische Berechnung des Heizsystems.
5. Berechnung der Leistung des Heizkessels.
6. Bestimmung des Gesamtvolumens des autonomen Heizsystems.

Die thermische Berechnung eines Heizsystems ist keine theoretische Studie, sondern ein genaues und vernünftiges Ergebnis, dessen praktische Umsetzung es Ihnen ermöglicht, alle erforderlichen Komponenten richtig auszuwählen und ein effektives Heizsystem auszustatten, das seit vielen Jahren problemlos funktioniert .

Der Hauptfehler, den viele Eigentümer von Privathäusern machen, besteht darin, einige Phasen der Berechnung zu ignorieren. Sie glauben, dass es ausreicht, um das Problem zu lösen, einen leistungsstärkeren Kessel zu wählen, der sich nur auf die Daten einer ungefähren Berechnung seiner Leistung über die Raumfläche konzentriert. Dieser Ansatz droht mit unnötigen Betriebskosten und führt oft dazu, dass der Kessel ständig arbeitet, die Heizkörperbatterien heiß sind und der Raum kalt ist. In diesem Fall ist es notwendig, in den ursprünglichen Zustand zurückzukehren und eine vollständige Berechnung des Heizsystems durchzuführen. Erst dann kann man beginnen, die durch kritische Fehler in den Berechnungen verursachten Mängel zu beseitigen.