Sprawność urządzeń grzewczych jest bezpośrednio związana ze wskaźnikiem mocy cieplnej. Od tego zależy komfort i przytulność w pomieszczeniu ogrzewanym gazem, drewnem lub energią elektryczną. Dlatego ważne jest, aby użytkownik wiedział, czym jest ta wielkość fizyczna i jak jest obliczana w każdym konkretnym przypadku.
Definicja pojęcia mocy cieplnej
Moc wydzielania ciepła rozumiana jest jako ilość ciepła wytworzona podczas konwersji pierwotnego nośnika w energię cieplną. Wskaźnik ten ma różną wartość dla różnych rodzajów nośników energii i jest obliczany dla każdego z nich indywidualnie. W przypadku kotłów gazowych zależy to od ilości gazu ziemnego lub skroplonego dostarczanego do palnika w jednostce czasu.
Rozważając analogi elektryczne, parametr ten jest bezpośrednio związany z mocą energii elektrycznej zużywanej przez urządzenie z sieci 220 lub 380 woltów i jej sprawnością cieplną. Stosunek mocy cieplnej i elektrycznej jest ustalany za pomocą specjalnych formuł, które przeliczają jedną wartość na drugą.
Wymagane cechy
Obliczanie mocy cieplnej jest bardzo ważne, ponieważ jego wyniki są niezbędne do określenia parametrów wybranej próbki urządzeń grzewczych. Te ostatnie tradycyjnie obejmują:
- moc elektryczna jednostki dla modeli lotnych;
- sprawność konwersji (lub sprawność kotła);
- wydajność, definiowana jako ilość ciepła wytworzonego przez urządzenie w jednostce czasu.
Modele kotłów podłączonych do sieci odnoszą się do urządzeń o poborze mocy systemu grzewczego, który jest związany z ilością spalanego paliwa stałego lub gazowego. Dla obrazów niezależnych od elektryczności parametr ten określany jest bezpośrednio - bez przeliczania dla zużytej energii elektrycznej.
Sprawność każdej jednostki grzewczej w dużej mierze zależy od prawidłowego doboru jednostki, która zapewnia konwersję energii cieplnej (wymiennik ciepła). Właściwe rozwiązanie tego problemu pozwala uzyskać wymaganą moc grzewczą i czuć się komfortowo w domu nawet w najchłodniejsze dni.
Nadmiar mocy cieplnej jest niepożądany, ponieważ w tym przypadku część wydanych środków jest marnowana.
Czynniki wpływające na zapotrzebowanie na ciepło
Główne czynniki, które determinują zapotrzebowanie na energię cieplną dla pomieszczenia to:
- pełna kubatura ogrzewanych pomieszczeń;
- rodzaj i jakość materiału izolacyjnego;
- strefa klimatyczna, w której znajduje się budynek.
Ilość przestrzeni powietrznej, która wymaga ogrzewania, zależy od kubatury pomieszczenia. Im większe ogrzewane pomieszczenie, tym więcej ciepła będzie potrzebne do utrzymania pożądanego mikroklimatu. Przy tej samej wysokości sufitu (około 2,5 metra) zwykle stosuje się uproszczone obliczenia, w których za podstawę przyjmuje się powierzchnię pomieszczenia.
O jakości ocieplenia decyduje sposób ocieplenia ścian, powierzchnia oraz zestaw okien i drzwi. Pod uwagę brany jest również rodzaj przeszklenia – proste i potrójne szyby różnią się stratami ciepła.Wpływ czynnika klimatycznego ma wpływ, inne czynniki są jednakowe, i uwzględnia się go jako różnicę temperatur na zewnątrz iw pomieszczeniu, w którym zainstalowany jest kocioł.
Do urządzenia (grzejnik)
Rozważając czynniki wpływające na moc grzewczą grzejników, można wyróżnić trzy główne:
- wskaźnik odpowiadający różnicy między ogrzewaniem chłodziwa a otaczającym powietrzem - wraz z jego wzrostem wzrasta moc cieplna;
- powierzchnia wydzielająca ciepło;
- przewodność cieplna użytego materiału.
W tym przypadku obserwuje się tę samą zależność liniową: wraz ze wzrostem powierzchni akumulatora wzrasta również wielkość wymiany ciepła. Z tego powodu wiele nowoczesnych grzejników jest uzupełnionych o specjalne aluminiowe lamele, które zwiększają całkowitą wymianę ciepła.
Dlaczego muszę obliczyć wskaźnik mocy?
Konieczność określenia mocy tłumaczy się tym, że główne cechy kotła zależą od następujących czynników:
- cechy konstrukcyjne i przeznaczenie ogrzewanego obiektu;
- wielkość i kształt każdego pokoju;
- całkowita liczba mieszkańców;
- lokalizacja na mapie kraju.
Obliczona moc przenikania ciepła służy do określenia parametrów urządzeń kotłowych przewidzianych do zainstalowania w tym konkretnym pomieszczeniu. Przyszły kocioł musi mieć wystarczającą moc, aby ogrzać go nawet w najchłodniejsze zimowe dni. Ważne jest również zapewnienie możliwości skoordynowanego podłączenia jednostki do głównego rurociągu. Wykonane obliczenia pomogą określić jego długość i wielkość rur, a także rodzaj grzejników i parametry pompy obiegowej.
Obliczanie mocy cieplnej
W szacunkowych obliczeniach stosuje się również specjalny współczynnik (wydajność), wskazujący ilość zużytego ciepła. Wyznaczany jest jako stosunek energii użytecznej do mocy strat ciepła i wyrażany jest w procentach.
Ilość energii zużywanej na lokale zależy od ich cech konstrukcyjnych. Ten sam wskaźnik dla akumulatorów zależy od materiałów użytych do ich produkcji i cech konstrukcyjnych.
Dokładniejsze obliczenia termiczne
Właściwy wybór urządzeń grzewczych jest możliwy dopiero po zapoznaniu się z procedurą obliczania mocy cieplnej wymaganej w każdym konkretnym przypadku. Formuła użyta do jej określenia wygląda dokładnie tak: P = V∆TK = kcal / godzina:
- V - objętość ogrzewanego pomieszczenia mierzona w metrach sześciennych.
- Т - różnica pomiędzy temperaturą powietrza na zewnątrz i wewnątrz pomieszczenia.
- DO - współczynnik strat ciepła.
Ta ostatnia wartość zależy od materiału ścian. Na podstawie pomiarów przeprowadzonych przez specjalistów dla nieizolowanej konstrukcji drewnianej wynosi 3,0-4,0. Dokładne wartości DO dla różnych opcji izolacji podano poniżej:
- Dla budynków z muru pojedynczego i o uproszczonych konstrukcjach okien i dachów (tzw. „prosta” izolacja termiczna) K = 2,0-2,9.
- Izolacja średniej jakości (K = 1,0-1,9). Jest to typowa konstrukcja, czyli podwójny mur, dach z tradycyjnym dachem, ograniczona liczba okien.
- Wysokiej jakości izolacja (K=0,6-0,9), przy założeniu ścian ceglanych ze wzmocnioną izolacją termiczną, niewielką liczbą okien z podwójnymi ramami, solidną podstawą podłogową i dachem z niezawodnymi izolatorami termicznymi.
Jako przykład rozważone zostanie dokładne obliczenie mocy ogrzewanego pomieszczenia o objętości 5 x 16 x 2,5 = 200 metrów sześciennych. ∆Т definiuje się jako różnicę między wskaźnikiem na zewnątrz -20 ° С a wewnątrz pomieszczenia +25 ° С. Akceptowana jest opcja o średniej właściwej izolacji termicznej (K = 1-1,9). Dla średnich warunków pracy przyjmujemy 1,7.Obliczamy: 200 x 45 x 1,7 = 15 300 kcal/godz. Opierając się na tym, że 1 kW = 860 kcal/godz., w końcu mamy: 15 300\860 = 17,8 kW.
