Scelta di una caldaia per riscaldamento: come calcolare la potenza della caldaia

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Gli sviluppatori privati ​​saranno probabilmente interessati a come calcolare correttamente la potenza delle apparecchiature di riscaldamento. L’articolo illustrerà ai lettori le basi della metodologia dei calcoli dell’ingegneria del calore, in modo che l’acquisto di una caldaia non risulti inutilmente costoso e la casa in inverno sia troppo fredda.

Scelta di una caldaia per riscaldamento: come calcolare la potenza della caldaia

Cosa determina la potenza richiesta

Ogni edificio è unico a causa dei processi di ingegneria termica che si svolgono al suo interno. Quando si sceglie una potenza della caldaia, gli indicatori più interessanti sono le perdite di calore. A rigor di termini, la potenza della caldaia deve essere equivalente alla quantità di calore che esce dalla casa a causa della differenza di temperatura tra i due ambienti. Esistono diverse aree principali con i più alti tassi di perdita:

  1. Tetto e solaio – fino al 30%.
  2. Pareti e pavimenti – fino al 50%.
  3. Finestre e porte – 15%.
  4. Ventilazione – 5-10%.

Scelta di una caldaia per riscaldamento: come calcolare la potenza della caldaia

Per impostare valori quantitativi di perdita di calore, è possibile utilizzare tutti i tipi di calcolatori. I dati più precisi sono calcolati da singoli calcoli, per i quali sono di fondamentale importanza:

  1. Spessore e materiale di pareti, pavimenti.
  2. Differenza di temperatura tra aria esterna ed interna.
  3. L’area dei muri di cinta.
  4. Numero di porte e finestre, tipo di unità di vetro.
  5. Capacità di ventilazione.
  6. La profondità del congelamento del suolo, i carichi medi del vento sulla casa e altri fattori.

Esistono due modi per raggiungere la potenza nominale richiesta per mantenere una temperatura confortevole all’interno dell’edificio. Il primo consiste in un aumento quasi illimitato della capacità delle apparecchiature di riscaldamento. La seconda opzione implica uno studio dettagliato delle caratteristiche tecniche termiche della casa, il calcolo del valore delle perdite di calore per ciascun piano chiuso e l’eliminazione fattibile delle perdite. In quest’ultimo aspetto, la ricerca di imaging termico dei locali e della casa nel suo complesso sta diventando sempre più rilevante..

Scelta di una caldaia per riscaldamento: come calcolare la potenza della caldaia

Calcolo delle perdite di calore dell’edificio

L’essenza del calcolo dell’ingegneria del calore sarà più semplice da spiegare usando l’esempio di un edificio a un piano piuttosto primitivo. I dati iniziali sono i seguenti:

  1. Superficie totale della casa: 100 m2.
  2. Altezza del soffitto: 2,5 m.
  3. Pareti: calcestruzzo aerato 30 cm.
  4. Sovrapposizione: trave di legno di 25 cm di spessore con imbottitura in lana minerale con una densità di 60 kg / m3.
  5. Isolamento termico: esterno, polistirolo espanso spessore 50 mm.
  6. Ventilazione: ricambio d’aria fino a 40 m3 tra un’ora.
  7. Pavimento: cemento monolitico con riempimento a terra di 20 cm di argilla espansa frantumata.

Temperatura desiderata all’interno della casa: 23-25 ​​° С, nella regione la temperatura media di gennaio è -5 …- 6 ° С. Poiché il calcolo viene eseguito per determinare la potenza massima del sistema di riscaldamento, è necessario correlare questi dati con la temperatura più bassa che si verifica durante l’anno. Diciamo che è -25 ° С, il calcolo per questo valore verrà eseguito in parallelo.

Scelta di una caldaia per riscaldamento: come calcolare la potenza della caldaia

Per comodità, divideremo la casa in quattro zone di 25, 35 e 40 m2, usando come guida i contorni delle partizioni interne. Questa suddivisione dei calcoli in piccole fasi semplifica anche il processo..

In un’area di 25 m2 ci sono due pareti esterne, la loro superficie totale è di 26,9 m2. Inoltre, abbiamo quasi 25 m2 piano e lo stesso soffitto. Per ogni tipo di involucro edilizio, calcoliamo individualmente utilizzando la formula:

  • Qsudore = S x (? T) x (1 + Qext1 + Qext2 + … + QADDN) x Kpose / Rorco

Qui: S è l’area di una recinzione uniforme (m2).

Qext – la quota di perdite aggiuntive: attraverso la ventilazione, l’apertura di porte o ponti freddi, anche con soffitti superiori a 4 m. Il valore è condizionato, il valore totale dell’ordine di 1,5-2 darà un buon “margine di sicurezza”.

PERpose – valore tabellare del coefficiente di posizione (posizione) della struttura di progetto relativa all’aria esterna. In calcoli approssimativi, è preso uguale a 1, a seconda dell’orientamento del muro, varia da 1,05 a 1,1.

Rorco – resistenza al trasferimento termico, ogni materiale è diverso (m2Kelvin / W).

Scelta di una caldaia per riscaldamento: come calcolare la potenza della caldaia

Sostituendo i valori che conosciamo nella formula, otteniamo:

  1. Per piano Qsudore = 25 x 14 x 1.22 x 1.06 / 0.853 = 0.53 kWh per temperatura media (0.72 kWh per minimo).
  2. Per soffitto Qsudore = 25 x 27 x 1.95 x 1 / 1.3 = 1.01 kWh per temperatura media (1.76 kWh per minimo).
  3. Per pareti Qsudore = 26,9 x 30 x 1,85 x 1,05 / 1,12 = 1,44 kWh per temperatura media (2,33 kWh per minimo).

Di conseguenza, la perdita di calore totale della prima zona è di 2,98 kWh. Evitando ulteriori calcoli, aumenteremo proporzionalmente la perdita di calore della stanza di 25 m2 quattro volte, dopo aver ricevuto 11,92 kWh di media e 19,24 kWh di massima perdita di calore per l’intera casa. Quest’ultimo, infatti, è la potenza desiderata della caldaia di riscaldamento (molto vicina alla realtà), ma non tutto è così semplice.

Tipi di energia – quali sono le differenze

Se non sei pronto o non vuoi fornire riscaldamento geotermico alla tua casa, ci sono poche opzioni per scegliere un vettore energetico: elettricità, gas o combustibile solido. Per quanto riguarda gli ultimi due, una cosa può essere affermata in modo inequivocabile: l’attrezzatura della caldaia su di essi ha la capacità di convertire solo una certa parte del combustibile in calore utile, il resto è sprecato.

Scelta di una caldaia per riscaldamento: come calcolare la potenza della caldaia

Ci sono diverse ragioni per questo: combustione incompleta del combustibile, perdita di parte del calore con prodotti di combustione, guasti dell’automazione, con conseguente surriscaldamento inerziale. Pertanto, fino a un terzo del denaro speso per il riscaldamento a gas viene sprecato, i combustibili solidi presentano perdite ancora più elevate.

Le caldaie elettriche sono prive di questo inconveniente: quanti chilowatt di potenza mancava il cavo di ingresso, quasi la stessa quantità è rimasta all’interno della casa, perché la conversione di energia viene eseguita con un’efficienza del 99% per quasi tutti i tipi di riscaldatori.

Scelta di una caldaia per riscaldamento: come calcolare la potenza della caldaia

Cosa determina l’efficienza della caldaia

Prima di tutto, dal download corretto. Per le apparecchiature a gas, questa è la capacità del bruciatore, per le apparecchiature a combustibile solido – la massa di carburante nella fornace. Selezionare in modo ottimale la quantità di combustibile in modo tale che tutto il calore della sua combustione possa essere assorbito dagli scambiatori di calore.

È molto importante capire che quanto più la potenza nominale della caldaia è vicina al picco, tanto maggiore è il trasferimento di calore incompleto pronunciato e la combustione chimicamente difettosa. È ottimale selezionare una potenza della caldaia superiore del 20-25% rispetto al picco previsto, in modo che l’apparecchiatura non funzioni in modalità di forzatura potenziata.

Scelta di una caldaia per riscaldamento: come calcolare la potenza della caldaia

Molto dipende anche dal design della caldaia. Le unità moderne offrono protezione contro la dispersione di calore attraverso il corpo, l’ambiente continuo del forno con un refrigerante e schemi di controllo automatico altamente efficienti. Non dimenticare anche l’importanza del controllo della spinta: la maggior parte del carburante non si esaurisce a causa della mancanza di ossigeno.

Automazione e apparecchiature ausiliarie

Dipende da te: solo per aumentare la potenza della caldaia o cercare di migliorarne l’efficienza. Quest’ultimo può essere ottenuto installando l’automazione, che riscalderà il refrigerante nei momenti ottimali di differenza di temperatura elevata, mantenendo una temperatura dell’aria costante. L’efficienza del riscaldamento dell’acqua nel sistema può anche essere aumentata mediante circolazione forzata e sovrapressione..

Scelta di una caldaia per riscaldamento: come calcolare la potenza della caldaia

Esiste un considerevole arsenale di mezzi per l’utilizzo del calore residuo – tutti i tipi di recuperatori ed economizzatori. Possiamo affermare con certezza che tali apparecchiature per caldaie funzionano bene con capacità superiori a 40 kW, ma anche su scala ridotta, l’apparecchiatura può essere abbastanza efficace..

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