Расчет мощности котла отопления: Расчет мощности котла отопления. Подбор мощности. Калькулятор

Содержание

Расчет мощности котла отопления, давление, кпд, мощность для дома

Отопительный котел – это основа системы отопления, это основной прибор, производительность которого будет определять возможность коммуникационной сети обеспечивать дом количеством тепла, которое необходимо. И если произвести расчет мощности котла отопления грамотно и правильно, то это исключит возникновение лишних расходов, которые связаны с покупкой приборов и их работой. Подобранный по предварительным вычислениям котел будет работать с такой теплоотдачей, которая заложена в него производителем – это будет способствовать сохранению его технических параметров.

Напольный котел отопления

На чем основывается расчет?

Расчет мощности котла отопления – это важный момент. Мощность, как правило, можно сравнить со всей теплоотдачей отопительной системы, которая будет обеспечивать дом с определенными размерами, с заданным количеством этажей, теплотехническими свойствами.

Чтобы обустроить одноэтажный загородный или частный дом, не понадобится совсем уж мощный котел отопления.

Так, в расчетах производительности котла для автономного дома площадь – это основной параметр, если рассматривать теплотехнику здания в соответствии с климатом региона. Так, площадь дома – это важнейший параметр, чтобы произвести расчет котла для отопления.

Характеристики, которые будут влиять на расчет

Те, кто хотят произвести расчет котла для отопления дома с максимальной точностью, могут использовать методику, которую предоставляет СНиП II-3-79. В данном случае профессиональные расчеты будут учитывать следующие факторы:

  • Среднестатистическая температура региона в самое холодное время.
  • Изоляционные свойства материалов, которые использовались для постройки ограждающих конструкций.
  • Вид разводки отопительного контура.
  • Соотношение площади несущих конструкций и проемов.
  • Отдельные сведения о каждой комнате.

План дома — один из основных документов для проведения расчета мощности котла

Как рассчитать мощность котла отопления? Чтобы выполнить точнейшие расчеты, применяется даже такая информация, как данные о единицах бытовой и цифровой техники, — ведь все это тоже каким-то образом выделяет тепло в помещения.

Однако заметим, что не каждый владелец отопительной системы требует профессиональных расчетов – обычно принято приобретать автономные контуры отопления с приборами с запасом мощности.

Так, кпд котлов отопления может быть выше расчетных значений, тем более – они, как правило, округляются.

Что учитывается в обязательном порядке?

Как посчитать мощность котла отопления, какие данные должны присутствовать в обязательном порядке? Следует запомнить одно правило: каждые 10 кв.м коттеджа с изоляционными характеристиками,  стандартным пределом высоты потолка (до 3 м) будут требовать примерно 1 кВт для отопления. К мощности котла, который предназначен для совместной работы в обогреве и горячем водоснабжении, нужно будет добавить не меньше 20%.

Мощность котла в зависимости от площади дома

Автономные контур отопления, который имеет нестабильное давление в котле отопления, нужно будет снабдить прибором, чтобы его запас мощности был выше, чем расчетное значение не менее, чем на 15 процентов. К мощности котла, который обеспечивает отопление и горячее водоснабжение, требуется добавить 15%.

Учитываем теплопотери

Отметим, что независимо от того, рассчитывается ли мощность электрического котла, котла на газу, на дизеле или на дровах, — в любом случае, работу отопительной системы будут сопровождать потери тепла:

Рекомендуем к прочтению:

  • Необходимо проветривание помещений, однако если окна будут открыты постоянно, то дом потеряет около 15% энергии.
  • Если стены слабо утеплены, то уйдет 35% тепла.
  • Через оконные проемы будет уходить 10% тепла, а если рамы старого образца – то еще больше.
  • Если пол не утеплен, то в подвал или землю будет отдано 15% тепла.
  • Через крышу уйдет 25% тепла.

Перед тем, как расчитать котел отопления, следует учесть, что если имеет место хоть один из этих факторов, то следует отобразить это в расчетах.

Теплопотери дома

Простейшая формула

Теплотехнические расчеты в любом случае должны будут быть округлены, а также увеличены для того чтобы обеспечить запас мощности. Именно поэтому для того, как определить мощность котла отопления, можно будет использовать очень простую формулу:

W = S*Wуд.

Здесь S – это общая площадь отапливаемого здания, которая учитывает жилые и бытовые комнаты в кВ.м.

W – это мощность отопительного котла, кВт.

Wуд. – это среднестатистическая удельная мощность, данный параметр применяется для расчетов с учетом определенной климатической зоны, кВт/кв.м. И стоит заметить, что данная характеристика основана на многолетнем опыте работы разных систем отопления в регионах. И когда мы умножаем площадь на этот показатель, то получим усредненное значение мощности. Его нужно будет корректировать на основе особенностей, которые перечислены выше.

Пример расчета

Рассмотрим пример, используя калькулятор мощности котла отопления. Природный газ выступает самым доступным топливом, которое используется в России. По этой причине оно настолько распространено и востребовано. Поэтому сделаем расчет мощности газового котла. А в качестве примера возьмем частный дом с площадью 140 кв.м. Территория – Краснодарский край. Также в примере учитываем, что наш котел будет обеспечивать не только отопление дома, но и сантехнические приборы водой. Расчеты будем делать для системы с естественной циркуляцией, давление здесь не будет поддерживаться насосом циркуляции.

Удельная мощность – 0.85 кВт/кв.м.

Рекомендуем к прочтению:

Так, 140 кв.м/10 кв.м = 14 – это промежуточный коэффициент расчетов. Он будет предусматривать условие, что на каждые 10 кв.м отапливаемых помещений потребуется 1 кВт тепла, которое будет давать котел.

14 * 0.85 = 11.9 кВт.

Мы получаем тепловую энергию, которая будет нужна дому, которые имеет стандартные теплотехнические свойства. Чтобы обеспечить горячее водоснабжение для душа, раковины – будем добавлять еще 20%.

11.9 + 11.9 * 0.2 = 14.28 кВт.

Мы не используем циркуляционный насос, поэтому нам следует помнить, что давление здесь может быть нестабильным. Поэтому мы должны добавить еще 15% для обеспечения запаса теплоэнергии.

14.28 + 11.9 * 0.15 = 16.07 кВт.

Также следует помнить, что будут некоторые утечки тепла. Именно поэтому мы должны округлить наш результат к большему значению. Таким образом, нам потребуется отопительный котел с мощностью минимум 17 кВт.

Как правило, расчет мощности котла отопления осуществляется еще на этапе проектирования здания. Ведь для того чтобы система отопления работала эффективно, требуются специфические условия – обустройство топочного помещения, снабжение помещений дымоходом и вентиляцией.

Расчет мощности твердотопливных котлов отопления


Для того чтобы выбрать котёл, работающий на твёрдом топливе, необходимо обратить внимание на мощность. Данный параметр показывает, какое количество тепла может создать конкретное устройство при подключении к системе отопления. От этого напрямую зависит, можно ли с помощью такого оборудования обеспечить дом теплом в нужном количестве или нет.


Например, в помещении, где установлен пеллетный котёл с небольшой мощностью, будет в лучшем случае прохладно. Также не лучшим вариантом является установка котла с избыточной мощностью, потому что он постоянно будет работать в экономном режиме, а это заметно снизит показатель КПД.


Итак, чтобы выполнить расчет мощности котла для отопления частного дома, вам нужно следовать определенным правилам.


Содержание:

  1. Как рассчитать мощность отопительного котла, зная объём отапливаемого помещения
  2. Как рассчитать, сколько тепла необходимо для нагрева воды
  3. Подбор котла по площади частного дома. Как произвести расчёт?
  4. Расчёт реальной мощности котла длительного горения на примере «Купер ПРАКТИК-8»
  5. Сколько энергии дают разные типы горючего

Как рассчитать мощность отопительного котла, зная объём отапливаемого помещения?


Тепловая мощность котла определяется по формуле:


Q = V × ΔT × K / 850

  • Q – количество тепла в кВт/ч
  • V – объём отапливаемого помещения в кубометрах
  • ΔT – разница между температурой снаружи и внутри дома
  • К – коэффициент потери тепла
  • 850 – число, благодаря которому произведение трёх вышеуказанных параметров можно перевести в кВт/ч


Показатель К может иметь следующие значения:

  • 3-4 – если конструкция здания упрощённая и деревянная или если оно сделано из профлиста
  • 2-2,9 – у помещения небольшая теплоизоляция. Такое помещение имеет простую конструкцию, длина 1 кирпича равна толщине стены, окна и крыша имеют упрощённую постройку
  • 1-1,9 – конструкция здания считается стандартной. У таких домой двойная кирпичная вкладка и мало простых окон. Кровля крыши обычная
  • 0,6-0,9 – конструкция здания считается улучшенной. Такое здание имеет окна с двойными стеклопакетами, основа пола толстая, стены кирпичные и имеют двойную теплоизоляцию, крыша имеет теплоизоляцию, сделанную из хорошего материала


Ниже приведена ситуация, в которой подбирается котел отопления по объему отапливаемого помещения.


Дом имеет площадь 200 м², высота его стен 3 м, теплоизоляция является первоклассной. Показатель температуры окружающего воздуха рядом с домом не падает ниже -25 °С. Получается, что ΔT = 20 — (-25) = 45 °С. Получается, чтобы узнать количество тепла, которое требуется для отопления дома, необходимо произвести следующий расчёт:


Q = 200 × 3 × 45 × 0,9/850 = 28,58 кВт/ч


Полученный результат пока что не следует округлять, ведь к котлу может быть еще подключена система горячего водоснабжения.


Если вода для мытья нагревается другим способом, то результат, который получен самостоятельно не нуждается в корректировке и эта стадия расчёта является завершающей.

Как рассчитать, сколько тепла необходимо для нагрева воды?


Чтобы произвести расчет расхода тепла в этом случае необходимо самостоятельно прибавить к предыдущему показателю расход тепла для горячего водоснабжения. Для его расчета можно воспользоваться следующей формулой:


Qв = с × m × Δt

  • с – удельная теплоёмкость воды, которая всегда равна 4200 Дж/кг·К,
  • m – масса воды в кг
  • Δt – разница температуры нагретой воды и поступающей воды из водопровода.


К примеру, среднестатистическая семья в среднем потребляет 150 л тёплой воды. Теплоноситель, который нагревает котёл имеет температуру равную 80 °С, а температура воды, поступающей из водопровода равна 10 °С, тогда Δt = 80 — 10 = 70 °С.


Следовательно:


Qв = 4200 × 150 × 70 = 44 100 000 Дж или 12,25 кВт/ч


После необходимо поступить следующим образом:

  1. Допустим, нужно нагреть 150 л воды за один раз, значит ёмкость косвенного теплообменника равна 150 л, следовательно, к 28,58 кВт/ч необходимо прибавить 12,25 кВт/ч. Делается потому что показатель Qзаг меньше 40,83, следовательно, в помещении будет прохладнее ожидаемых 20 °С.
  2. В случае, если нагрев воды происходит порционно, то есть ёмкость косвенного теплообменника составляет 50 л, показатель 12,25 нужно разделить на 3 и далее прибавить самостоятельно к 28,58. После этих расчётов Qзаг равен 32,67 кВт/ч. Полученный показатель это и есть мощность, котла, которая необходима для отопления помещения.

Подбор котла по площади частного дома. Как произвести расчёт?


Такой расчёт является более точным, потому что учитывает огромное количество нюансов. Производится он по следующей формуле:


Q = 0,1 × S × k1 × k2 × k3 × k4 × k5 × k6 × k7

  1. 0,1 кВт – норма необходимого тепла на 1 м².
  2. S – площадь помещения, которое нужно отопить.
  3. k1 показывает тепло, которое потерялось из-за строения окон, и имеет следующие показатели:

  • 1,27 – у окна одинарное стекло
  • 1,00 – окно со стеклопакетом
  • 0,85 – у окна тройное стекло

  1. k2 показывает, тепло которое потерялось из-за площади окна (Sw). Sw относится к площади пола Sf. Его показатели следующие:

  • 0,8 — при Sw/Sf = 0,1;
  • 0,9 — при Sw/Sf = 0,2;
  • 1,0 — при Sw/Sf = 0,3;
  • 1,1 — при Sw/Sf = 0,4;
  • 1,2 — при Sw/Sf = 0,5.

  1. k3 показывает утечку тепла сквозь стены. Может быть следующим:

  • 1,27 – некачественная теплоизоляция
  • 1 – стена дома имеет толщину 2-ух кирпичей или утеплитель толщиной 15 см
  • 0,854 – хорошая теплоизоляция

  1. k4 показывает количество потерянного тепла из-за температуры снаружи здания. Имеет следующие показатели:

  • 0,7, когда tз = -10 °С;
  • 0,9 для tз = -15 °С;
  • 1,1 для tз = -20 °С;
  • 1,3 для tз = -25 °С;
  • 1,5 для tз = -30 °С.

  1. k5 показывает сколько тепла потерялось из-за наружных стен. Имеет следующие значения:

  • 1,1 в здании 1 внешняя стена
  • 1,2 в здании 2 внешних стены
  • 1,3 в здании 3 внешних стены
  • 1,4 в здании 4 внешних стены

  1. k6 показывает количество тепла, которое необходимо дополнительно и зависит от высоты потолка (Н):

  • 1 — для высоты потолка 2,5 м;
  • 1,05 — для для высоты потолка 3,0 м;
  • 1,1 — для высоты потолка 3,5 м;
  • 1,15 — для высоты потолка 4,0 м;
  • 1,2 — для для высоты потолка 4,5 м.

  1. k7 показывает сколько тепла была потеряно. Зависит от типа постройки, которая расположена над отапливаемым помещением. Имеет следующие показатели:

  • 0,8 отапливаемое помещение;
  • 0,9 тёплый чердак;
  • 1 холодный чердак.


В качестве примера возьмем те же исходные условия, кроме параметра окон, которые имеют тройной стеклопакет и составляют 30% от площади пола. Постройка имеет 4 наружных стены, а сверху над ней расположен холодный чердак.


Тогда расчет будет выглядеть так:


Q = 0,1 × 200 × 0,85 × 1 × 0,854 × 1,3 × 1,4 × 1,05 × 1 = 27,74 кВт/ч


Данный показатель необходимо увеличить, для этого нужно самостоятельно добавить количество тепла, которое требуется для ГВС, если она подключена к котлу.


Если нет необходимости выполнять точные расчеты, то можно воспользоваться универсальной таблицей. С помощью нее можно определить мощность котла по площади дома. Например, для отопления помещения 150 кв м подойдет котел с мощностью 19 кВт, а для отопления 200 кв.м. потребуется уже 22 кВт.


Вышеприведённые методы очень полезны, рассчитать мощность котла для отопления дома.

Расчёт реальной мощности котла длительного горения на примере «Куппер ПРАКТИК-8»


Конструкция большинства котлов рассчитана под конкретный вид топлива, на котором будет работать это устройство. В случае использования для котла другой категории топлива, которая не переназначена для него, КПД значительно сократиться. Также необходимо помнить о возможных последствиях использования того топлива, которое не предусмотрено производителем котельного оборудования.


Теперь продемонстрируем процесс расчёта на примере котла «Теплодар», модель «Куппер ПРАКТИК-8». Это оборудование предназначено для системы отопления жилых домов и других помещений, которые имеют площадь меньше, чем 80 м². Также этот котёл является универсальным и может работать не только в закрытых системах отопления, но и в открытых с принудительной циркуляцией теплоносителя. Данный котел обладает следующими техническими характеристиками:

  1. возможность использовать в качестве топлива дрова;
  2. в среднем за час, он сжигает 10 дров;
  3. мощность данного котла составляет 80кВт;
  4. загрузочная камера имеет объём 300л;
  5. КПД равен 85%.


Допустим, что для отопления помещения хозяин использует в качестве топлива дрова осинового дерева. 1 кг данного вида дров даёт 2,82 кВт/ч. За один час, котёл потребляет 15кг дров, следовательно, он выдаёт тепла 2,82 × 15 × 0,87 = 36,801 кВт/ч тепла (0,87 является КПД).


Этого оборудования недостаточно для отопления помещения, которое имеет теплообменник объёмом 150 л, но если ГВС имеет теплообменник объёмом 50 л, то мощности данного котла будет вполне достаточно. Для того чтобы получить нужный результат 32,67 кВт/ч необходимо потратить 13,31 кг осиновых дров. Производим расчёт по формуле (32,67 / (2,82 × 0,87) = 13,31). В данном случае необходимое тепло было определённо методом расчёта по объёму.


Также можно произвести самостоятельный расчёт и узнать время, которое потребуется котлу для того, чтобы сжечь все дрова. 1 л дров осиного дерева имеет вес 0,143 кг. Следовательно, в отделении для загрузки поместится 294 × 0,143 = 42 кг дров. Столько дров будет достаточно для поддержания тепла более чем 3 часа. Это слишком непродолжительное время, поэтому в данном случае необходимо найти котёл, у которого размер топки в 2 раза больше.


Также можно поискать топливный котёл, который рассчитан на несколько видов топлива. Например, котёл от того же производителя «Теплодар», только модели «Куппер ПРО-22», который может работать не только на дровах, но и на углях. В данном случае при использовании разных видов топлива будет разная мощность. Расчёт проводится самостоятельно, учитывая эффективность каждого вида топлива отдельно, а позже выбирается наилучший вариант.

Сколько энергии дают разные типы горючего?


В данном случае показатели будут следующие:

  1. При сгорании 1 кг высушенных опилок или небольшой стружки хвойного дерева выдача 3,2 кВт/ч. При условии, что 1 л высушенных опилок весит 1,100 кг.
  2. Ольха имеет более высокую теплоотдачу и даёт 3 кВт в час, при весе 300 грамм.
  3. Деревья, которые относятся к видам твердолиственных, дают 1 кВт, имея вес 300 грамм.
  4. Уголь из камня даёт почти 5 кВт, при весе 400 грамм.
  5. Торф из Белоруссии даёт 2 кВт, при весе в 340 грамм.


Некоторые производители топлива в информации пишут срок сгорания одной загрузки, но не предоставляют информацию о том, сколько топлива выгорает за 1 час.


В такой ситуации необходимо произвести дополнительные расчёты:

  • Определить максимальную массу горючего, которая способна уместиться в отделении для загрузки горючего.
  • Узнать, сколько тепла может отдать котёл, работающий на данном виде сырья;
  • Какая уровень теплоотдачи будет за 1 час. Данное число необходимо самостоятельно разделить на тот период, за который выгорит всё количество дров.


Подводя итог, можно сказать, что данные, которые будут получены в результате всех расчётов, и будут показывать настоящую мощность твердотопливного котельного оборудования, которую он сможет выдать в течение 1 часа.


Онлайн-калькулятор расчёта мощности котла отопления

Мощность котла является одной из важнейших характеристик отопительного оборудования. Избыток мощности скажется переплатой за котел, недостаток – невозможностью оборудования отопить жилую площадь или нагреть воду в системе ГВС. Поэтому перед выбором котла предлагаем прикинуть его параметры не без помощи нашего онлайн-калькулятора для расчета мощности котла отопления. Попробуем разобраться со значениями, которые вам придется ввести для получения достоверного результата.

Внутренняя температура помещения, С (обычно 20 или 21 С)

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, С (по СП 131. 13330.2012 Строительная климатология) значение вводить со знаком «-»

Количество этажей

12345

Высота потолков, м

Перекрытие ниже

ФундаментДеревянные полы над подваломПредыдущий этаж

Перекрытие выше

Чердачные перекрытияСледующий этаж

Наружные стены

Кирпичная стена в 1 кирпич (25 см)Кирпичная стена в 1,5 кирпича (38 см)Кирпичная стена в 2 кирпича (51 см)Кирпичная стена в 2,5 кирпича (64 см)Кирпичная стена в 3 кирпича (76 см)Сруб из бруса толщиной 10 смСруб из бруса толщиной 15 смСруб из бруса толщиной 20 смСруб из бревен d=20 смСруб из бревен d=25 смКаркасная (доска+минвата+доска)-20 смПенобетон толщиной 20 смПенобетон толщиной 30 смГазобетон D400 толщиной 15 смГазобетон D400 толщиной 20 смГазобетон D400 толщиной 25 смГазобетон D400 толщиной 30 смГазобетон D400 толщиной 30 см + 0,5 кирпичаГазобетон D400 толщиной 37.5 смГазобетон D400 толщиной 40 смГазобетон D500 толщиной 37.5 смГазобетон D600 толщиной 32 смКерамзитобетонные блоки (40 cм) + 1 кирпич (12 см)Термоблоки толщиной 25 смКерамические блоки Супертермо, 57 смURSA PUREONE 34 RN, 10 см

Размеры в плане:
Длина, м

Длина 1 стены, м

Длина 2 стены, м

Длина 3 стены, м

Длина 4 стены, м

Тип окон

Обычное окно с двойными рамамиСтеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-16-4Стеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-Ar16-4Стеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-16-4КСтеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-Ar16-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-6-4-6-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar6-4-Ar6-4Двухкамерный стеклопакет — 4-6-4-6-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar6-4-Ar6-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-8-4-8-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar8-4-Ar8-4Двухкамерный стеклопакет — 4-8-4-8-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar8-4-Ar8-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-10-4-10-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar10-4-Ar10-4Двухкамерный стеклопакет — 4-10-4-10-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar10-4-Ar10-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-12-4-12-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar12-4-Ar12-4Двухкамерный стеклопакет — 4-12-4-12-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar12-4-Ar12-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-16-4-16-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar16-4-Ar16-4Двухкамерный стеклопакет — 4-16-4-16-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar16-4-Ar16-4К

Количество окон данного типа

Ширина окна, м

Высота окна, м

Тип окон

Обычное окно с двойными рамамиСтеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-16-4Стеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-Ar16-4Стеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-16-4КСтеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-Ar16-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-6-4-6-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar6-4-Ar6-4Двухкамерный стеклопакет — 4-6-4-6-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar6-4-Ar6-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-8-4-8-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar8-4-Ar8-4Двухкамерный стеклопакет — 4-8-4-8-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar8-4-Ar8-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-10-4-10-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar10-4-Ar10-4Двухкамерный стеклопакет — 4-10-4-10-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar10-4-Ar10-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-12-4-12-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar12-4-Ar12-4Двухкамерный стеклопакет — 4-12-4-12-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar12-4-Ar12-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-16-4-16-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar16-4-Ar16-4Двухкамерный стеклопакет — 4-16-4-16-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar16-4-Ar16-4К

Количество окон данного типа

Ширина окна, м

Высота окна, м

Тип окон

Обычное окно с двойными рамамиСтеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-16-4Стеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-Ar16-4Стеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-16-4КСтеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-Ar16-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-6-4-6-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar6-4-Ar6-4Двухкамерный стеклопакет — 4-6-4-6-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar6-4-Ar6-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-8-4-8-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar8-4-Ar8-4Двухкамерный стеклопакет — 4-8-4-8-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar8-4-Ar8-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-10-4-10-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar10-4-Ar10-4Двухкамерный стеклопакет — 4-10-4-10-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar10-4-Ar10-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-12-4-12-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar12-4-Ar12-4Двухкамерный стеклопакет — 4-12-4-12-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar12-4-Ar12-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-16-4-16-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar16-4-Ar16-4Двухкамерный стеклопакет — 4-16-4-16-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar16-4-Ar16-4К

Количество окон данного типа

Ширина окна, м

Высота окна, м

Температура

Комфорт пребывания в жилом помещении зимой определяется температурой воздуха и его влажностью. Сначала введите значение температуры, которую вы планируете поддерживать дома. Температуру наиболее холодной пятидневки можете посмотреть в СП 131.13330.2012 Строительная климатология, т.к. она привязана к климатической зоне.

Отапливаемые площадь и объем помещений

В качестве теплоносителя, передающего тепло от радиаторов отопления человеку, служит воздух. Логично, что мощность отопительного оборудования во многом зависит от того, какой объем этого воздуха необходимо нагреть и далее поддерживать постоянной его температуру.

Конструктивные элементы здания

В различных постройках и условиях эксплуатации котлы одинаковой мощности дают совершенно разные результаты. Все потому, что потери тепла через стены, перекрытия и окна влияют на общую картину. Чем выше тепловые потери, тем более высокой должна быть поправка мощности отопительного оборудования.

Могут быть непонятны маркировки стеклопакетов. Тут все довольно просто, например, 4-16-4 означает, что зазор между двумя стеклами толщиной 4 мм составляет 16 мм. Буква «К» означает энергосберегающее стекло, «Ar» — камеры заполнены аргоном.

Возникли вопросы? Задавайте их в комментариях ниже – мы обязательно ответим!

Загрузка…

Делаем правильный расчет мощности газового котла отопления

Один из первых параметров, на который обращают внимание, при подборе отопительного оборудования, это производительность. Расчет мощности газового котла отопления, выполняют несколькими способами. От точных подсчетов, зависит комфорт во время эксплуатации.

Как подобрать мощность котла на газе

Расчет мощности газового котла отопления от площади, осуществляется тремя разными способами:

  • Точные теплотехнические расчеты выполняются только после аудита здания на предмет возможных теплопотерь. Для исследования, используют тепловизор. Учитывается месторасположение отапливаемого здания. Вычисления выполняют по сложным теплотехническим формулам.
    1. Минус решения – затраты на оплату услуг специалиста.
    2. Преимущество – максимально точные результаты вычислений.
  • Онлайн – калькулятор – подсчеты выполняются посредством специальной программы. Для получения результатов потребуется ввести данные о теплоизоляции, общем количестве оконных и дверных проемов, толщине стен и т.п.
    Использование онлайн калькулятора, оптимальное решение при расчетах котельного оборудования для бытовых нужд. С его помощью, подбирают теплогенератор с наименьшей погрешностью по производительности, без материальных затрат.
  • Самостоятельные подсчеты на квадратные метры отапливаемого помещения. Чтобы высчитать рабочие параметры, не обязательно пользоваться сложными вычислениями и онлайн калькуляторами.
    Произвести расчет соотношения необходимой мощности газового котла, относительно площади помещения, можно самому, не прибегая к услугам специалистов, без программного обеспечения. Вычисления выполняют по формуле 1 кВт = 10 м². Выбор газового котла с помощью данных расчетов, подходит для помещений со средней степенью теплоизоляции, высотой потолков 2,7 м.

Европейские производители, нередко рассчитывают производительность котельного оборудования от объема помещения. Поэтому, в технической документации, указывается возможность обогрева в м³. Этот фактор учитывают при выборе агрегата, изготовленного в странах ЕС.

Большинство консультантов, продающих отопительное оборудование, самостоятельно подсчитывают необходимую производительность при помощи формулы 1 кВт=10 м². Дополнительные подсчеты, осуществляют по количеству теплоносителя в отопительной системе.

Расчет одноконтурного котла отопления

Как уже замечалось выше, самостоятельные подсчеты рабочих параметров отопительного оборудования, выполняют по формуле 1 кВт =10 м². К полученному результату, добавляют 15-20% запаса, благодаря чему, теплогенератор, даже в сильные морозы, не работает на полную нагрузку, что продлевает срок его эксплуатации.

Для примера, можно подсчитать, какая производительность необходима для газовой котельной в частном доме:

  • Для 60 м² – удовлетворить потребность в тепле сможет агрегат на 6 кВт + 20% = 7,5 киловатт. Если нет модели с подходящим типоразмером производительности, предпочтение отдают отопительному оборудованию с большим значением мощности.
  • Подобным образом выполняют подсчеты для 100 м² – необходимая мощность котельного оборудования, 12 кВт.
  • Для отопления 150 м² нужен газовый котел, мощностью 15 кВт + 20% (3 киловатта) = 18 кВт. Соответственно, для 200 м², требуется котел на 22 кВт.

Данные вычисления подходят исключительно для одноконтурных моделей, не подключенных к бойлеру косвенного нагрева.

Как рассчитать мощность двухконтурного котла

Формула расчета требуемой мощности двухконтурного газового котла по площади отопления и точек водоразбора ГВС, следующая, 10 м² = 1 кВт +20% (запаса мощности) + 20% (на нагрев воды). Получается, что к высчитанной производительности, добавляют сразу 40%.

Мощность двухконтурного газового котла для отопления и нагрева горячей воды для 250 м², составит 25 кВт + 40% (10 киловатт) = 35 кВт. Вычисления подходят для двухконтурного оборудования. Для подсчета производительности одноконтурного агрегата, подключенного к бойлеру косвенного нагрева, используют другую формулу.

Расчет мощности бойлера косвенного нагрева и одноконтурного котла

Чтобы рассчитать необходимую мощность одноконтурного газового котла с бойлером косвенного нагрева, необходимо выполнить следующие действия:

  • Определить какой объем бойлера будет достаточным, чтобы обеспечить потребности жильцов дома.
  • В технической документации к накопительной емкости, указана необходимая производительность котельного оборудования, чтобы поддерживать нагрев горячей воды, без учета необходимого тепла на отопление. Бойлер на 200 литров, в среднем потребует около 30 кВт.
  • Высчитывается производительность котельного оборудования, требуемая для отопления дома.

Полученные цифры складываются. От результата отнимается сумма, равная 20%. Это необходимо сделать по той причине, что, нагрев не будет одновременно работать на отопление и ГВС. Расчет тепловой мощности одноконтурного отопительного котла, с учетом внешнего нагревателя воды для горячего водоснабжения, делается с учетом этой особенности.

Какой запас мощности должен быть у газового котла

Запас производительности рассчитывается в зависимости от конфигурации отопительного оборудования:

  • Для одноконтурных моделей, запас составляет около 20%.
  • Для двухконтурных агрегатов, 20%+20%.
  • Котлы с подключением к бойлеру косвенного нагрева – в конфигурации накопительной емкости, указан необходимый дополнительный запас производительности.

Указанный запас мощности, действителен для помещений до 300 м². Дома с большей площадью требуют проведения грамотных теплотехнических расчетов.

Расчет потребности газа, исходя из мощности котла

Формула расчёта расхода газа, в зависимости от мощности используемого котла, принимает во внимание КПД отопительного оборудования. У стандартных моделей классического отопительных теплогенераторов, коэффициент полезного действия составит 92%, у конденсационных до 108%.

На практике, это означает, что 1 м³ газа, равен 10 кВт тепловой энергии, при условии 100% теплоотдачи. Соответственно, при КПД 92%, затраты топлива составят 1,12 м³, а при 108% не более 0,92 м³.

Методика расчета объема потребленного газа учитывает производительность агрегата. Так, 10 кВт прибор отопления, в течение часа, спалит 1,12 м³ топлива, 40 кВт агрегат, 4,48 м³. Данную зависимость потребления газа от мощности котельного оборудования, учитывают при сложных теплотехнических расчетах.

Соотношение также заложено в онлайн калькуляторы рассчитывающие затраты на отопление. Производители нередко указывают средний расход газа для каждой выпускаемой модели.

Чтобы полностью подсчитать приблизительные материальные затраты на отопление, потребуется рассчитать потребление электроэнергии в энергозависимых котлах отопления. На данный момент, котельное оборудование, работающее на магистральном газе, являются наиболее экономичным способом обогрева.

Для отапливаемых зданий большой площади, вычисления осуществляют исключительно после проведения аудита на предмет теплопотерь здания. В остальных случаях, при вычислениях пользуются специальными формулами или онлайн сервисами.

Расчет мощности котла отопления — основные формулы с примерами

Одним из основных условий комфорта в квартире является отопительная система. А вид этого отопления, наряду с оборудованием для него, должны быть учтены еще на начальных этапах строительства дома. Дабы отопление в доме было максимально эффективным, необходимо правильно рассчитать требуемую мощность котла в зависимости от обогреваемой площади.

Именно о том, как правильно сделать расчет мощности котла отопления, и пойдет речь в сегодняшней статье. Отопительные системы бывают разные, все они имеют свои особенности, которые следует учесть во время вычислений.

Содержание статьи:

Формулы и коэфиценты расчета

До того как приступить непосредственно к расчетам мощности, давайте для начала рассмотрим, какие показатели будут использоваться.

  1. Мощность отопителя на 10 метров квадратных, которая определяется с учетом климатических особенностей конкретного региона (Wуд):
    для городов, расположенных на севере, она составляет примерно 1. 5-2 киловатта;
    — для тех, кто расположен на юге – 0.7-0.9 киловатта;
    — и для городов Московской области – 1.2-1.5 киловатта.
  2. Площадь отапливаемого помещения – обозначается буквой S.

Ниже приведена формула расчета:

Важно! Существует и более простой способ подобных вычислений, в котором Wуд будет равняться единице. Следовательно, мощность котла будет становить 10 киловатт на 100 метров квадратных. Но если делать все таким образом, то к итоговому результату необходимо добавить еще порядка 15%, дабы значение было более объективным.

Таблица мощности и затрат на отопления

Образец расчета

Как мы выяснили, формула для того, чтобы сделать расчет мощности котла отопления, очень простая. Но мы все равно приведем один пример ее практичного использования.

Мы имеем следующие условия. Площадь помещения, которое необходимо будет отопить, составить 100 метров квадратных. Наш регион – Москва, следовательно, удельная мощность составить 1. 2 киловатта. Если мы поставим все это в нашу формулу, то получатся следующие данные.

Как производить расчет мощности различных типов котлов

То, насколько эффективная отопительная система, будет в первую очередь зависеть от того, какого она типа. И, конечно же, на нее будет влиять правильность произведенных расчетов касаемо необходимой мощности отопительного котла. Если же такие расчеты покажут необъективные данные, то в скором будущем вас будут ждать неизбежные проблемы.

Если теплоотдача прибора будет меньше необходимого минимума, то в зимнее время в доме будет холодно. Если же его производительность будет излишней, то это не приведет ни к чему, кроме как к излишним затратам энергии, а следовательно, и ваших денег.

Дабы избежать подобных неприятностей, вам потребуются только знания касаемо того, как рассчитывается мощность котла. Также учтите тот факт, что существуют различные типы отопления, в зависимости от используемого топлива. Вот они:

  1. На твердом топливе.
  2. Электрические.
  3. На жидком топливе.
  4. Газовые.

При выборе той или иной системы люди зачастую основываются на особенностях конкретного региона, а также на стоимости оборудования.

Котлы на твердом топливе

Дабы рассчитать мощность котла на твердом топливе, вы должны учесть особенности, которые характерны для данного типа оборудования.

  1. Относительно низкая популярность.
  2. Потребность в дополнительном пространстве для того, чтобы хранить топливо.
  3. Доступность.
  4. Процедура эксплуатации проходит весьма экономично.
  5. Такие котлы могут функционировать автономно, по крайней мере, большая часть современных приборов предусматривает это.

Помимо этого, еще одним фактором, который нужно учесть, делая расчет мощности котла отопления, является то, что температура получается циклично. Иными словами, в помещении, отапливаемом такой системой, температура в течение дня может колебаться с зазором в 5 градусов.

Важно! Именно по этой причине твердотопливные котлы едва ли можно назвать наилучшими, а если есть возможность, то от их покупки лучше вообще отказаться. Но если такой возможности нет, у вас есть два способа того, как частично оградить себя от таких проблем.

  1. Использовать теплоаккумуляторы, объем которых может достигать 10 метров кубических. Они подсоединяются к системе отопления и существенно сокращают теплопотери, что позитивно сказывается на затратах на отопление.
  2. Соорудить термобаллон, необходимый для контроля подачи воздуха. Благодаря ему время горения увеличивается, а количество топок, следовательно, снижается.

Благодаря всему этому необходимая вам производительность котла снижается. Также все это следует учесть при расчетах.

Электрические котлы

Все котлы, работающие на электрической энергии, отличаются следующими особенностями.

  1. Они компактны.
  2. Топливо для них – электричество – стоит дорого.
  3. Управлять ими крайне просто.
  4. При перебоях в сети возможны проблемы с их функционированием.
  5. Они экологически безопасны.

Собственно, это все, что вам нужно помнить при вычислении необходимой мощности для котла, работающего на электроэнергии.

Котлы на жидком топливе

А теперь поговорим о жидкотопливных котлах. В целом, они характеризуются следующими особенностями.

  1. Такие котлы не являются экологически безопасными.
  2. Для них используется весьма дорогостоящий тип топлива.
  3. Эксплуатация таких котлов отличается простотой и удобством.
  4. Еще одна особенность – повышенная пожаробезопасность.
  5. При их установке вы должны позаботиться о еще одном помещении, в котором в будущем будет храниться топливо.

На этом особенности жидкотопливных котлов закончились.

Газовые котлы

Последний тип котлов, о которых мы поговорим сегодня – это газовые приборы. Они в большинстве своем – наиболее оптимальный вариант при установке системы обогрева. Расчет мощности котлов отопления данного типа невозможно сделать, не учтя следующие его особенности.

  1. Эксплуатация таких котлов отличается простотой и удобством.
  2. Они экономичны.
  3. Они не требуют дополнительного места для того, чтобы хранить топливо.
  4. Стоимость самого топлива для них (газа) относительно невысокая.
  5. Наконец, их эксплуатация отличается повышенной безопасностью.

Все, с котлами мы более-менее разобрались, теперь порассуждаем о том, как вычислить мощность для радиаторов в отопительной системе.

Как рассчитывается мощность радиаторов

Давайте припустим, что вы, к примеру, намерились установить отопительные радиаторы своими руками. Разумеется, их предварительно следует приобрести. Более того, при покупке вы должны выбрать именно ту модель, которая вам больше всего подойдет.

Все вычисления касаемо радиаторов также довольно просты. В качестве примера мы будем рассматривать комнату, площадь которой будет составлять 14 метров квадратных, а высота – 3 метра.

Читайте так же, о том как рассчитать количество секций радиатора

  1. Прежде всего, нам необходимо определить объем данной комнаты. Для этого нужно умножить высоту комнаты на ее площадь, в итоге мы получаем 42 метра кубических.
  2. Важно! Вам следует учесть тот факт, что для отопления одного кубометра в средней полосе нашей страны требуется примерно 41 ватт.

  3. Получается, что для того чтобы определить производительность радиаторов, мы должны умножить эту мощность (это 41 ватт) на общий объем помещения. Что у нас получается? Все правильно – 1 722 ватта.
  4. Идем дальше. Теперь нам нужно определить, какое количество секций должно быть у радиатора. Это очень легко сделать, и все потому, что теплоотдача у любого радиатора, будь он изготовлен из алюминия или биметаллических сплавов, равняется 150 ваттам.
  5. Именно по этой причине полученную ранее производительность требуется поделить на 150. Округляем полученную цифру до 11 – получаем нужную нам производительность.
  6. Не забываем прибавить еще 15% к полученной нами цифре. Эта нехитрая манипуляция позволит вас сгладить рост требуемой производительности в периоды, когда морозы особенно суровы. После этого у нас получается 1.68, но мы, опять же, округляем этот показатель до 2.
  7. Наконец, добавляем 2 до 11 – и у нас получается 13, следовательно, для нашей комнаты на 14 метров квадратных необходимы радиаторы по 13 секций каждый.

В качестве заключения

Вот мы с вами и выяснили, как правильно производится расчет мощности котла отопления, захватив сюда и радиаторы. Если вы будете четко следовать этим советам, то в итоге у вас будет весьма эффективная отопительная система, которая в то же время не будет отличаться «расточительностью». На этом все, удачи вам и теплых зим!

Расчет мощности котла для отопления дома – калькулятор онлайн

Мощность котла – производительность генератора тепла, которая измеряется в Ваттах. Этот параметр всегда указывается на приборе производителем. Примерный расчет мощности котла позволяет подобрать оборудование, которое сможет обеспечить эффективную работу системы отопления. Для вычисления этого показателя существуют формулы, но гораздо легче использовать онлайн калькулятор на сайте «Сантехник Портал».

Котел не должен работать на максимуме своих возможностей всегда, поэтому нужно учесть также некоторый эксплуатационный запас – около 5%-10%. Неправильно подобранная мощность агрегата приведет к увеличению энергопотребления и недостаточному обогреву здания. Калькулятор расчета мощности котла поможет подобрать оборудование необходимой и достаточной мощности с учетом особенностей вашего помещения.

Какие бывают котлы для отопления?

Современные котлы для отопительных систем могут быть размещены, как на полу, так и на стене, обладая присущими им особенностями:

  1. Напольные приборы – это самые распространенные котлы для обогрева больших помещений. Устанавливается такая конструкция в специальных котельных, площадью около 6-10 квадратных метров и с хорошей вентиляцией. При монтаже напольного прибора нужно отступить от стен около 1 метра.
  2. Настенные агрегаты используются для обогрева небольших помещений. Такая конструкция занимает очень мало места. Изготавливаются в двух вариантах: с проточной системой нагрева либо с камерой сгорания. В комнате также должно быть оборудовано небольшое вентиляционное отверстие.

По типу использования энергии различают три основных типа теплогенераторов:

  1. Твердотопливные – работающие на твердом топливе: дровах, пеллетах, угле.
  2. Жидкотопливные – функционирующие на жидком топливе: солярке, отработке, масле.
  3. Электрические – конвекторы, пушки, бойлеры косвенного нагрева.
  4. Газовые – работают на сниженном или природном газе. Применяются также в качестве нагревателя для системы гвс.

Перед тем, как рассчитать мощность газового котла, стоит рассказать о разновидностях их конструкции, так как этот параметр тоже учитывается при выборе отопительного оборудования:

  • Котел с закрытой топкой оборудован специальным вентилятором, который транспортирует воздух в топку, обеспечивая качественное сгорание газа. Преимущество такого прибора заключается в том, что камера сгорания продувается, как перед подачей топлива, так после ее отключения, что значительно снижает риск воспламенения газа в самой топке. КПД такой конструкции очень высок при незначительных экономических затратах.
  • Котел с открытой камерой сгорания – классическая конструкция, в которой тягу для сгорания топлива создает дымоход. При этом стоимость такого агрегата гораздо ниже, чем у конструкций с закрытой камерой сгорания. Однако отсутствие вентилятора в самой конструкции значительно понижает КПД устройства, увеличивая требования к дымоходному каналу.

Материал, из которого изготовлен котел – не менее важный параметр, при выборе оборудования. Различают три вида агрегатов для отопления, исходя из материала изготовления:

  1. Стальные агрегаты – это конструкции «эконом» класса, которые обходятся дешевле по цене, но уступают другим системам по техническим характеристикам.
  2. Системы из нержавеющей стали – присущи, в основном, настенным конструкциям. Это современные высокотехнологичные устройства с хорошей мощностью.
  3. Чугунные изделия – самые надежные напольные теплообменники, их мощность несколько выше, чем у моделей из нержавеющей стали. Такой котел отличается долговечностью и большой теплоемкостью, благодаря толщине стенок и большой массе.

Для системы газового отопления в доме, лучше выбирать чугунные котлы, поскольку такие агрегаты очень практичные, надежные и долговечные.

Калькулятор необходимой мощности котла

Для отопления дома необходимо выбирать котел с нужной тепловой мощностью, этим должен заниматься специалист в этой области при поддержке соответствующих расчетов. Однако мы можем упростить вычисления и определить для себя, ориентировочную мощность котла.

Чтобы вычислить мощность газового котла, нужно знать простое соотношение: чтобы отопить 10 м2, необходим 1 кВт мощности.

Например, площадь дома 300 м2, значит, вам необходимо приобрести котел мощностью не менее 30 кВт.

Чтобы рассчитать производительность прибора отопления для конкретного дома, нужно ввести в калькулятор определенные параметры, предварительно измерив помещение: указать желаемую температуру в комнате, среднюю температуру воздуха на улице в зимний период, габариты помещения (длина, высота) в метрах, размеры окон и дверей, указать наличие вентиляции, тип перекрытий и т.д.

Затем необходимо нажать кнопку «Рассчитать». Калькулятор быстро посчитает, котел какой мощности нужен для отопления квартиры или частного дома.

Примерный расчет котла для отопления дома калькулятор:

Потребность в ГВС

НетДа

Наличие вентиляции

НетДа

Введите количество этажей:

12345

Перекрытие выше

Чердачные перекрытияСледующий этаж

Перекрытие ниже

Деревянные полы над подваломПредыдущий этажФундамент

Материал и толщина наружных стен

Укажите материал стен и толщинуКирпичная стена в 3 кирпича (76 см)Кирпичная стена в 2,5 кирпича (64 см)Кирпичная стена в 2 кирпича (51 см)Кирпичная стена в 1,5 кирпича (38 см)Кирпичная стена в 1 кирпич (25 см)Сруб из бревен ∅ 25 смСруб из бревен ∅ 20 смСруб из бруса толщиной 20 смСруб из бруса толщиной 15 смСруб из бруса толщиной 10 смКаркасная (доска+минвата+доска)-20 смПенобетон толщиной 20 см.Пенобетон толщиной 30 см.Газобетон D400 толщиной 15 см.Газобетон D400 толщиной 20 см.Газобетон D400 толщиной 25 см.Газобетон D400 толщиной 30 см.Газобетон D400 толщиной 30 см. + 0,5 кирпичаГазобетон D400 толщиной 37.5 см.Газобетон D400 толщиной 40 см.Газобетон D500 толщиной 37.5 см.Газобетон D600 толщиной 32 см.Керамзитобетонные блоки (40 cм) + 1 кирпич (12 см)Термоблоки толщиной 25 см.Керамические блоки Супертермо, 57 смURSA PUREONE 34 RN, 10 см.

Тип окон

Укажите тип окон в помещенииОбычное окно с двойными рамамиСтеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-16-4Стеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-Ar16-4Стеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-16-4КСтеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-Ar16-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-6-4-6-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar6-4-Ar6-4Двухкамерный стеклопакет — 4-6-4-6-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar6-4-Ar6-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-8-4-8-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar8-4-Ar8-4Двухкамерный стеклопакет — 4-8-4-8-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar8-4-Ar8-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-10-4-10-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar10-4-Ar10-4Двухкамерный стеклопакет — 4-10-4-10-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar10-4-Ar10-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-12-4-12-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar12-4-Ar12-4Двухкамерный стеклопакет — 4-12-4-12-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar12-4-Ar12-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-16-4-16-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar16-4-Ar16-4Двухкамерный стеклопакет — 4-16-4-16-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar16-4-Ar16-4К

Для расчета электрического котла для отопления дома калькулятор онлайн предусматривает эксплуатационный резерв прибора, с учетом специфических особенностей помещения. Суммирование всех введенных в таблицу параметров приводит к общему значению требуемой мощности, которой должен соответствовать котел.

Как происходит вычисление мощности?

В процессе расчета тепловой мощности оборудования, учитываются следующие показатели:

  1. Площадь помещения и высота потолков в метрах.
  2. Количество и расположение внешних стен, через которые происходят теплопотери.
  3. Количество и тип окон, качество остекления, габариты, которые также влияют на количество потерь тепла.
  4. Уровень зимних температур.
  5. Характер помещения (степень утепления стен, этажность дома, тип перекрытий чердака и пола).

Учитывая данные показатели, калькулятор производит предварительные вычисления мощности котла.

Пример расчета мощности котла по формуле

Дано: площадь отапливаемого коттеджа 250 м², требуется отопить коттедж и обеспечить ГВС семью из 3-х человек.

По нормам СНиП РФ при высоте потолка до 2,5м потребуется 1 кВт, чтобы покрыть потерь тепла с 10 м².

Следовательно, необходимая мощность прибора: ~25 кВт на отопление и еще +25%-30% на ГВС.

Nk = 25+30% = 32,5 кВт полезной мощности нам потребуется для обеспечения отопления и ГВС.

Прежде всего, вам нужно определиться с тем, будет котел будет использоваться только для отопления дома или для нагрева горячей воды тоже.

Если прибор применяется только для отопления помещений дома, его мощность должна быть равнозначной потерям тепла здания. Предполагаются следующие диапазоны потерь для домов, в зависимости от технологии строительства:

  • 120 — 200 Вт / квадратный метр — дома с термоизоляцией;
  • 90 — 120 Вт / квадратный метр — старые дома с теплоизоляцией;
  • 60 — 90 Вт / квадратный метр — современные дома с хорошей изоляцией, плотными окнами и дверьми.

Мощность теплогенератора рассчитывается при помощи простой формулы:

Мощность котла [кВт] = потери тепла * площадь * 1 000

Например, для нового дома площадью 160 квадратных метров, мощность котла должна быть на уровне 12-14 (кВт).

Мощность котла для отопления помещений и нагрева воды:

Время [с] = удельная теплоемкость воды * разница температура * масса воды) / мощность котла

Удельная теплоемкость воды постоянна и составляет 4,2 кДж / (кг * К), за разницу температур мы можем принять 40 градусов, вес воды — для 200 литров — это 200 кг. Предполагая, мощность агрегата на уровне 15 кВт, расчеты будут выглядеть следующим образом:

Время [с] = (4,2 * 40 * 200) / 15 = 2240 секунд или 37 минут. Это время, необходимое для нагрева воды с начальной температуры 10 градусов.

Такой расчет мощности котла более сложный, специальная программа сделает все эти вычисления за пару секунд. Однако перед приобретением оборудования santehnikportal.ru все же рекомендует проконсультироваться со специалистом.

Как рассчитать мощность котла отопления жилого дома

Чтобы температура в доме всю зиму оставалась комфортной, котел отопления — каким бы ни была его разновидность — должен быть в состоянии производить столько тепла, сколько требуется для восполнения всего комплекса тепловых потерь, имеющихся в доме. Кроме того, он должен быть в состоянии обеспечить дополнительный нагрев, необходимый при расширении помещения или в случае аномальных холодов. Поэтому у вдумчивых хозяев и возникает вопрос, как рассчитать необходимую мощность котлов для отопления принадлежащих им домов, как гарантированно обеспечить свои дома теплом.

Что вы узнаете

Точное определение величины теплопотерь по силам лишь специалистам

Основным параметром, влияющим на расчет производительности, является уровень имеющихся в доме теплопотерь. Во внимание должны приниматься характеристики стройматериалов, использованных для возведения фундамента, пола, потолка, стен, перекрытий и всех других элементов домовой конструкции. При особо точных расчетах, производимых специалистами, не забывают даже о тепле, выделяемом имеющейся бытовой техникой. Однако столь высокая точность теплотехнических расчетов требуется далеко не всегда.

На практике применяются методики, дающие возможность быстро прикинуть необходимую мощность отопительного котла, не залезая в теплотехнические дебри.

Расчет, производимый исходя из размера отапливаемой площади

Решая, как рассчитать оптимальную мощность котла, вполне достаточно лишь знать площадь отапливаемых помещений, что позволит приблизительно оценить требуемую производительность этого агрегата. Так, считается, что мощность котла в 1 кВт может быть вполне достаточной для обогрева 10 м2, если речь идет о средней полосе нашей страны. Поэтому можно легко прикинуть, что имея дом с размером отапливаемой площади в 140 м2, следует обзавестись котлом мощностью в 16 кВт.

Подробно о существующих ныне котлах отопления вы можете почитать в статье, которую мы опубликовали несколько ранее.

Указанная выше цифра является очень приблизительной, поскольку она не учитывает ни конкретную климатическую зону, ни существующую в доме высоту потолков. Чтобы учесть эти нюансы, следует применять выведенные эмпирическим путем коэффициенты, позволяющие внести соответствующие коррективы.

Корректировочные коэффициенты

Высота потолков

Названный выше норматив «1кВт на каждые 10м2» применим к потолкам высотой до 2,7 м. Если же потолки в ваших комнатах выше, то следует самому вычислить соответствующий коэффициент и пересчитать. Для получения этого поправочного коэффициента реальную высоту потолков следует разделить на стандартную цифру 2,7 м.

Один из самых надежных способов сохранения тепла в доме – это правильное обустройство потолка. О существующих разновидностях потолков вы можете почитать тут.

Возьмем конкретный пример. Допустим, высота потолков в вашем доме составляет 3 м. Чтобы рассчитать поправочный коэффициент, производим деление 3 м : 2,7 м = 1,11. Результат округляем в соответствии с правилами математики и окончательно получаем 1,1. Для обогрева вашего жилища площадью 140 м2 потребуется котел мощностью 140 : 10 × 1,1 = 15,4 кВт. Полученный результат следует округлить в сторону увеличения, из чего вы должны заключить, что мощность котла должна быть 16 кВт или более.

Климатические условия

Для учета климатических особенностей всегда пользуются уже готовыми коэффициентами:

  • южные регионы – 0,7÷0,9;
  • средняя полоса – 1,0÷1,2;
  • Подмосковье – 1,2÷1,5;
  • северные регионы – 1,5÷2,0.

И опять обратимся к конкретному примеру, использовав результат, полученный выше для 140-метрового дома. Если вы проживаете, например, недалеко от Петрозаводска, то имеет смысл воспользоваться коэффициентом 2,0 и приобрести котел мощностью не менее 32 кВт (16 кВт × 2 = 32 кВт). Если же вам повезло и ваш дом находится где-то недалеко от Краснодара, то котел может иметь мощность от 13 кВт (16 кВт × 0,8 = 12,8 ≈ 13 кВт).

Подогрев воды

Итак, мы перечислили основные факторы, которые обязательно необходимо принимать в расчет. Однако определенная таким образом величина мощности может быть правильной лишь при условии использования котла только для нужд отопления. Если же на него будет возлагаться и подогрев воды, то полученный результат необходимо увеличить приблизительно на 20%, добавив к этому определенный резерв на пиковые морозы в зимнюю пору. Размер такого резерва принимается равным 10%. Внесение этих корректив приведет нас к новым результатам:

  • Отопление дома и ГВС в Петрозаводске. Добавляем мощности для подогрева воды: 32 кВт + 20% = 38,4 кВт. Вносим корректировку на морозные пики: 38,4 + 10% = 42,24 кВт. Как и положено, округляем в сторону увеличения, что нам дает 43 кВт, то есть цифру, существенно превышающую изначальную.
  • Отопление дома и ГВС в Краснодаре. Добавляем мощности для подогрева воды: 13 кВт + 20% = 15,6 кВт. Вносим корректировку на морозные пики: 15,6 кВт + 10% = 17,16 кВт. В результате округления получаем 18 кВт, что также превышает изначально полученную цифру.

Самый легкий способ расчета

Приведенные выше расчеты показывают, что учет только что названных факторов совершенно необходим. Однако существует способ, позволяющий внести необходимые коррективы за один прием.

При необходимости рассчитать мощность отопительного котла для дома используется коэффициент, равный 1,5. Этим коэффициентом учитывается величина теплопотерь через все элементы домовой конструкции. Он справедлив в случае нормального утепления стен, то есть при наличии двухкирпичной кладки или при использовании стройматериалов, имеющих аналогичные характеристики.

Очень просто произвести расчет можно также, используя вот этот калькулятор:

Изложенный выше алгоритм справедлив при подборе отопительных котлов, использующих любые виды топлива. Иными словами, расчет мощности газового котла для отопления дома совершенно аналогичен расчетам, производимым для котла электрического, жидко- или твердотопливного. И это вполне понятно, поскольку основным является мощность котла, его теплотворная эффективность, а величина теплопотерь при любом котле остается постоянной.

Автор статьи:

Задавайте вопросы в комментариях, делитесь своим опытом, так же принимается любая конструктивная критика, готов обсуждать.
Не забывайте делиться полученной информацией с друзьями.

Онлайн калькулятор отопления дома, расчет мощности газового котла

Статья подготовлена ​​при информационной поддержке компании Теплодар.

Автономное отопление для частных домов доступно, комфортно и разнообразно. Возможна установка газового котла и вне зависимости от капризов природы или сбоев в системе централизованного теплоснабжения. Главное, правильно выбрать оборудование и рассчитать тепловую мощность котла. Если мощность превысит потребность помещения в тепле, деньги на установку блока будут выброшены на ветер.Чтобы система теплоснабжения была комфортной и экономически выгодной, на этапе проектирования нужно сделать расчет мощности газового отопительного котла.

Расчет базовой суммы тепловой мощности

Самый простой способ получить данные о тепловой мощности участка котельной: берется 1 кВт мощности на 10 кв. м . Однако в этой формуле есть серьезная ошибка, она не учитывает современные технологии строительства, вид на сельскую местность, перепады климатических температур, уровень изоляции, использование окон со стеклопакетами и т. Д.

Боле Для проведения точного расчета теплопроизводительности котла необходимо учитывать ряд важных факторов, влияющих на конечный результат:

  • размер помещения;
  • степень утепления дома;
  • наличие стеклопакетов;
  • утеплитель стен;
  • строительный тип;
  • Температура на улице в самое холодное время года;
  • вид на разводку контура отопления;
  • соотношение площади конструкции и проема;
  • Теплопотери здания.

В домах с принудительным воздушным отоплением мощность котла при расчете котла следует учитывать количество энергии, необходимое для воздушного отопления. Специалисты советуют делать разрыв в 20%, используя полученную тепловую мощность котла на случай непредвиденных обстоятельств, сильного охлаждения или понижения давления газа в системе.

При необоснованном увеличении теплоемкости может снизиться КПД нагревателя, увеличить затраты на приобретение элементов системы, привести к быстрому износу компонентов. Вот почему так важно произвести расчет теплопроизводительности котла и применить его к указанному жилью.Получить данные можно по простой формуле W = S * W ударов , где S — площадь дома, W — заводская мощность котла, W ударов — удельная мощность для расчетов в конкретной климатической зоне, может быть настраивается под особенности региона пользователя. Результат следует округлить до большого значения с точки зрения утечки тепла в здании.

Для тех, кто не хочет тратить время на математику, можно воспользоваться калькулятором мощности газового котла онлайн. Просто сохраните индивидуальные данные по характеристикам комнаты и будьте готовы ответить.

Формула получения мощности системы отопления

Онлайн-калькулятор мощности отопительного котла позволяет в считанные секунды получить желаемый результат со всеми вышеперечисленными характеристиками, которые влияют на конечный результат полученных данных. Чтобы правильно воспользоваться данной программой, необходимо ввести данные в подготовленную таблицу: тип оконного остекления, уровень теплоизоляции стен, соотношение площади пола и оконного проема, температура снаружи дома выше средней, количество боковых стен, тип и площадь помещения.А затем нажмите кнопку «Рассчитать» и получите результат теплопотерь и теплопроизводительности котла.

Благодаря этой формуле каждый потребитель сможет в короткие сроки получить желаемые параметры и применить их при проектировании системы отопления.

формула КПД котла

Видео по теме энергетический котел

Видео:

Видео:

Видео:

Расчет тепловой мощности и КПД электростанции

Тепловая мощность (HR) = Тепловая нагрузка /
Выработка электроэнергии =

ккал / кВт · ч.

Общая тепловая нагрузка:

В
химическая энергия, доступная в топливе (уголь, биомасса, нефть, газ и т. д.)
превращается в тепловую энергию в котлах, этот процесс называется окислением.В
тепло, имеющееся в топливе, измеряется в единицах Ккал / кг, КДж / кг или БТЕ.
Часть этого топлива используется в качестве полезного тепла, а остальная часть теряется в виде сухих дымовых газов.
потери, потери влаги, несгоревшие потери, радиационные / конвекционные потери
и т. д., исходя из КПД котла, эта тепловая энергия из топлива утилизируется,
обычно использование тепла топлива составляет от 60 до 90%.

Этот
тепло, выделяемое в котлах за счет окисления топлива, используется для выработки высоких
давление и температура пара. Образовавшийся таким образом пар подается в пар.
Турбина, где эта тепловая энергия, также называемая тепловой энергией, преобразуется в
Затем кинетическая энергия превращается в механическую энергию в паровой турбине и, наконец, в механическую энергию.
энергия в электрическую энергию в генераторе.

Так
общая тепловая энергия электростанции = химическая энергия + тепловая энергия + кинетическая энергия
энергия + механическая энергия

Выход
= Электрическая мощность

кВтч

Тепло
коэффициент = погонная энергия / выработка электроэнергии

Эффективность:

Эффективность
это не что иное, как отношение проделанной полезной работы к выделенному теплу. Этот
означает, что трение и другие потери вычитаются из работы, выполненной
термодинамические циклы.

В
КПД котла = тепло от котла / подвод тепла к котлу

Высокая температура
мощность — Тепловая энергия в паре, а потребляемое тепло — теплотворная способность, присутствующая в
топливо

В случае
турбины, КПД = 860 X 100 / Тепловая мощность турбины

Кейс-1:
Валовой тепловой мощности ТЭЦ

В
тепловые электростанции вся тепловая энергия вырабатывается из пара
генераторы / котлы используются только для выработки электроэнергии.

Пример: A
ТЭЦ мощностью 100 МВт работает на 100% ПНФ, который потребляет около 55 млн тонн.
угля, имеющего ГТС 4500 ккал / кг в час, затем рассчитайте валовое тепловое
скорость завода

Мы
иметь,

Валовой
тепловая мощность станции = Подвод тепла к установке / Выработка электроэнергии

= Израсходованное топливо (MT) X GCV
(ккал / кг) топлива / Выработка электроэнергии / МВтч

= (55 Х 4500) / 100

= 2475 ккал /

кВт · ч

Выше
проблему можно решить, переведя расход топлива в кг / час и мощность
поколение в

КВтч,
тогда тепловая мощность может быть рассчитана как,

= 55
X 1000 X 4500 / (100 X 1000) = 2475 ккал / кВт · ч

Станция
тепловая мощность ТЭЦ

В
тепловая энергия когенерационной установки используется для технологических нужд и электроэнергии
поколение.В когенерационной установке есть различные источники ввода тепла и
выход на станцию ​​и со станции, где как на ТЭЦ
Источники ввода и вывода тепла — это всего лишь один.

Высокая температура
ввод в станцию ​​в виде тепловой энергии, присутствующей в топливе, сделать
воды и возвратного конденсата из технологического процесса.

Высокая температура
выход со станции в виде тепловой энергии в технологическом паре
и производство электроэнергии

Когенерация
тепловая мощность = (Израсходованное топливо (т) X ВТС топлива (ккал / кг + количество
возвратный конденсат из процесса (MT) X его энтальпия (ккал / кг) + количество
подпиточная вода (MT) x ее энтальпия ккал / кг) — (Количество технологического пара (MT) X ее
энтальпия в ккал / кг) / Выработка электроэнергии в МВт

Пример:
Когенерационная установка, основанная на процессах, имеет следующие данные по тематическому исследованию на полный рабочий день.Рассчитать тепловую мощность станции

Всего
потребление угля Q1
Валовой
теплотворная способность угля G
Пар
подается на завод-технологический процесс-1 при 2 кг / см2г и 135 0C Q2
Пар
отдано цеху-2 при 7 кг / см2г и 175 0C Q3
Возвращение
конденсат технологической установки-1 при температуре 120 0С Q4
Возвращение
конденсат технологической установки-2 при температуре 85 0С Q5
DM
подпитка к котлу при температуре 25 0С Q6

Из
вышеперечисленные данные имеем,

Энтальпия
пара, отданного в технологическую установку-1 h3 = 666.71 ккал / кг …… .. См. Паровую таблицу

Энтальпия
пара, подаваемого в технологическую установку-2 h4 = 651,68 ккал / кг

Энтальпия
обратного конденсата технологического 1 h5 = 120,3 ккал / кг

Энтальпия
обратного конденсата технологического-2 h5 = 85 ккал / кг

Энтальпия
подпиточной воды h6 = 25 ккал / кг

У нас есть
тепловая мощность станции = ((Расход топлива X GCV + Теплосодержание в обратном конденсате
+ Теплосодержание подпиточной воды-Сумма теплосодержания технологического пара)) / Энергетика.

знак равно
Q1X G + Q4 X h5 + Q5X h5 + Q6X h6) — (Q2 X h3 + Q3 X h4)) / Выработка электроэнергии

= ((875
5100 х + 3350 х 120.3 + 135 x 85 +490 x 25) — (3720 x 666,71 + 192 x 651,68)) / 977



Тепловая мощность и КПД турбины:

Случай-I:
Тепловая мощность турбины ТЭЦ при гарантии работоспособности (PG)
тест

Турбина
Тепловая скорость (THR) = Расход пара X (Энтальпия пара-Энтальпия питательной воды) / Мощность
поколение

Кейс-II:
Тепловая мощность турбины ТЭЦ при нормальных условиях эксплуатации и техобслуживания

Турбина
Тепловая мощность (THR) = (Расход пара X Энтальпия расхода пара-питательной воды X Энтальпия
питательная вода) / Производство электроэнергии

Турбина
эффективность дается

Турбина
КПД = 860 X 100 / Тепловая мощность турбины

Пример:
Турбина мощностью 22 МВт имеет поток пара на входе 100 т / ч при давлении и температуре 110
кг / см2 и 535 ° C соответственно, затем рассчитайте тепловую мощность турбины в
как тестовый пример PG, так и состояние O&M, а также рассчитать КПД турбины в
в обоих случаях.Учтите, что температура питательной воды на входе в экономайзер составляет 195 град.
c & расход 102 т / ч.

Решение:

Турбина
Энтальпия пара на входе при рабочем давлении и температуре h2 = 824 ккал / кг

Подача
энтальпия воды = h3 = 198,15 ккал / кг

Пар
расход = 100 т / ч

Мощность
генерация = 22 МВт

Турбина
тепловая мощность тепловой электростанции при проведении гарантийных испытаний (PG)

Турбина
Тепловая скорость (THR) = (100 X (824-198.15) / 22) = 2844,77 ккал /

кВт · ч

Турбина
КПД = (860 X 100) / 2844,77 = 30,23%

Турбина
тепловая мощность тепловой электростанции при нормальных условиях эксплуатации и техобслуживания

Турбина
Тепловая нагрузка (THR) = (100 X 824-102 X 198,15) / 22 = 2826,25 ккал / кг

Турбина
КПД = (860 X 100) / 2826,25 = 30,42%

Кейс-III:
Когенерация Тепловая мощность турбины

В случае
Когенератора, Тепловая мощность турбины рассчитывается с учетом вытяжек и
получен возвратный конденсат.

Формула-1

Co-gen-THR
= ((Расход пара на входе в турбину X его энтальпия) — (Расход технологического пара X энтальпия
Расход отработанного пара X Энтальпия)) Выработка электроэнергии

Формула-2

Co-gen-THR
= ((Расход пара на входе в турбину X его энтальпия + Расход возвратного технологического конденсата X
его энтальпия + поток подпиточной воды X его энтальпия) — (поток технологического пара X
Энтальпия + Расход питательной воды X Энтальпия)) Выработка электроэнергии

Пример: 21
Конденсаторно-отборная турбина МВт имеет расход пара на входе 120 т / ч при 88 кг / см2г.
давление и температура 520 ° C, он имеет два отжима, сначала при 16 кг / см2г.
давление и температура 280 ° C при расходе 25 т / ч и второй при 2.5 кг / см2г
давление и температура 150 0C при расходе 75 т / ч. Остающийся пар идет в
конденсатора при давлении выхлопа 0,09 кг / см2а. Рассчитайте тепловую мощность турбины и
тепловой КПД с использованием обеих формул. Считайте, что пар, подаваемый на процесс, равен
На 10 т / час меньше, чем каждый отбор, возвратный конденсат из процесса составляет 70
Т / ч при температуре 90 ° C, расход питательной воды 122 т / ч при температуре 195 ° C
и поток подпиточной воды 13 т / ч при температуре 28 град.

Данный
что,

Мощность
генерирующая мощность турбины = 21 МВтч

Q1 =
120 т / ч

Энтальпия
h2 при 88 кг / см2g и 5200C = 820.66 ккал / кг

Q2 = 25
TPH

h3 в
16 кг / см2г и 2800C = 715,88 ккал / кг

Q3 = 75
TPH

h4 на
2,5 кг / см2г и 1500C = 658,40 ккал / кг

Конденсатор
расход пара Q4 = Q1-Q2-Q3 = 120-25-75 = 20 т / ч

h5 на
давление выхлопа = 44,06 ккал / кг

Формула-1

Коген-Турбина
тепловой поток (THR) = (Тепло, подаваемое в турбину — Сумма отвода и отвода
тепло) / Производство электроэнергии

= ((Q1 X h2) — (Q2 X h3 + Q3 X h4).
+ Q4 X h5)) / Производство электроэнергии

= ((120 Х 820.66) — (25 Х 715,88 +75 Х
658,40 + 20 Х 44,06)) / 21

= 1443,85 ккал / кВт · ч

Турбина
тепловой КПД = (860 X 100) / Тепловая мощность турбины

= (860
х100) / 1443,85

= 59,56%

Co-gen-THR
= ((Расход пара на входе в турбину X его энтальпия + Расход возвратного технологического конденсата X
его энтальпия + поток подпиточной воды X его энтальпия) — (поток технологического пара X
Энтальпия + Расход питательной воды X Энтальпия)) Выработка электроэнергии

THR
= ((120 Х 820.66 +90 X 90 +13 x 28) — (15 X 715,88 + 65 X 658,40 + 120 X 198,15)) / 21

THR
= 1495,73 ккал /

кВт · ч

Турбина
тепловой КПД = (860 X 100) / Тепловая мощность турбины

= (860 x100) / 1495,73

= 57,49%

Понимание теплоемкости и эффективности угольной электростанции

Предлагаемый U.Стандарты S. по сокращению выбросов углерода от существующих угольных электростанций в значительной степени зависят от повышения эффективности на стороне генерации. Топливо, операции и конструкция завода — все это влияет на общую эффективность завода, а также на выбросы углерода. Этот обзор основ эффективности угольных электростанций, частых проблем, снижающих эффективность, и некоторых решений для улучшения работы и снижения затрат на генерацию должен быть ценным для электростанций, где бы они ни находились.

Место действия: Двадцать лет назад молодой инженер стоит перед группой мемориальных досок и наград в вестибюле большой угольной электростанции.Она с интересом отмечает, что некоторые из них относятся к наградам «за лучшую тепловую нагрузку», а также отмечает, что последней награде более трех лет. Поседевший инженер станции, похожий на запыленного углем Сэма Эллиота, присоединяется к ней перед дисплеем.

«Почему эта установка перестала получать награду за теплоотдачу?» она спрашивает.

«Ну, мэм, раз уж мы добавили скрубберы, особого смысла нет. А другие станции перешли на уголь бассейна Паудер-Ривер (PRB), поэтому они тоже пострадали от теплового удара.Итак, кто-то просто посчитал, что, поскольку нам пришлось отказаться от тепловыделения, чтобы соответствовать ограничениям на выбросы, в получении награды больше не было особого смысла ».

Перенесемся в 2014 год, и ситуация радикально изменилась. Усовершенствованный контроль выбросов угольных электростанций является нормой, и уголь PRB в некоторой степени используется на большинстве электростанций в США, а Агентство по охране окружающей среды (EPA) предложило стандарты для сокращения выбросов углерода от существующих электростанций в соответствии с разделом 111 (d ) Закона о чистом воздухе.Включающий множество возможных методов сокращения выбросов углерода, одним из строительных блоков плана EPA является повышение чистой тепловой мощности завода (NPHR) на 6% или больше. Хотя для непрофессионала это может показаться небольшим числом, инженеры электростанций знают, что повышение теплового коэффициента на 6% потребует серьезных обязательств на многих различных уровнях в рамках их энергокомпании.

В этой статье излагаются основы эффективности установки и тепловой мощности, чтобы можно было быстро понять, где наилучшие возможности для улучшения конкретного генерирующего актива.Затем исследуются способы достижения цели 6% NPHR.

Основные принципы тепловыделения

Термин «тепловая мощность» просто относится к эффективности преобразования энергии в терминах «сколько энергии необходимо израсходовать, чтобы получить единицу полезной работы». В электростанции внутреннего сгорания топливо является источником энергии, а полезная работа — это электроэнергия, подаваемая в сеть, тепло пара, поставляемое промышленному потребителю или используемое для отопления, либо и то, и другое. Поскольку «полезная работа» обычно определяется как электричество и пар, которые поставляются конечным потребителям, инженеры, как правило, работают с чистой тепловой мощностью установки (NPHR).

В США тепловая мощность обычно выражается с использованием смешанных английских единиц и единиц СИ — британских тепловых единиц / кВт · ч. Хотя сначала это сбивает с толку, это просто показывает, сколько британских тепловых единиц в час энергии требуется для производства 1 кВт полезной работы. В других странах обычно используются кДж / кВтч, кКал / кВтч или другие меры. В этой статье используется формат США.

Поскольку приблизительно 3 412 БТЕ / час равняется 1 кВт, мы можем легко определить термодинамический КПД электростанции, разделив 3 412 БТЕ на тепловую мощность. Например, угольная электростанция с тепловой мощностью 10 000 БТЕ / кВтч имеет тепловой КПД 3 412/10 000, или 0.3412 (34,12%).

Метод ввода / вывода

Один из простейших способов рассчитать NPHR — разделить потребляемую тепловую энергию в британских тепловых единицах / час на вашу чистую выработку (электричество и пар для потребителей) в киловаттах. Однако определение подводимого тепла может быть довольно трудным.

По моему опыту, меньшинство электростанций внутреннего сгорания хорошо измеряют фактическую скорость сжигания топлива на каждом блоке. Промышленное эмпирическое правило состоит в том, что объемные питатели имеют точность в лучшем случае +/– 5%, а гравиметрические питатели — в лучшем случае +/– 2%.На практике я считаю, что фактическая погрешность измерения скорости сжигания топлива может составлять от 5% до 10%.

На одной электростанции, на которой я работал, единственная возможность оценить скорость сжигания угля заключалась в том, чтобы полагаться на фотографии угольного склада, сделанные энергичной дамой с ее самолета Cessna, и сравнивая предполагаемый размер запасов с железнодорожными квитанциями за месяц. чтобы определить, сколько угля было сожжено в целом. Потенциальная ошибка для этого метода может легко превышать 25%.

Еще одним важным фактором при измерении погонной энергии является анализ качества топлива, особенно его теплотворной способности.(Для получения более подробной информации см. «Введение в анализ качества топлива» в выпуске за январь 2015 г.) Вообще говоря, ошибка в расчете скорости сжигания топлива не может быть меньше, чем ошибка в анализе топлива, поэтому тщательный выбор методов и частоты отбора проб будет обеспечивают большую уверенность при расчете скорости сжигания топлива.

Короче говоря, метод ввода / вывода не является идеальным методом для отслеживания разницы в эффективности на вашей угольной электростанции, если у вас нет точных угольных питателей (рис. 1) плюс точное и регулярное определение теплотворной способности вашего топлива.

1. Угольные питатели важны. Часто игнорируемые, пока что-то не сломается, неточные устройства подачи угля могут затруднить определение тепловой мощности вашей установки. Предоставлено: Una Nowling

Метод потери тепла и три блока эффективности

Существенная проблема с использованием метода ввода / вывода для определения вашего теплового расхода заключается в том, что если ваша тепловая мощность меняется от одной ситуации к другой, вы не имеете ни малейшего представления о том, что привело к изменению.Был ли котел менее эффективен при сжигании топлива? Снижается ли КПД турбины из-за высокого противодавления конденсатора? Увеличилась ли служебная мощность станции? Поскольку метод ввода / вывода рассматривает электростанцию ​​как черный ящик, инженер должен полагаться на более точный метод определения тепловой мощности.

Метод потери тепла для определения вашего теплового расхода по существу разбивает электростанцию ​​на три подсистемы, в которых происходит процесс преобразования энергии:

■ Котел, в котором тепло топлива преобразуется в энергию пара.

■ Турбина, в которой тепло пара преобразуется в механическую энергию вращения.

■ Генератор, в котором энергия вращения преобразуется в общую и полезную электрическую энергию.

Метод тепловых потерь для расчета тепловыделения по существу рисует рамку вокруг каждой из этих подсистем и определяет эффективность каждого процесса преобразования энергии. Произведение всех этих значений эффективности преобразования приводит к общему нетто-коэффициенту тепловой энергии электростанции:

NPHR, BTU / кВт x ч = NTHR, BTU / кВт x час / ((КПД котла,% / 100) x (Полезная мощность, кВт / Полная мощность, кВт))

[Под ред.: Уравнение исправлено 21.12.15.]

Как видно из этого уравнения, чтобы уменьшить NPHR, нам необходимо увеличить КПД котла, снизить полезную тепловую мощность турбины или увеличить чистую выработку по сравнению с валовой выработкой.

КПД котла

Определение эффективности вашего котла — это эффективное определение всех видов неэффективности, возникающих в результате процесса сжигания топлива для создания энергии пара. Стандарты и испытательные организации, такие как Американское общество инженеров-механиков (ASME) и Deutsches Institut für Normung (DIN), имеют похожие, но разные показатели для расчета потерь эффективности, но с общей точки зрения их можно сгруппировать в следующие категории.

Явная потеря тепла. Явные потери тепла можно рассматривать как тепло, которое можно определить непосредственно с помощью термометра. Например, воздух для горения поступает в вашу электростанцию ​​в условиях окружающей среды, а дымовой газ выходит из холодного конца воздухонагревателя котла при некоторой повышенной температуре. Чем ближе выхлопной газ к температуре окружающей среды, тем меньше ощутимого тепла теряется в окружающую среду.

Другие ощутимые тепловые потери включают тепло, содержащееся в дне, зольную пыль, удаляемую из котла, а также колчедан и горную породу, которые выбрасываются из угольных мельниц.Количество избыточного воздуха, используемого для сжигания, оказывает значительное влияние на эти потери, поскольку каждый фунт избыточного воздуха, проходящего через котел, несет с собой потенциально полезную энергию.

Скрытая потеря тепла. Скрытые тепловые потери нелегко обнаружить термометром и представляют собой потери энергии, связанные с фазовым переходом воды. Когда топливо сжигается в котле, не только вся влага, содержащаяся в топливе, испаряется в пар, но и весь водород, содержащийся в топливе, сгорает с образованием воды, которая также испаряется в пар.Если температура выхлопных газов, выходящих из воздухонагревателя котла, ниже точки кипения воды, содержащейся в газе, вся скрытая теплота парообразования будет выходить из котла и теряться в окружающей среде.

Поскольку скрытые тепловые потери в основном связаны с топливом, их нельзя легко изменить без переключения или осушения топлива. (См. «Повышение эффективности установки и сокращение выбросов CO 2 при сжигании углей с высокой влажностью» в выпуске за ноябрь 2014 г.)

Несгоревшие горючие потери. Несгоревшие горючие потери — это потери эффективности из-за неполного сгорания топлива в котле. Это в первую очередь измеряется в виде углеродного остатка в золе, но также включает образование монооксида углерода (CO). На эти потери обычно влияют как свойства топлива (летучесть топлива), так и методы эксплуатации (избыточный уровень воздуха, тонкость топлива и т. Д.). Важно отметить, что несгоревшие горючие потери — это не то же самое, что и потери при возгорании (LOI), поскольку несгоревшие горючие потери представляют собой потери энергии, тогда как LOI рассчитывается на основе массы золы.

Радиационные и конвекционные потери. Коммунальные котлы — это огромные системы оборудования с многочисленными отверстиями для труб и инструментов, а также с очень большой площадью поверхности, подверженной воздействию окружающей среды. В результате, независимо от того, насколько хорошо спроектирована изоляция и насколько старательный персонал предприятия устраняет утечки воздуха, энергия все равно будет теряться из-за излучения и конвекции.

Маржа и неизвестные убытки. Из-за большого размера и сложности котла часто нецелесообразно измерять все возможные источники потерь энергии от электростанции.В результате для оценки этих потерь обычно используется значение «маржи» или «неизвестного убытка». Типичные значения варьируются от 0,5% до 2,0%.

Если принять во внимание все эти потери эффективности, типичный котел для коммунальных служб может использовать топливную энергию с КПД от 83% до 91%.

Повышение КПД котла. Явные тепловые потери могут быть уменьшены путем установки улучшенных средств управления горением, позволяющих точно регулировать уровень избыточного воздуха в операторах печи для снижения уровня избыточного кислорода в печи.Предварительный нагрев воздуха для горения отходящим теплом завода также повысит эффективность, и некоторые предприятия рассматривают схемы использования солнечных тепловых коллекторов в качестве подогревателей воздуха в светлое время суток.

Поскольку скрытые тепловые потери сильно зависят от качества топлива, а текущие конструкции котлов не позволяют использовать конденсационные воздухонагреватели, за исключением перехода на сушильное топливо, мало что можно сделать для снижения скрытых тепловых потерь.

Несгоревшие горючие потери могут быть уменьшены за счет улучшенной настройки котла и горелки, при этом некоторые установки могут получить более 1% чистой эффективности в результате незначительной настройки или капитальных вложений.

КПД турбины

Эффективность вашей турбины — это, по сути, эффективность турбины по преобразованию пара из котла в полезную энергию вращения. Упрощенный способ просмотра чистой тепловой мощности турбины (NTHR) состоит в том, чтобы суммировать прирост энтальпии питательной воды и холодного вторичного пара через границу котла и разделить это на общую выработку электроэнергии.

Определение КПД турбины. Как и в случае с установкой в ​​целом, тепловая мощность турбинного цикла может быть выражена «брутто» или «нетто».Здесь терминология становится немного сложной, поскольку при расчетах валовой и чистой эффективности используется валовая мощность генератора. Однако, если на электростанции есть питающий насос электрического котла, то из чистого расхода тепла турбины также должна вычитаться мощность, потребляемая питательным насосом; в противном случае такое энергопотребление может исказить значение NTHR и оказаться чрезмерно эффективным. В результате наше упрощенное уравнение NTHR для цикла с одним повторным нагревом выглядит следующим образом:

Где:

NTHR = полезный тепловой поток турбины, БТЕ / кВт · ч

H MSOUT = энтальпия основного пара, выходящего из оболочки котла, БТЕ / час

H FWIN = энтальпия питательной воды, поступающей в кожух котла, БТЕ / час

H HRH = энтальпия горячего пара повторного нагрева, выходящего из оболочки котла, БТЕ / час

H CRH = энтальпия холодного вторичного пара, поступающего в кожух котла, БТЕ / час

Мощность BFP = потребляемая мощность питательного насоса котла, кВт

Повышение эффективности цикла турбины. В идеальных условиях система сверхсверхкритического турбинного цикла может преобразовывать пар в энергию вращения с КПД 54% или выше, сверхкритические турбинные циклы могут достигать КПД 50%, а подкритические циклы турбины могут достигать КПД 46%. Однако система турбинного цикла вашей электростанции по крайней мере такая же сложная, как и ваша система котла, и есть много мест, где можно потерять эффективность.

Утечка из наконечника ковша и набивки может составлять 40% от общей потери КПД турбины.Шероховатость сопла, эрозия и ремонт могут составлять 35% потери эффективности, отложения на турбине — 15%, а эрозия и шероховатость ковша — 10%. Проблемы в этих областях могут привести к значительным потерям эффективности: известно, что отложения в турбине вызывают почти 5% -ную потерю эффективности, а утечки в корпусе турбины — вплоть до 3% -ной потери эффективности.

Очень важно знать, что турбина является частью гораздо более крупной пароводяной системы, которая включает в себя конденсаторы, градирни, нагреватели питательной воды, деаэраторы, насосы и трубопроводы, каждая из которых имеет свои собственные потери эффективности.Например, увеличение противодавления в конденсаторе из-за грязных труб на 0,4 дюйма ртутного столба может снизить КПД цикла турбины на 0,5%. Единая разделительная перегородка в нагревателе питательной воды может снизить КПД турбинного цикла на 0,4%. Утечки в линиях отбора и заедание сливных клапанов могут снизить эффективность нагревателя питательной воды, что приведет к чистым потерям цикла более чем на 0,5%.

Усовершенствования лопаток турбины доступны для большинства паровых турбин, с возможностью улучшения до 2% при полной замене турбины низкого давления.Даже возобновляемые источники энергии могут помочь в улучшении тепловыделения, поскольку некоторые производители исследовали перспективу нагрева питательной воды солнечными батареями для повышения эффективности цикла своей турбины, а в некоторых конструкциях удалось достичь повышения пикового КПД более чем на 5%. Конечно, со всеми обновлениями вы должны изучить экономику (см. Врезку).

Имеет ли это экономический смысл?

Очень хорошо предлагать многочисленные капитальные и производственные модернизации на вашей электростанции.Но какие улучшения имеют наибольший экономический смысл для владельца электростанции? Некоторые улучшения завода могут быть метафорическими простыми задачами, в то время как другие улучшения могут потребовать фактора внешнего рынка, такого как налог на выбросы углерода, чтобы стать рентабельными. В таблице 1 представлен очень общий рейтинг улучшений, которые могут быть внесены в электростанции, работающие на пылеугольном топливе, диапазон потенциальных улучшений теплового режима и их относительные периоды экономической окупаемости. Обратите внимание, что этот список не включает многие конкретные элементы обслуживания, которые могут быть найдены на некоторых электростанциях и которые могут обеспечить значительное повышение эффективности при ремонте или модернизации.

Таблица 1. Множество вариантов на выбор. У каждой электростанции есть уникальные возможности и задачи для повышения тепловой мощности. Значения, приведенные в этой таблице, являются лишь общими, основанными на исследованиях по энергоэффективности. Источник: Уна Ноулинг

Электрический КПД

Что касается генераторной системы, нас не так беспокоит эффективность преобразования энергии вращения в электрическую, поскольку современные генераторы имеют тенденцию преобразовывать два типа энергии с КПД 98% или выше.Однако значительная часть неэффективности, наблюдаемой в этом блоке, связана с обслуживанием станции или потреблением вспомогательной энергии самой электростанции.

Поскольку на электростанции требуются наиболее крупные энергопотребляющие системы, исключение или отключение основных систем оборудования мало что дает. Даже отказ от дополнительного потребления электроэнергии может иметь непредвиденные последствия. В один очень жаркий июнь я работал на электростанции в ее инженерном офисе, когда одному молодому человеку из корпоративного офиса пришла в голову умная идея выключить свет в офисе, включить кондиционер до 85F и отключить кофеварки, воду. фонтаны и автоматы с газировкой.Причина заключалась в том, что цены на электроэнергию превышали 1000 долларов за МВтч, поэтому он хотел иметь возможность продавать все возможные ватты. Чего джентльмен не учел, так это возможных последствий помещения группы инженеров-технологов в темный, жаркий офис без холодных напитков или кофе. Зрелище было не из приятных.

Поскольку более 80% электроэнергии на электростанции используется электродвигателями, они должны быть в центре внимания при повышении вашего электрического КПД. Только главные вентиляторы электростанции (первичный воздух, наддув и надувная тяга) могут потреблять от 2% до 3% валовой мощности электростанции.Одним из вариантов снижения энергопотребления вентилятора является использование частотно-регулируемых приводов переменного тока, особенно если установка имеет тенденцию работать при более низких нагрузках в течение продолжительных периодов времени. Переключение всех основных вентиляторов предприятия с обычных на частотно-регулируемые приводы может улучшить NPHR более чем на 0,5%.

На утечку воздуха и газа может приходиться до 25% потребляемой мощности вентиляторами, поэтому уменьшение утечки в воздухонагревателях и воздуховодах может привести к значительной экономии энергии вентиляторами. Уменьшение избытка воздуха в котле также снизит нагрузку на вентилятор.Программы оптимизации электрофильтров могут как повысить электрическую эффективность, так и улучшить улавливание твердых частиц.

Улучшение творческого тепловыделения

Другие возможности, которые могут не повлиять на тепловую мощность, на самом деле могут привести к значительному повышению эффективности.

Например, на одной электростанции мне рассказали об улучшенной конструкции бункера-регенератора на угольном складе, которая сократила время заполнения угольных бункеров на 2 часа в день. Приблизительный анализ затрат и результатов показал, что новая конструкция бункера для предотвращения налипания влажного угля позволяет сэкономить 1700 долларов США в год в течение пятилетнего периода за счет сокращения времени работы системы транспортировки угля.Хотя это звучит как маленькая картошка, образно говоря, это также значительно снизило усилия оператора угольной свалки во время процесса утилизации, что привело к улучшению человеческого фактора.

Персонал другой электростанции с помощью анализа воздействия на качество топлива определил, что единственное препятствие, мешающее им перейти на уголь с более высоким содержанием тепла и более низким содержанием влаги, — это модернизация установки для обдувки сажи. Чистая модернизация стоимостью 1,3 миллиона долларов привела к чистому увеличению тепловыделения более чем на 2% за счет использования более эффективных, но более шлакованных углей, а также одновременной выгоды от предотвращения катастрофического выпадения шлака из-за недостаточного количества шлаков. покрытие сажей.Срок окупаемости данной инвестиции был определен от 18 до 24 месяцев (Рисунок 2).

2. Мы делали это раньше — мы можем сделать это снова. Генераторы, которым необходимо соответствовать стандартам выбросов углерода, должны подходить к проблеме со всех сторон уравнения теплового потока и работать со своим опытным персоналом, чтобы найти новые и инновационные способы максимально эффективно использовать сжигаемый уголь. Источник: Библиотека Конгресса США (1919 г.)

Последние мысли

Я никогда не был на электростанции, на которой нельзя было бы добиться значительного повышения энергоэффективности.Судя по моему многолетнему опыту, инженеры и операторы электростанций — это умные, целеустремленные люди, которые гордятся своей работой и своим предприятием и понимают, что необходимо сделать для повышения эффективности электростанции. К сожалению, столетие относительно дешевого угля и сосредоточение внимания на контроле за выбросами на предприятиях отвлекло внимание от поддержания и повышения теплоотдачи предприятия.

Хотя некоторые представители отрасли рассматривают предлагаемые стандарты EPA по выбросам углерода как невыполнимую задачу, многие инженеры и операторы предприятий, с которыми я разговаривал, были оптимистичны в отношении того, что им могут быть предоставлены средства и инструменты, чтобы снова начать выигрывать эти награды за теплоотдачу. .■

Уна Ноулинг, PE ([email protected]) — адъюнкт-профессор машиностроения в Университете Миссури в Канзас-Сити, руководитель отдела технологий топлива в Black & Veatch и редактор POWER.

Методы расчета коэффициентов работы парового котла в различных условиях эксплуатации с использованием вычислительного термодинамического моделирования

Основные моменты

Приведена методика расчета производительности пылеугольного котла.

Проведено моделирование работы котла с использованием разработанной термодинамической модели.

Проанализирована работа парового котла в различных условиях эксплуатации.

Был рассчитан энергетический и эксергетический КПД котла.

Расчет КПД котла проводился при разной нагрузке котла и для разных видов угля.

Реферат

В статье представлены результаты анализа пылевидных угольных паровых котлов при различных условиях эксплуатации.Для исследования эффективности анализируемого парового котла был проведен энергетический и эксергетический анализ, а также определены основные режимы работы дымовых газов — воздуха и водяного пара. Для расчета энергоэффективности котла применялся косвенный метод и расчет индивидуальных потерь котла. Термодинамическая модель была разработана для моделирования работы котла при частичной загрузке котла. Точность результатов модели была проверена при трех различных частичных нагрузках. Термодинамическая модель была создана с использованием программного обеспечения Ebsilon Professional и 0-мерного термодинамического моделирования.Результаты по форме и распределению температуры пара на выходе всех поверхностей нагрева подтверждены имеющимися данными измерений котла. Относительная погрешность расчета температуры пара не превышает 4,5%. Разработанная модель позволяет проводить расчеты для переменных входных условий с целью определения основных параметров работы котла и общего КПД котла. Представленные методы расчета были применены для выявления изменения КПД котла и основных параметров котла при работе с различными частичными нагрузками и при сжигании различных видов угля.Различные условия эксплуатации сильно влияют на производительность котла. Энергетический и эксергетический анализ рабочих параметров котла был использован для оценки общего КПД котла. Результаты были представлены в виде общего КПД котла и потерь котла в зависимости от нагрузки котла и теплотворной способности топлива.

Ключевые слова

Термодинамический анализ

Паровой котел

Гибкость

Численное моделирование

Энергоэффективность котла

Энергетический анализ

Эксергетический анализ

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

© 2020 Авторы.Издано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Как рассчитать потребляемую мощность электрического котла?

Как рассчитать потребляемую мощность электрокотла?
Электрокотел использует электрическую энергию в качестве источника энергии, использует электрическое сопротивление или электромагнитную индукцию для передачи тепла, и когда теплоноситель котла нагревает воду теплоносителя до определенного параметра (температура, давление), внешний выход имеет номинальную рабочую среду (пар или горячая вода).Термомеханическое устройство, отвечающее потребностям промышленного производства, производства и жизни.

Потребляемая мощность — важный показатель для оценки общего качества газовых котлов. Это также один из стандартов, которые измеряют пользователи при покупке котлов. Эти данные повлияют на вводимые затраты на эксплуатацию котла; только стоимость контролируется ниже определенного лимита. Чтобы получить больше преимуществ.

Как рассчитать потребляемую мощность электрокотлов?
Мы можем вспомнить следующее предложение: Потребляемая мощность электрокотла мощностью 1 кВт, работающего при полной нагрузке в течение 1 часа, составляет 1 градус.Электрокотел на 1 тонну составляет около 0,7 МВт, что составляет 700 кВт. Потребляемая мощность электрокотла на 1 тонну, работающего на полной нагрузке в течение 1 часа, составляет 700 градусов.
Однако следует также отметить, что это ситуация с потребляемой мощностью электрического котла при полной нагрузке; По сравнению с другими типами котлов, электрический бойлер более интеллектуален и может регулировать пар или горячую воду в соответствии с различными потребностями пользователей. Температура бойлера изменится. В целом, средняя потребляемая мощность электрокотла составляет примерно 1 / 3-1 / 2 от полной нагрузки.

Как снизить энергопотребление электрокотлов?
Метод снижения энергопотребления электрических котлов в основном исходит из перечисленных выше четырех факторов, которые влияют на потребляемую мощность котла.
1. Обеспечение хорошего теплоизоляционного эффекта в котельной.
Теплоизоляционные работы в котельной выполняются надлежащим образом. Потери тепла во время работы электрокотла уменьшатся, а коэффициент использования тепловой энергии увеличится, так что больше мощности не требуется для удовлетворения потребностей пользователей.
2. Изменения в отопительной среде
Для домов, требующих отопления, необходимо правильно обрабатывать высоту дома и конфигурацию отопительных приборов, чтобы обеспечить оптимальную отопительную среду. Тепло, вырабатываемое при работе котла, напрямую доставляется в дом, что снижает потери тепла и снижает энергопотребление котла.
3. Положение самого электрического котла
Сам электрический котел должен иметь определенную степень интеллектуального регулирования и контроля.В соответствии с потребностями пользователя или изменениями в окружающей среде рабочая нагрузка в котле может регулироваться сама по себе, рабочая нагрузка может быть увеличена при высокой температуре потребления, а рабочая нагрузка может быть уменьшена при низкой температуре потребления. . Может снизить энергопотребление котла.

Введение и методы расчета

Хорошо известно, что первоначальная стоимость котла составляет небольшую часть общих затрат, связанных с котлом в течение его срока службы.В течение срока службы котла основные затраты связаны с расходами на топливо. Обеспечение эффективной работы котла имеет решающее значение для оптимизации затрат на топливо.

Не всегда верно, что котел будет работать с номинальным КПД. Почти всегда было обнаружено, что котлы работают с КПД намного ниже номинального, если не проводить надлежащий мониторинг эффективности.

КПД котла

КПД котла — это совокупный результат эффективности различных компонентов котла.У котла есть много подсистем, эффективность которых влияет на общую эффективность котла. Пара коэффициентов полезного действия, которые окончательно определяют коэффициент полезного действия котла, составляют —

.

  1. Эффективность сгорания
  2. Тепловой КПД

Помимо этих значений КПД, существуют и другие потери, которые также играют роль при определении КПД котла и, следовательно, должны учитываться при расчете КПД котла.

Эффективность сгорания

Эффективность сгорания котла является показателем способности горелки сжигать топливо.Два параметра, которые определяют эффективность горелки, — это количество несгоревшего топлива в выхлопных газах и избыток кислорода в выхлопных газах. По мере увеличения количества избыточного воздуха количество несгоревшего топлива в выхлопе уменьшается. Это приводит к снижению потерь несгоревшего топлива, но увеличению потерь энтальпии. Следовательно, очень важно поддерживать баланс между потерями энтальпии и несгоревшими потерями. Эффективность сгорания также зависит от сжигаемого топлива. Эффективность сгорания жидкого и газообразного топлива выше, чем твердого топлива.

Тепловой КПД

Термический КПД котла определяет эффективность теплообменника котла, который фактически передает тепловую энергию от камина к воде. На тепловую эффективность сильно влияет образование накипи / сажи на трубах котла.

Прямой и косвенный КПД котла

Общий КПД котла зависит от многих других параметров, помимо КПД сгорания и теплового КПД. Эти другие параметры включают потери при включении-выключении, потери на излучение, потери на конвекцию, потери на продувку и т. Д.На практике для определения КПД котла обычно используются два метода, а именно прямой метод и косвенный метод расчета КПД.

Прямой КПД

Этот метод рассчитывает КПД котла по основной формуле КПД —

.

η = (выход энергии) / (вход энергии) X 100

Для того, чтобы рассчитать КПД котла этим методом, мы делим общую мощность котла на общую потребляемую мощность котла, умноженную на сто.

Расчет прямого КПД —

E = [Q (H-h) / q * GCV] * 100

Где,

Q = Количество произведенного пара (кг / час)

H = Энтальпия пара (Ккал / кг)

ч = Энтальпия воды (ккал / кг)

GCV = Высшая теплотворная способность топлива.

Косвенный КПД

Косвенный КПД котла рассчитывается путем определения индивидуальных потерь, происходящих в котле, и последующего вычитания суммы из 100%.Этот метод предполагает определение величин всех измеряемых потерь, происходящих в котле, путем отдельных измерений. Все эти потери складываются и вычитаются из 100%, чтобы определить конечный КПД. Продувочный клапан во время процедуры остается закрытым. Этот метод должен быть реализован в соответствии с нормами, предусмотренными в стандартах BS845. Расчетные потери включают потери в дымовой трубе, радиационные потери, потери от продувки и т. Д.

Сравнение прямого и косвенного КПД-

Оба упомянутых выше метода определения КПД котла имеют как преимущества, так и недостатки.Самым большим преимуществом косвенного метода является то, что он также говорит об источниках потерь. Выявив косвенный КПД, можно узнать, где потери увеличиваются и могут быть уменьшены. С другой стороны, значения прямого КПД ближе к реальности по сравнению с косвенным КПД из-за непокрытых потерь, таких как радиационные потери, потери ВКЛ-ВЫКЛ и т. Д. Но прямой КПД может сказать нам только о величине общих потерь. Информация об индивидуальных потерях и их величинах не передается из прямого расчета эффективности.Всегда существует некоторая разница в значениях прямой и косвенной эффективности. Косвенный КПД измеряется в конкретное время, тогда как прямой КПД измеряется в течение определенного периода времени, и, следовательно, потери из-за колеблющихся нагрузок, включения-выключения котла и т. Д. Также принимаются во внимание.

Мониторинг эффективности в реальном времени

КПД котла не остается фиксированным, и в процессе эксплуатации происходят большие отклонения от идеальных значений. Переход к мониторингу эффективности в реальном времени может значительно повысить эффективность котла в зависимости от типа котла и реальных условий на объекте.В двух словах, мониторинг и поддержание эффективности котла в течение всего срока службы котла является обязательным условием для сокращения счетов за топливо и уменьшения выбросов углекислого газа.

Как рассчитать потребляемую мощность в кВт для типичных применений нагревателя

Расчет отопления резервуара

При выборе нагревателя для обогрева резервуара вы должны сначала определить, требует ли приложение поддержания температуры или ее необходимо повысить. Ниже приведены расчеты для каждого приложения.Вы также можете посетить наш веб-сайт и воспользоваться нашим онлайн-калькулятором; найдите ссылку на бесплатный калькулятор в верхней части страницы.

Поддерживаемая температура

Для расчета мощности, необходимой для поддержания температуры резервуара, вам необходимо определить площадь поверхности резервуара, поддерживаемую температуру процесса, минимальную температуру окружающей среды и коэффициент сопротивления изоляции.

Площадь:

Цистерна круглая —

A (фут²) = (2 x p x r x в) + (2 x p x r²)

р = 3.14

r = радиус (фут)

h = высота (фут)

Резервуар прямоугольный —

A (фут²) = 2 x [(длина x ширина) + (длина x высота) + высота x ширина)]

l = длина (фут)

w = ширина (фут)

h = высота (фут)

После определения площади резервуаров поддерживаемая мощность KW может быть рассчитана следующим образом:

кВт = (A x (1 / R) x ΔT (° F) x SF) / 3412

A = площадь поверхности

R = R-значение изоляции

  • Используйте 0.5 как R-значение неизолированного стального резервуара
  • Типичные примеры см. В таблице ниже
  • R-значение = толщина (дюймы) / k-фактор

ΔT = разница между заданной температурой процесса и самой низкой температурой окружающей среды

SF = коэффициент безопасности, рекомендуется 1,2

3412 = преобразование БТЕ в

кВт

Таблица 1

Тип изоляции R-Value / дюйм толщины
Стекловолокно Р-3
Минеральное волокно Р-3.7
Силикат кальция Р-2
Пенополиуретан с открытыми ячейками Р-3,6
Пенополиуретан с закрытыми ячейками Р-6
Пена для распыления полиизоцианурата Р-6

Пример:

Резервуар для высоковязкой сырой нефти диаметром 42 ‘x 40’ с изоляцией R-6 должен поддерживаться при температуре 75 ° F при минимальной температуре окружающей среды 10 ° F.

A = (2 x 3,14 x 21 x 40) + (2 x 3,14 x 21²)

A = 8044,68 фут²

кВт = (8044,68 x 1/6 x 65 x 1,2) / 3412

кВт = 30,65

Повышение температуры

Расчет кВт для повышения температуры материала в резервуаре (нагрев) начинается с той же информации, которая требуется в приложении для обслуживания. Кроме того, нам потребуется вес нагреваемого материала, удельная теплоемкость материала и время, необходимое для нагрева материала от начальной до конечной температуры.Расчет кВт для повышения температуры выглядит следующим образом:

кВт итого = кВт тепловыделение + техническое обслуживание кВт

кВтПогрев = [(M x Cp x ΔT x SF) / 3412] / т

M = вес материала в фунтах

Cp = удельная теплоемкость, см. Примеры в таблице

ΔT = разница между заданной (конечной) температурой процесса и начальной температурой

SF = коэффициент безопасности, рекомендуется 1,2

3412 = преобразование БТЕ в

кВт

t = время в часах

KWmaintain = (A x (1 / R) x ΔT (° F) x SF) / 3412

A = площадь поверхности

R = R-значение изоляции

  • Используйте 0.5 как R-значение неизолированного стального резервуара

ΔT = разница между заданной температурой процесса и самой низкой температурой окружающей среды

SF = коэффициент безопасности, рекомендуется 1,2

3412 = преобразование БТЕ в

кВт

Пример:

Резервуар 4 ‘x 6’ x 12 ‘с 1800 галлонами воды необходимо нагреть с 60 ° F до 95 ° F за 3 часа. Резервуар имеет изоляцию R-4, а минимальная температура окружающей среды составляет 0 ° F.

Для начала нам нужно преобразовать галлоны воды в фунты:

фунтов = G x D1

G =

галлонов

D1 = фунты на галлон из таблицы ниже

фунтов = 1800 x 8.34

фунтов = 15 012

Если объем резервуара указан в кубических футах (фут3), формула будет выглядеть так:

фунтов = C x D2

C = кубические футы материала

D2 = фунты на фут³ из таблицы ниже

Таблица 2

Материал Д 1

фунтов / галлон

Д 2

фунт / фут³

Удельная теплоемкость
вода 8.34 62,4 1
# 1 мазут 6,8 50,5 0,47
№ 2 мазут 7,2 53,9 0,44
№ 3,4 мазут 7,5 55,7 0,425
# 5,6 мазут 7,9 58,9 0,41
Бункер C 8,15 61 0.5
Масло по SAE 10-50 7,4 55,4 0,43
этиленгликоль 9,4 70 0,55
50% этиленгликоль / вода 8,8 65,8 0,76
воздух 0,073 0,24
азот 0,073 0,25

кВт Подогрев = [(15 012 x 1 x 35 x 1.2) / 3412] / 3

КВт = 61,6

плюс

KWmaintain = (288 x 1/4 x 95 x 1,2) / 3412

KWmaintain = 2,4

кВт всего = 64

Расчет для нагрева воздуха в воздуховоде

Когда объем воздуха в стандартных кубических футах в минуту (SCFM) и требуемое повышение температуры в ° F (ΔT) известны, требуемая мощность обогревателя в киловаттах (кВт) может быть определена по следующей формуле:

кВт = (SCFM x ΔT) / 3193

Обратите внимание, что CFM дан для стандартных условий (SCFM): 80 ° F и нормального атмосферного давления 15 фунтов на квадратный дюйм.CFM при более высоком давлении (P) и температуре воздуха на входе (T) можно рассчитать следующим образом:

SCFM = ACFM x (P / 15) x [540 / (T + 460)]

Пример:

Сушильная печь, работающая при избыточном давлении 25 фунтов на квадратный дюйм (10 фунтов на квадратный дюйм), рециркулирует 3000 кубических футов воздуха в минуту через нагреватель, который повышает его температуру с 350 до 400 ° F.

Чтобы выбрать подходящий обогреватель:

Шаг 1: Преобразуйте 3000 куб. Футов в минуту при 25 фунтах на кв. Дюйм и 350 ° F в куб. Фут в минуту при стандартных условиях, используя приведенную выше формулу:

3000 x (25/15) x [540 / (350 ° F + 460)] = 3333 SCFM

Шаг 2: Рассчитайте требуемую кВт:

[3333 SCFM x (400 ° F-350 ° F)] / 3193 = 52 кВт

Расчеты для применения с циркуляционным нагревателем

При расчете мощности, необходимой для нагрева материала, протекающего через циркуляционный нагреватель, можно применить приведенное ниже уравнение KW.Это уравнение основано на критерии отсутствия испарения в нагревателе. Уравнение KW включает 20% -ный коэффициент безопасности, учитывающий тепловые потери оболочки и трубопроводов, изменение напряжения и допустимую мощность элементов.

кВт = (M x ΔT x x Cp x S.F.) / 3412

Где:

кВт = мощность в киловаттах

M = расход в фунтах / час

ΔT = повышение температуры в ° F (разница между минимальной температурой на входе и максимальной температурой на выходе.)

Cp = удельная теплоемкость в БТЕ / фунт ° F

С.Ф. = коэффициент безопасности 1,2

3412 = преобразование БТЕ в

кВт / ч

Пример нагрева воды:

У нас 8 галлонов в минуту воды с температурой на входе 65 ° F и температурой на выходе 95 ° F. Сначала преобразуйте скорость потока в фунты / час.

8 галлонов х 1 фут³ х 60 мин = 64,17 фут3 / ч
мин. 7.48 галлонов 1 час

Переведите в фунты / час, получите плотность и удельную теплоемкость из таблицы 2 выше.

64,17 фут3 / час x 62,4 фунта / фут3 = 4004 фунта / час

Теперь посчитаем KW:

кВт = 4004 фунта / час x (95-65) ° F x 1 БТЕ / фунт ° F x 1,2
3412
кВт = 42

Пример газового отопления:

Воздух течет с давлением 187 кубических футов в минуту и ​​давлением 5 фунтов на квадратный дюйм.Его необходимо нагреть от температуры на входе 90 ° F до температуры на выходе 250 ° F. Сначала преобразуйте расход в SCFM, используя формулу, приведенную ранее.

187 x (20/15) x [540 / (90 ° F + 460)] = 243,7 SCFM

Перевести в фунты / час, снова обращаясь к таблице 2 для плотности и удельной теплоемкости.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.