Eramu küttekatla võimsuse arvutamine

Inimeste siseruumides viibimise mugavus, eriti talvel, sõltub suuresti neid ümbritseva õhu temperatuurist. Seetõttu on eluruumidesse paigaldatud kommunaalteenuste hulgas esikohal küttesüsteem. Linnakeskkonnas lahendatakse korterite kütmise küsimused enamasti tsentraalselt, kuid eramajades peavad nende omanikud paigaldama autonoomsed küttesüsteemid, mille põhielemendiks on soojaveeboiler. Kogu süsteemi efektiivsus sõltub viimase tehnilistest ja majanduslikest omadustest.

Kuidas arvutada katla võimsust

Küttekatla võimsus on peamine näitaja, mis iseloomustab selle võimeid, mis on seotud ruumide optimaalse kütmisega tippkoormuse ajal. Peamine on siin õigesti arvutada, kui palju soojust nende soojendamiseks vaja on. Ainult sel juhul on võimalik valida eramaja kütmiseks võimsuse osas õige boiler.

Kodu katla võimsuse arvutamiseks kasutatakse erinevaid meetodeid, mille puhul võetakse aluseks köetavate ruumide pindala või maht. Viimasel ajal määrati küttekatla vajalik võimsus erinevate majatüüpide jaoks kehtestatud nn majakoefitsientide abil piirides (W/sq.m):

• 130…200 – soojusisolatsioonita majad;
• 90…110 – osaliselt soojustatud fassaadiga majad;
• 50...70 – 21. sajandi tehnoloogiaid kasutades ehitatud majad.

Korrutades maja pindala vastava majakoefitsiendiga, saadi küttekatla vajalik võimsus.

Katla võimsuse arvutamine ruumi geomeetriliste mõõtmete alusel

Maja kütmiseks mõeldud katla võimsuse saate ligikaudselt arvutada selle pindala põhjal. Kasutatakse järgmist valemit:

Wcat = S*Wud/10, Kus:

• Wcat – katla arvestuslik võimsus, kW;
• S – köetava ruumi üldpind, ruutmeetrit;
• Wud – katla erivõimsus, mis langeb igale 10 ruutmeetrile. köetav ala.

Üldiselt on aktsepteeritud, et olenevalt ruumi asukohast on katla erivõimsus (kW/sq.m):

• lõunapoolsete piirkondade jaoks - 0,7...0,9;
• keskmise tsooni aladele - 1,0...1,2;
• Moskvale ja Moskva oblastile – 1,2...1,5;
• põhjapoolsete piirkondade jaoks - 1,5...2,0.

Ülaltoodud valemit maja kütmiseks mõeldud katla arvutamiseks pindala järgi kasutatakse juhtudel, kui veekütteseadet kasutatakse ainult ruumide kütmiseks, mille kõrgus ei ületa 2,5 m.

Kui eeldada, et ruumi paigaldatakse kahekontuuriline boiler, mis lisaks küttele peaks tagama kasutajatele sooja vee, tuleb saadud arvestuslikku võimsust suurendada 25%.

Kui köetavate ruumide kõrgus ületab 2,5 m, korrigeeritakse saadud tulemust, korrutades selle koefitsiendiga Kv. Kv = N/2,5, kus H on ruumi tegelik kõrgus, m.

Sel juhul näeb lõplik valem välja järgmine: P = (S*Wsp/10)*Kv

See küttekatla vajaliku võimsuse arvutamise meetod sobib väikestele hoonetele, millel on isoleeritud pööning, isoleeritud seinad ja aknad (topeltklaasid) jne. Muudel juhtudel võib ligikaudse arvutuse tulemus viia selleni, et ostetud boiler ei saa normaalselt töötada. Samal ajal põhjustab liigne või ebapiisav võimsus mitmeid kasutajale ebasoovitavaid probleeme:

• katla töö tehniliste ja majanduslike näitajate vähendamine;
• automaatikasüsteemide rike;
• osade ja komponentide kiire kulumine;
• kondensaadi moodustumine korstnas;
• korstna ummistumine kütuse mittetäieliku põlemise saadustega jne;

Täpsemate tulemuste saamiseks on vaja arvestada tegelike soojuskadude suurust läbi hoonete üksikute elementide (aknad, uksed, seinad jne).

Katla võimsuse täpsustatud arvutus

Küttekatlat sisaldava küttesüsteemi arvutamine tuleb läbi viia iga rajatise jaoks eraldi. Lisaks geomeetrilistele mõõtmetele on oluline arvestada mitmete selliste parameetritega:

• sundventilatsiooni olemasolu;
• kliimavöönd;
• kuuma veevarustuse olemasolu;
• rajatise üksikute elementide isolatsiooniaste;
• pööningu ja keldri olemasolu jne.

Üldiselt on katla võimsuse täpsustatud arvutamise valem järgmine:

Wcat = Qt*Kzap, Kus:

• Qt – objekti soojuskadu, kW.
• Kzap – ohutustegur, mille võrra on soovitatav rajatise projektvõimsust suurendada. Selle väärtus jääb reeglina vahemikku 1,15...1,20 (15-20%).

Prognoositavad soojuskaod määratakse järgmise valemiga:

Qt = V*ΔT*Kp/860, V = S*H; Kus:

• V – ruumi maht, kuupmeetrit;
• ΔT – välis- ja siseõhu temperatuuride erinevus, °C;
• Kr – hajumise koefitsient, olenevalt objekti soojusisolatsiooni astmest.

Hajumistegur valitakse hoone tüübi ja selle soojusisolatsiooni astme alusel.

• Soojusisolatsioonita objektid: angaarid, puitkasarmud, lainepapist konstruktsioonid jne – Kr = 3,0...4,0.
• Madala soojapidavuse tasemega hooned: ühekordsed telliskiviseinad, puitaknad, kilt- või raudkatus - Kp võetakse vahemikku 2,0...2,9.
• Keskmise soojapidavusastmega majad: kahe tellisega seinad, vähe aknaid, standardkatus jne - Kr on 1,0...1,9.
• Kaasaegsed, hästi soojustatud hooned: põrandaküte, pakettaknad jne – Kp jääb vahemikku 0,6...0,9.

Selleks, et tarbijatel oleks lihtsam küttekatla leida, paigutavad paljud tootjad oma veebisaitidele ja edasimüüjate veebisaitidele spetsiaalseid kalkulaatoreid. Nende abiga, sisestades vajaliku teabe vastavatele väljadele, saate suure tõenäosusega kindlaks teha, millisele alale on projekteeritud näiteks 24 kW boiler.

Tavaliselt teeb selline kalkulaator arvutusi järgmiste andmete põhjal:

• välisõhu temperatuuri keskmine väärtus talvehooaja kõige külmemal nädalal;
• õhutemperatuur objekti sees;
• kuuma veevarustuse olemasolu või puudumine;
• andmed välisseinte ja lagede paksuse kohta;
• materjalid, millest valmistatakse põrandad ja välisseinad;
• lae kõrgus;
• kõigi välisseinte geomeetrilised mõõtmed;
• akende arv, nende suurused ja üksikasjalik kirjeldus;
• teave sundventilatsiooni olemasolu või puudumise kohta.

Pärast saadud andmete töötlemist annab kalkulaator kliendile küttekatla vajaliku võimsuse ning näitab ka päringut rahuldava seadme tüübi ja margi. Erineva suurusega majade kütmiseks mõeldud gaasikatelde rea arvutamise näide on toodud tabelis:

Märkus 11. veeru kohta: Нс – seinale paigaldatav atmosfäärikatel, А – põrandakatel, Нд – seinale paigaldatav turboboiler.

Ülaltoodud meetodite abil arvutatakse gaasikatla võimsus. Nende abil saab aga arvutada ka muud tüüpi kütusel töötavate veekütteseadmete võimsusomadusi.

Soojuskao arvestus

Autonoomse küttesüsteemi väljatöötamist alustades tuleb esmalt välja selgitada, kui palju soojust läheb tänavale kõige tugevamate külmade ajal nn piirdekonstruktsioonide kaudu. Nende hulka kuuluvad seinad, aknad, põrandad ja katused. Alles pärast soojuskao suuruse kindlaksmääramist saab muretseda sobiva võimsusega soojusallika valimise pärast. Tuleb arvestada, et hoone soojuskadu talvehooajal ei toimu ainult piirdekonstruktsioonide kaudu. Märkimisväärne osa tekkivast soojusest (kuni 30%) kulub loomuliku ventilatsiooni tõttu tänavalt tuleva külma õhu soojendamiseks.

Ruumi soojendamiseks vajalik kogu soojushulk määratakse järgmise valemiga:

Q = Qdesign + Qair, Kus:

• Qconstruct – sarnase struktuuri kaudu kaotatud soojushulk, W;
• Qair – tänavalt tuleva õhu soojendamiseks kulutatud soojushulk, W.

Arvutuste tulemusel saadud väärtuste summeerimisel määratakse kogu hoone küttesüsteemi summaarne soojuskoormus.

Kõik mõõtmised tehakse hoone välisküljel, võttes tingimata arvesse selle nurki. Vastasel juhul on soojuskao arvutamine ebatäpne.

Ruumidesse on soojuslekkeks teisigi viise, näiteks läbi köögikubu, lahtised uksed ja aknad, praod konstruktsioonides jne. Nendel põhjustel kaotatud soojushulk aga ei ületa praktiliselt 5% kogu soojuskaost ja seetõttu ei võeta seda arvutustes arvesse.

Soojuskadude arvutamine läbi hoonepiirete

Arvutamise keerukus seisneb selles, et see tuleb läbi viia iga ruumi jaoks eraldi, hoolikalt kontrollides, mõõtes ja hinnates iga selle keskkonnaga külgneva elemendi seisukorda. Ainult sel juhul saate arvestada kogu majast väljuva soojusega.

Mõõtmiste tulemuste põhjal määratakse ümbritseva konstruktsiooni iga elemendi pindala S, mis seejärel sisestatakse kaotatud soojusenergia koguse arvutamise põhivalemisse:

Qkonstrukt = 1/R*(Tv-Tn)*S*(1+Σβ), R = 8/λ; Kus:

• R – ehitusmaterjali soojustakistus, m2°C/W;
• δ – ehitusmaterjali soojusjuhtivus, W/m°C);
• λ – ehitusmaterjali paksus, m;
• S – välisaia pindala, ruutmeetrit;
• TV – siseõhu temperatuur, °C;
• Tn – talvehooaja madalaim õhutemperatuur, °C;
• β – soojuskadu, mis sõltub hoone orientatsioonist.

Kui konstruktsioon koosneb mitmest materjalist, näiteks isolatsiooniga telliskivisein, arvutatakse soojustakistuse R väärtus iga materjali jaoks eraldi ja seejärel summeeritakse.

Soojuskaod, sõltuvalt hoone orientatsioonist, valitakse selle järgi, kuhu ümbritsev element on orienteeritud:

• põhjaküljele – β = 0,1;
• läänes või kagus – β = 0,05;
• lõunas või edelas – β = 0.

Hoone välispiirete elementide kaudu tekkivate soojuskadude arvutamine toimub hoone iga ruumi kohta ja seejärel nende summeerimisel saadakse selles kogu soojuskadude prognoositav väärtus. Pärast seda jätkavad nad järgmises ruumis arvutamist. Teostatud tööde tulemusena saab koduomanik kindlaks teha maksimaalse soojuslekke võimalused ja kõrvaldada nende esinemise põhjused.

Ventilatsiooniõhu soojendamiseks kulutatud soojuse arvutamine

Ventilatsiooniõhu soojendamiseks kuluv soojushulk ulatub kohati 30%-ni soojusenergia kogukadudest. See on üsna suur väärtus, mida on sobimatu ignoreerida. Toiteõhu soojendamiseks kulutatud soojushulga arvutamiseks kasutatakse valemit:

Qair = c*m* (Tv-Tn), Kus:

• c – õhusegu soojusmahtuvus, mille väärtus on 0,28 W/kg°C;
• m – tänavalt ruumi siseneva õhu massivool, kg.

Väljast ruumi siseneva õhu massivoolu määramisel eeldatakse, et õhku uuendatakse kogu majas üks kord tunnis. Sel juhul kõigi ruumide mahtude liitmisel saadakse mahuline õhuvooluhulk. Seejärel, kasutades õhutiheduse väärtust, teisendatakse selle maht massiks. Siin peate arvestama asjaoluga, et õhu tihedus sõltub selle temperatuurist.

Asendades ülaltoodud valemiga kõik teadaolevad kogused, määratakse sissepuhkeõhu soojendamiseks vajalik soojushulk.

Levinud vead

Autonoomse küttesüsteemi arvutamine on keeruline protsess, mis koosneb mitmest omavahel seotud samm-sammult protseduurist:

1. Objekti soojuskadude arvutamine.
2. Üksikute ruumide ja hoone kui terviku temperatuurirežiimi määramine.
3. Kütteradiaatori patareide võimsuse arvutamine.
4. Küttesüsteemi hüdrauliline arvutus.
5. Küttekatla võimsuse arvutamine.
6. Autonoomse küttesüsteemi kogumahu määramine.

Küttesüsteemi soojusarvutus ei ole teoreetiline uurimus, vaid täpne ja põhjendatud tulemus, mille praktiline rakendamine võimaldab õigesti valida kõik vajalikud komponendid ja luua efektiivse küttesüsteemi, mis toimib probleemideta aastaid.

Peamine viga, mida paljud eramajade omanikud teevad, on mõne arvutusetapi ignoreerimine. Nad usuvad, et probleemi lahendamiseks piisab võimsama boileri valimisest, keskendudes ainult selle võimsuse ligikaudse arvutamise andmetele ruumi pindala alusel. Selline lähenemine ähvardab tarbetuid tegevuskulusid ja viib sageli selleni, et boiler töötab pidevalt, radiaatori patareid on kuumad ja ruum on külm. Sel juhul on vaja naasta algsesse olekusse ja teha küttesüsteemi täielik arvutus. Alles pärast seda saame alustada arvutuste kriitilistest vigadest põhjustatud puuduste kõrvaldamist.