حساب قوة غلايات تسخين الوقود الصلب

من أجل اختيار غلاية تعمل بالوقود الصلب ، من الضروري الانتباه إلى الطاقة. توضح هذه المعلمة مقدار الحرارة التي يمكن أن يخلقها جهاز معين عند توصيله بنظام التدفئة. يعتمد ذلك بشكل مباشر على ما إذا كان من الممكن بمساعدة هذه المعدات تزويد المنزل بالتدفئة بالقدر المطلوب أم لا.

على سبيل المثال ، في غرفة يتم فيها تركيب غلاية بيليه منخفضة الطاقة ، ستكون باردة في أحسن الأحوال. أيضًا ، ليس الخيار الأفضل لتركيب غلاية ذات سعة زائدة ، لأنها ستعمل باستمرار في وضع اقتصادي ، وهذا سيقلل بشكل كبير من مؤشر الكفاءة.

لذلك ، من أجل حساب قوة المرجل لتدفئة منزل خاص ، من الضروري اتباع قواعد معينة.

كيف تحسب قوة غلاية التدفئة ، مع معرفة حجم الغرفة الساخنة؟

يتم تحديد الطاقة الحرارية للغلاية من خلال الصيغة:

س = V × ΔT × K / 850

• س
  - مقدار الحرارة بالكيلوواط / ساعة
• الخامس
  - حجم الغرفة الساخنة بالمتر المكعب
• Δ ت
  - الفرق بين درجات الحرارة خارج المنزل وداخله
• ل
  - معامل فقدان الحرارة
• 850
  - الرقم الذي يمكن من خلاله تحويل ناتج المعلمات الثلاثة المذكورة أعلاه إلى kW / h

فهرس ل

يمكن أن يكون لها المعاني التالية:

• 3-4 - إذا كان هيكل المبنى مبسطًا وخشبيًا ، أو إذا كان مصنوعًا من صفائح جانبية
• 2-2.9 - تحتوي الغرفة على القليل من العزل الحراري. تحتوي هذه الغرفة على هيكل بسيط ، وطول لبنة واحد يساوي سمك الجدار ، والنوافذ والسقف لهما بناء مبسط.
• 1-1.9 - يعتبر هيكل المبنى معيارًا. تحتوي هذه المنازل على علامة تبويب مزدوجة من الطوب وعدد قليل من النوافذ البسيطة. سقف سقف عادي
• 0.6-0.9 - يعتبر تحسين هيكل المبنى. يحتوي هذا المبنى على نوافذ زجاجية مزدوجة ، وقاعدة الأرضية سميكة ، والجدران من الطوب وهي معزولة بشكل مزدوج ، والسقف معزول بمادة جيدة.

يوجد أدناه حالة يتم فيها اختيار غلاية التدفئة وفقًا لحجم الغرفة المدفأة.

تبلغ مساحة المنزل 200 م 2 ، وارتفاع جدرانه 3 م ، والعزل الحراري من الدرجة الأولى. لا تقل درجة الحرارة المحيطة بالقرب من المنزل عن -25 درجة مئوية. اتضح أن ΔT = 20 - (-25) = 45 درجة مئوية. اتضح أنه من أجل معرفة كمية الحرارة المطلوبة لتدفئة المنزل ، تحتاج إلى إجراء الحساب التالي:

Q = 200 × 3 × 45 × 0.9 / 850 = 28.58 كيلو واط ساعة

لا ينبغي تقريب النتيجة التي تم الحصول عليها ، لأنه لا يزال من الممكن توصيل نظام إمداد الماء الساخن بالغلاية.

إذا تم تسخين ماء الغسيل بطريقة مختلفة ، فلن تحتاج النتيجة التي تم الحصول عليها بشكل مستقل إلى تعديل وتكون هذه المرحلة من الحساب نهائية.

كيف تحسب كمية الحرارة اللازمة لتسخين الماء؟

لحساب استهلاك الحرارة في هذه الحالة ، من الضروري إضافة استهلاك الحرارة لإمداد الماء الساخن بشكل مستقل إلى المؤشر السابق. لحسابها ، يمكنك استخدام الصيغة التالية:

Qw = s × m × Δt

• مع
  - الحرارة النوعية للماء ، والتي تساوي دائمًا 4200 جول / كجم كلفن ،
• م
  - كتلة الماء بالكيلو جرام
• Δt
  - فرق درجة الحرارة بين الماء الساخن والماء الوارد من مصدر المياه.

على سبيل المثال ، تستهلك الأسرة المتوسطة 150 لترًا من الماء الدافئ في المتوسط. المبرد الذي يسخن الغلاية له درجة حرارة 80 درجة مئوية ، ودرجة حرارة الماء القادم من إمدادات المياه هي 10 درجة مئوية ، ثم Δt = 80-10 = 70 درجة مئوية.

بالتالي:

Qw = 4200 × 150 × 70 = 44100000 J أو 12.25 كيلو وات ساعة

ثم عليك القيام بما يلي:

1. لنفترض أنك بحاجة إلى تسخين 150 لترًا من الماء في المرة الواحدة ، مما يعني أن سعة المبادل الحراري غير المباشر هي 150 لترًا ، لذلك يجب إضافة 12.25 كيلو واط / ساعة إلى 28.58 كيلو واط / ساعة.يتم ذلك لأن مؤشر Qzag أقل من 40.83 ، وبالتالي ، ستكون الغرفة أكثر برودة من 20 درجة مئوية المتوقعة.
2. إذا تم تسخين الماء في أجزاء ، أي سعة المبادل الحراري غير المباشر 50 لترًا ، فيجب تقسيم المؤشر 12.25 على 3 ثم إضافته بشكل مستقل إلى 28.58. بعد هذه الحسابات ، Qzag يساوي 32.67 كيلو واط / ساعة. المؤشر الناتج هو قوة المرجل اللازمة لتسخين الغرفة.

https://youtu.be/sm2yTOiXJZ8

حساب الحرارة لـ DHW

لحساب مقدار الحرارة الذي يجب إنفاقه على تسخين المياه ، تحتاج إلى استخدام الصيغة Qw = s * m * Δt:

• أين ج السعة الحرارية المحددة للماء (المؤشر دائمًا يساوي 4200 جول / كجم * كلفن) ؛
• م - كتلة الماء بالكيلو جرام ؛
• Δt فرق درجة الحرارة بين يتم تسخين المياه وإمدادها من إمدادات المياه.

اختيار مرجل بمساحة منزل خاص. كيف تحسب؟

هذا الحساب أكثر دقة لأنه يأخذ في الاعتبار عددًا كبيرًا من الفروق الدقيقة. يتم إنتاجه وفقًا للصيغة التالية:

Q = 0.1 × S × k1 × k2 × k3 × k4 × k5 × k6 × k7

1. 0.1 كيلو واط
   - معدل الحرارة المطلوبة لكل 1 م².
2. س
   - مساحة الغرفة المراد تسخينها.
3. ك 1
   يوضح الحرارة المفقودة بسبب هيكل النوافذ ، ويحتوي على المؤشرات التالية:

• 1.27 - زجاج واحد من النافذة
• 1.00 - نافذة بزجاج مزدوج
• 0.85 - زجاج ثلاثي بجانب النافذة

1. ك 2
   يُظهر الحرارة المفقودة بسبب مساحة النافذة (Sw). يشير Sw إلى مساحة الأرضية Sf. مؤشراته هي كما يلي:

• 0.8 - عند Sw / Sf = 0.1 ؛
• 0.9 - عند Sw / Sf = 0.2 ؛
• 1.0 - عند Sw / Sf = 0.3 ؛
• 1.1 - عند Sw / Sf = 0.4 ؛
• 1.2 - عند Sw / Sf = 0.5.

1. ك 3
   يظهر تسرب الحرارة عبر الجدران. يمكن أن يكون على النحو التالي:

• 1.27 - عزل حراري رديء الجودة
• 1 - يبلغ سمك جدار المنزل 2 طوب او عازل بسمك 15 سم
• 0.854 - عزل حراري جيد

1. k4
   يوضح مقدار الحرارة المفقودة بسبب درجة الحرارة خارج المبنى. لديه المؤشرات التالية:

• 0.7 ، عندما tz = -10 درجة مئوية ؛
• 0.9 لـ tz = -15 درجة مئوية ؛
• 1.1 لـ tz = -20 درجة مئوية ؛
• 1.3 لـ tz = -25 درجة مئوية ؛
• 1.5 لـ tz = -30 درجة مئوية.

1. k5
   يوضح مقدار الحرارة المفقودة بسبب الجدران الخارجية. له المعاني التالية:

• 1.1 في المبنى 1 الجدار الخارجي
• 1.2 في المبنى 2 الجدران الخارجية
• 1.3 في المبنى 3 جدران خارجية
• 1.4 في المبنى 4 جدران خارجية

1. ك 6
   يوضح مقدار الحرارة المطلوبة بشكل إضافي ويعتمد على ارتفاع السقف (H):

• 1 - لسقف ارتفاع 2.5 متر ؛
• 1.05 - لارتفاع السقف 3.0 م ؛
• 1.1 - لارتفاع السقف 3.5 م ؛
• 1.15 - لارتفاع السقف 4.0 م ؛
• 1.2 - لسقف ارتفاع 4.5 متر.

1. k7
   يوضح مقدار الحرارة المفقودة. يعتمد على نوع المبنى الذي يقع فوق الغرفة المدفأة. لديه المؤشرات التالية:

• 0.8 غرفة ساخنة
• 0.9 علية دافئة
• 1 علية باردة.

على سبيل المثال ، سنتخذ نفس الشروط الأولية ، باستثناء معلمة النوافذ ، التي تحتوي على وحدة زجاجية ثلاثية وتشكل 30٪ من مساحة الأرضية. يحتوي الهيكل على 4 جدران خارجية وعلية باردة فوقه.

ثم سيبدو الحساب كما يلي:

Q = 0.1 × 200 × 0.85 × 1 × 0.854 × 1.3 × 1.4 × 1.05 × 1 = 27.74 كيلو واط ساعة

يجب زيادة هذا المؤشر ، لذلك تحتاج إلى إضافة كمية الحرارة المطلوبة بشكل مستقل لـ DHW إذا كان متصلاً بالغلاية.

إذا لم تكن بحاجة إلى إجراء حسابات دقيقة ، فيمكنك استخدام جدول عالمي. مع ذلك ، يمكنك تحديد قوة المرجل من مساحة المنزل. على سبيل المثال ، غلاية بسعة 19 كيلو واط مناسبة لتدفئة غرفة مساحتها 150 مترًا مربعًا و 200 مترًا مربعًا للتدفئة. سوف يتطلب 22 كيلو واط.

الطرق المذكورة أعلاه مفيدة جدًا في حساب قوة المرجل لتدفئة المنزل.

طرق الحساب

للحفاظ على درجة حرارة مريحة في أماكن المعيشة ، وتجهيز نظام التدفئة بشكل مستقل ، من الضروري مراعاة فقد الحرارة من خلال قاعدة الأرضية والجدران والسقف وهياكل الأبواب والنوافذ. يجب أن يكون هناك احتياطي من الطاقة في حالة الصقيع الشديد.

حسب حجم المنطقة الساخنة

صيغة لحساب الحرارة:

س = V × ΔT × K / 850 أين

• Q هو مقدار الطاقة الحرارية ، kW / h ؛
• V هو حجم الغرفة ، m³ ؛
• ΔT هو فرق درجة الحرارة بين بيئة الهواء الخارجية والداخلية ؛
• K - معامل فقدان الطاقة الحرارية ؛
• 850 هو رقم ثابت للتحويل إلى kWh.

يمكنك حساب كمية الحرارة حسب حجم المنطقة الساخنة.

قيم المعامل الحراري لكائنات مختلفة:

• هياكل البناء المحسّنة (جدران من الطوب ، أرضيات سميكة ، نوافذ زجاجية مزدوجة في فتحات النوافذ ، يتم العزل في طبقتين) - K = 0.6-0.9 ؛
• المباني السكنية القياسية - K = 1-1.9 ؛
• بناء مبسط للمنازل بطبقة واحدة من العزل الحراري والنوافذ القياسية - K = 2-2.9 ؛
• المباني الخشبية - K = 3-4.

عند حساب كمية الحرارة المطلوبة لجميع غرف المعيشة في المنزل ، من الضروري مراعاة تسخين المياه لاحتياجات المستهلك للأسرة.

بمساحة الغرفة

عند حساب كمية الحرارة المطلوبة للغرفة ، يتم أخذ العديد من الفروق الدقيقة في الاعتبار ، لذا فإن هذه الطريقة أكثر دقة.

الصيغة: Q = 0.1 × S × k1 × k2 × k3 ... .. k7 ، أين

• معدل الطاقة الحرارية - 0.1 كيلو واط / متر مربع ؛
• S هي مساحة الإقليم ؛
• K1 - مؤشر الخسائر من خلال هياكل النوافذ (وحدة زجاجية واحدة - 1.27 ، مزدوجة - 1 ، ثلاثية - 0.85) ؛
• k2 هو استهلاك الحرارة فوق مساحة النافذة (Sw) بالنسبة إلى مساحة الأرضية Sf (عند Sw / Sf = 0.1، k2 = 0.8 ؛ على التوالي ، 0.2 إلى 0.9 ؛ 0.3 إلى 1.0 ؛ 0 و 4 إلى 1.1 و 0.5 إلى 1.2) ؛
• k3 - تسرب الطاقة عبر جدران الغرفة (عند استخدام مادة عازلة منخفضة الجودة - 1.27 ؛ استخدام مادة بسمك 15 سم أو أعمال الطوب المزدوجة - 1.0 ؛ للعزل عالي الجودة - 0.854) ؛
• k4 - فقدان الحرارة بسبب درجة الحرارة الخارجية (عند T = -10 درجة مئوية ، k4 = 0.7 ، على التوالي ، -15 درجة مئوية إلى 0.9 ؛ -20 درجة مئوية إلى 1.1 ؛ -25 درجة مئوية إلى 1 ، 3 ؛ -30 درجة مئوية إلى 1.5) ؛
• k5 - تكاليف الطاقة بسبب جدار خارجي واحد - 1.1 ؛ 2 - 1.2 ؛ 3 - 1.3 ؛ 4 - 1.4 ؛
• k6 - مقدار الحرارة الإضافي اعتمادًا على ارتفاع سقف الغرفة: H = 2.5 م ، K = 1 ، على التوالي ، 3 م إلى 1.05 ؛ 3.5 م إلى 1.1 ؛ 4 م إلى 1.15 ؛ 4.5 م إلى 1.2 ؛
• k7 - فقدان الطاقة اعتمادًا على الهيكل الموجود فوق الغرفة الساخنة (العلية الباردة - K = 1 ، معزول - 0.9 ، غرفة ساخنة - 0.8).

عند إجراء الحساب ، يتم أخذ العديد من الفروق الدقيقة في الاعتبار.

على سبيل المثال ، يحتوي المبنى على 4 جدران خارجية ، وفتحات النوافذ مجهزة بوحدات زجاجية ثلاثية ، والتي تكون معاملاتها 30٪ مقارنة بمساحة الأرضية. يوجد علية باردة بين السقف وهيكل السقف.

صيغة الحساب: Q = 0.1 × 200 × 0.85 × 1 × 0.854 × 1.3 × 1.4 × 1.05 × 1 = 27.74 كيلو واط / ساعة.

يتم زيادة المؤشر الناتج بمقدار الطاقة الحرارية اللازمة لإمداد الماء الساخن (إذا كان هذا النظام متصلاً بجهاز وقود صلب).

حساب غلاية الماء الساخن

يتم الحصول على هذا المؤشر باستخدام الصيغة التالية:

Qw = s × m × Δt ، أين

• Qv هي الطاقة اللازمة لمرجل الماء الساخن ؛
• с - السعة الحرارية النوعية للسائل (قيمة ثابتة تساوي 4200 J / kg * K) ؛
• م هي كتلة الماء ؛
• Δt هو الفرق في درجة الحرارة بين السائل البارد والسائل الساخن.

ستؤدي قوة المرجل المختارة بشكل غير صحيح إلى زيادة استهلاك الطاقة.

على سبيل المثال ، أسرة مكونة من 4 أفراد تستهلك 150 لترًا / يوم من الماء الساخن. تم تجهيز الغلاية بحامل حراري قادر على تسخين السائل القادم من نظام اتصالات مشترك من T = 10 ° C إلى T = 80 ° C. في هذه الحالة ، فرق درجة الحرارة Δt = 80-10 = 70 درجة مئوية.

نستبدل جميع القيم في الصيغة ونحصل على:

Qw = 4200 J / kg * K × 150 kg × 70 ° C = 44،100،000 J (تُترجم إلى 12.25 kW / h).

على سبيل المثال ، تحتاج إلى تسخين 150 لترًا من الماء فورًا للغسيل. وفقًا لذلك ، تبلغ سعة المبادل الحراري غير المباشر 150 لترًا. لذلك ، إلى 28.58 كيلو واط / ساعة (استهلاك الطاقة للغرفة) ، تحتاج إلى إضافة 12.25 كيلو واط / ساعة (تسخين المياه). في هذه الحالة ، تكون قيمة Qzag أقل من 40.83 كيلو واط / ساعة ، أي ستكون درجة حرارة الهواء في الغرف أقل من 20 درجة مئوية المحسوبة.

مع تسخين دفعي للسائل (سعة المبادل الحراري غير المباشر = 50 لترًا) ، ستكون التكاليف 12.25 كيلو واط / 3 = 4.08 كيلو واط / ساعة. وفقًا لذلك ، Qzag = 28.58 + 4.08 = 32.66 كيلو واط / ساعة. هذه هي الطاقة المطلوبة لمعدات التدفئة للحفاظ على درجة حرارة الغرفة أعلى من 20 درجة مئوية وتسخين وعاء بالماء للاستخدام المنزلي.

حساب القوة الحقيقية لمرجل طويل الاحتراق باستخدام مثال "Kupper PRACTIC-8"

تم تصميم تصميم معظم الغلايات لنوع الوقود المحدد الذي سيعمل عليه هذا الجهاز.إذا تم استخدام فئة أخرى من الوقود للغلاية ، والتي لم يتم إعادة تخصيصها لها ، فسوف تنخفض الكفاءة بشكل كبير. من الضروري أيضًا تذكر العواقب المحتملة لاستخدام الوقود الذي لم يتم توفيره من قبل الشركة المصنعة لمعدات الغلاية.

سنشرح الآن عملية الحساب باستخدام مثال غلاية Teplodar ، نموذج Kupper PRACTIC-8. هذه المعدات مخصصة لنظام تدفئة المباني السكنية والمباني الأخرى التي تقل مساحتها عن 80 مترًا مربعًا. أيضًا ، هذه الغلاية عالمية ويمكن أن تعمل ليس فقط في أنظمة التدفئة المغلقة ، ولكن أيضًا في الأنظمة المفتوحة مع الدوران القسري لسائل التبريد. تتميز هذه الغلاية بالخصائص التقنية التالية:

1. القدرة على استخدام الحطب كوقود ؛
2. في المتوسط ​​\ u200b \ u200b لكل ساعة ، يحرق 10 حطب ؛
3. قوة هذا المرجل 80 كيلو واط ؛
4. حجم غرفة التحميل 300 لتر ؛
5. الكفاءة 85٪.

افترض أن المالك يستخدم خشب الحور الرجراج كوقود لتدفئة الغرفة. يعطي 1 كجم من هذا النوع من الحطب 2.82 كيلو واط ساعة. لمدة ساعة واحدة ، المرجل يستهلك 15 كجم من الحطب ، لذلك ينتج حرارة 2.82 × 15 × 0.87 = 36.801 كيلو واط ساعة (0.87 هي الكفاءة).

لا يكفي هذا الجهاز لتدفئة غرفة بها مبادل حراري بحجم 150 لترًا ، ولكن إذا كان DHW يحتوي على مبادل حراري بحجم 50 لترًا ، فإن قوة هذا المرجل ستكون كافية تمامًا. من أجل الحصول على النتيجة المرجوة 32.67 كيلو واط / ساعة ، تحتاج إلى إنفاق 13.31 كجم من حطب الحور الرجراج. نجري الحساب باستخدام الصيغة (32.67 / (2.82 × 0.87) = 13.31). في هذه الحالة ، تم تحديد الحرارة المطلوبة بواسطة طريقة حساب الحجم.

يمكنك أيضًا إجراء حساب مستقل ومعرفة الوقت الذي يستغرقه المرجل لحرق كل الحطب. 1 لتر من خشب الحور الرجراج وزنه 0.143 كجم. لذلك ، تناسب حجرة التحميل 294 × 0.143 = 42 كجم من الحطب. سيكون هذا القدر من الخشب كافيًا للتدفئة لأكثر من 3 ساعات. هذا وقت قصير جدًا ، لذلك ، في هذه الحالة ، من الضروري العثور على غلاية بحجم فرن أكبر مرتين.

يمكنك أيضًا البحث عن غلاية وقود مصممة لأنواع متعددة من الوقود. على سبيل المثال ، غلاية من نفس الطراز ، فقط طراز Kupper PRO-22 ، والتي يمكن أن تعمل ليس فقط على الخشب ، ولكن أيضًا على الفحم. في هذه الحالة ، عند استخدام أنواع مختلفة من الوقود ، ستكون هناك قوة مختلفة. يتم الحساب بشكل مستقل ، مع مراعاة كفاءة كل نوع من أنواع الوقود على حدة ، وبعد ذلك يتم تحديد الخيار الأفضل.

أهمية حساب قوة المرجل

تعتمد راحتك في أبرد فترات الشتاء على مدى اختيار المرجل للتدفئة بشكل صحيح من حيث الطاقة. كما أن إمكانية تركيب غلاية تخزين للمياه الساخنة أو وضع أرضية دافئة تعتمد على ذلك. إذا كنت ستزود عائلتك بجميع مزايا الحضارة ، فيجب أن تكون قوة المرجل كافية لجميع الأجهزة الإضافية ، وليس فقط للتدفئة.

أكثر من اللازم

من الخطأ الاعتقاد أنه من الضروري أن تأخذ مرجلًا باحتياطي كيلوواط. إن قوة المعدات التي لن يتم استخدامها هي الأموال التي يتم إلقاؤها في مهب الريح ، علاوة على أنها ليست صغيرة.

هناك نقطة أخرى لماذا هذا غير مرغوب فيه - إنها تتعلق بسلامتك. إذا اشتريت غلاية قوية جدًا ، وتم إعداد نظام التدفئة بناءً على معايير المنزل ، كما يفعل الكثيرون ، فقد لا يتحمل العبء ببساطة. يمكن أن يحدث فشل في أدوات القياس ، واختراق الأنابيب بالماء المغلي بسبب الضغط العالي والحرائق وغيرها من المواقف الخطرة في أي وقت.

أقل من اللازم

إن اختيار غلاية تعمل بالوقود الصلب بطاقة أقل مما تتطلبه الغرفة هي أموال أقل تنفق من ميزانية الأسرة. يمكنك أيضًا اختيار غرفة صغيرة جدًا لغرفة المرجل. بعد كل شيء ، تتطلب غلايات الوقود الصلب ذات الطاقة المنخفضة منطقة أمان أصغر.

ومع ذلك ، فإن اختيار المعدات ذات المؤشرات المنخفضة للغاية للكيلوواط يهدد بالبرد في أشهر الشتاء. وحتى إذا كانت درجة حرارة الهواء المريحة في المنزل تتراوح بين 15 و 17 درجة مئوية ، فهذا لا يعني أنها مناسبة للمنزل نفسه ولترميمك.

في هذا المستوى من التسخين ، يمكن أن تكون الجدران رطبة في بعض الأماكن: ستقشر الخلفية وسيتكاثر الفطر. ومن ثم توقع أن تنفق على الإصلاحات والعلاج لجميع أفراد الأسرة.

بناءً على ما سبق ، يجب أن تكون غلاية الوقود الصلب مناسبة لمنزلك. خلاف ذلك ، لا يمكن تجنب التكاليف الإضافية للمال والوقت والأعصاب.