Elegir una caldera de calefacción: cómo calcular la potencia de la caldera.

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Los desarrolladores privados probablemente estarán interesados ​​en cómo calcular correctamente la potencia de los equipos de calefacción. El artículo familiarizará a los lectores con los conceptos básicos de la metodología de los cálculos de ingeniería térmica, de modo que comprar una caldera no resulte innecesariamente costoso y una casa en invierno sea demasiado fría..

Elegir una caldera de calefacción: cómo calcular la potencia de la caldera.

Qué determina la potencia requerida

Cada edificio es único debido a los procesos de ingeniería térmica que tienen lugar en él. Al elegir una potencia de caldera, los indicadores más interesantes son las pérdidas de calor. Estrictamente hablando, la potencia de la caldera debe ser equivalente a la cantidad de calor que sale de la casa por la diferencia de temperatura entre los dos ambientes. Hay varias áreas importantes con las tasas de fuga más altas:

  1. Losa de techo y techo: hasta un 30%.
  2. Paredes y suelos: hasta un 50%.
  3. Ventanas y puertas – 15%.
  4. Ventilación – 5-10%.

Elegir una caldera de calefacción: cómo calcular la potencia de la caldera.

Para establecer valores cuantitativos de pérdida de calor, puede utilizar todo tipo de calculadoras. Los datos más precisos se calculan mediante cálculos individuales, para los que son de fundamental importancia:

  1. Espesor y material de paredes, suelos.
  2. Diferencia de temperatura entre el aire exterior e interior.
  3. El área de las paredes circundantes..
  4. Número de puertas y ventanas, tipo de unidades de vidrio.
  5. Capacidad de ventilación.
  6. La profundidad de congelación del suelo, las cargas de viento promedio en la casa y otros factores..

Hay dos formas de alcanzar la potencia nominal necesaria para mantener una temperatura agradable dentro del edificio. El primero consiste en un aumento casi ilimitado de la capacidad de los equipos de calefacción. La segunda opción implica un estudio detallado de las características técnicas térmicas de la casa, el cálculo del valor de las pérdidas de calor para cada plano de cerramiento y la eliminación factible de fugas. En este último aspecto, la investigación de imágenes térmicas de los locales y de la casa en su conjunto es cada vez más relevante..

Elegir una caldera de calefacción: cómo calcular la potencia de la caldera.

Cálculo de las pérdidas de calor del edificio.

La esencia del cálculo de la ingeniería térmica será más fácil de explicar utilizando el ejemplo de un edificio de un piso bastante primitivo. Los datos iniciales son los siguientes:

  1. Superficie total de la casa: 100 m2.
  2. Altura del techo: 2,5 m.
  3. Paredes: hormigón celular 30 cm.
  4. Superposición: vigas de madera de 25 cm de espesor con relleno de lana mineral con una densidad de 60 kg / m3.
  5. Aislamiento térmico: poliestireno expandido externo de 50 mm de espesor.
  6. Ventilación: intercambio de aire hasta 40 m3 en hora.
  7. Suelo: hormigón monolítico con relleno a 20 cm sobre el suelo de arcilla expandida triturada.

Temperatura deseada dentro de la casa: 23-25 ​​° С, en la región la temperatura promedio de enero es -5 …- 6 ° С. Dado que el cálculo se realiza para determinar la potencia máxima del sistema de calefacción, es necesario correlacionar estos datos con la temperatura más baja que se produce durante el año. Digamos que es -25 ° С, el cálculo de este valor se realizará en paralelo.

Elegir una caldera de calefacción: cómo calcular la potencia de la caldera.

Para mayor comodidad, dividiremos la casa en cuatro zonas de 25, 35 y 40 m.2, utilizando los contornos de las particiones internas como guía. Este desglose de los cálculos en pequeñas etapas también facilita el proceso..

En un área de 25 m2 hay dos paredes externas, su área total es de 26,9 m2. Además, tenemos casi 25 m2 piso y el mismo techo. Para cada tipo de envolvente de edificio, calculamos individualmente usando la fórmula:

  • Qsudor = S x (? T) x (1 + Qext1 + Qext2 + … + QaddN) x Kposes / Rogro

Aquí: S es el área de una cerca uniforme (m2).

Qext – la participación de pérdidas adicionales: por ventilación, apertura de puertas o puentes fríos, también con techos superiores a 4 m. El valor es condicional, el valor total del orden de 1,5-2 dará un buen «margen de seguridad».

Aposes – valor tabular del coeficiente de posición (posición) de la estructura de diseño con respecto al aire exterior. En cálculos aproximados, se toma igual a 1, dependiendo de la orientación de la pared varía de 1.05 a 1.1.

Rogro – resistencia a la transferencia térmica, cada material es diferente (m2Kelvin / W).

Elegir una caldera de calefacción: cómo calcular la potencia de la caldera.

Sustituyendo los valores que conocemos en la fórmula, obtenemos:

  1. Para piso Qsudor = 25 x 14 x 1,22 x 1,06 / 0,853 = 0,53 kWh para temperatura media (0,72 kWh para mínima).
  2. Para techo Qsudor = 25 x 27 x 1.95 x 1 / 1.3 = 1.01 kWh para temperatura promedio (1.76 kWh para mínima).
  3. Para paredes Qsudor = 26,9 x 30 x 1,85 x 1,05 / 1,12 = 1,44 kWh para temperatura media (2,33 kWh para mínima).

En consecuencia, la pérdida total de calor de la primera zona es de 2,98 kWh. Evitando cálculos adicionales, aumentaremos proporcionalmente la pérdida de calor de la habitación en 25 m.2 cuatro veces, habiendo recibido 11,92 kWh de promedio y 19,24 kWh de pérdida de calor máxima para toda la casa. Esta última, de hecho, es la potencia deseada de la caldera de calefacción (muy cercana a la realidad), pero no todo es tan sencillo.

Tipos de energía: ¿cuáles son las diferencias?

Si no está listo o no desea abastecer su hogar con calefacción geotérmica, existen pocas opciones para elegir un portador de energía: electricidad, gas o combustible sólido. Con respecto a los dos últimos, una cosa se puede afirmar sin ambigüedades: el equipo de la caldera en ellos tiene la capacidad de convertir solo una cierta parte del combustible en calor útil, el resto se desperdicia.

Elegir una caldera de calefacción: cómo calcular la potencia de la caldera.

Hay varias razones para esto: combustión incompleta del combustible, pérdida de parte del calor con productos de combustión, fallas automáticas que conducen a un sobrecalentamiento inercial. Por lo tanto, hasta un tercio del dinero gastado en calefacción a gas se desperdicia, los combustibles sólidos tienen fugas aún mayores..

Las calderas eléctricas carecen de este inconveniente: cuántos kilovatios de potencia perdió el cable de entrada, casi la misma cantidad quedó dentro de la casa, porque la conversión de energía se realiza con una eficiencia del 99% para casi todos los tipos de calentadores.

Elegir una caldera de calefacción: cómo calcular la potencia de la caldera.

Qué determina la eficiencia de la caldera.

En primer lugar, de la descarga correcta. Para equipos de gas, esta es la capacidad del quemador, para equipos de combustible sólido, la masa de combustible en el horno. Seleccione de manera óptima la cantidad de combustible de tal manera que todo el calor de su combustión pueda ser absorbido por los intercambiadores de calor..

Es muy importante entender que cuanto más cerca está la potencia nominal de la caldera del pico, más pronunciada es la transferencia de calor incompleta y la combustión químicamente defectuosa. Es óptimo seleccionar la potencia de la caldera un 20-25% más alta que el pico esperado, para que el equipo no funcione en el modo de forzado mejorado.

Elegir una caldera de calefacción: cómo calcular la potencia de la caldera.

Mucho también depende del diseño de la caldera. Las unidades modernas brindan protección contra la pérdida de calor a través del cuerpo, ambiente continuo del horno con un refrigerante y esquemas de control automático altamente eficientes. No olvide también la importancia del control de tracción: la mayor parte del combustible no se quema debido a la falta de oxígeno..

Equipos de automatización y auxiliares

Depende de usted: solo aumentar la potencia de la caldera o intentar mejorar su eficiencia. Esto último se puede lograr mediante la instalación de automatización, que calentará el refrigerante en momentos óptimos de alta diferencia de temperatura, manteniendo una temperatura del aire constante. La eficiencia de calentar el agua en el sistema también se puede aumentar mediante la circulación forzada y la sobrepresión..

Elegir una caldera de calefacción: cómo calcular la potencia de la caldera.

Existe un considerable arsenal de medios para utilizar el calor residual: todo tipo de recuperadores y economizadores. Podemos decir con confianza que dicho equipo de caldera funciona bien a capacidades superiores a 40 kW, pero incluso a menor escala, el equipo puede ser bastante eficaz..

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