Kaip apskaičiuoti šildymo dujinio katilo galią: formulės ir skaičiavimo pavyzdys
Prieš projektuojant šildymo sistemą, montuojant šildymo įrangą, svarbu pasirinkti dujinį katilą, galintį pagaminti reikiamą šilumos kiekį patalpai. Todėl svarbu pasirinkti tokios galios įrenginį, kad jo našumas būtų kuo didesnis, o resursas – ilgesnis.
Mes papasakosime, kaip labai tiksliai apskaičiuoti dujinio katilo galią, atsižvelgiant į tam tikrus parametrus. Mūsų pateiktame straipsnyje išsamiai aprašyti visi šilumos nuostolių tipai per angas ir statybines konstrukcijas, pateiktos formulės jų apskaičiavimui. Su skaičiavimų ypatybėmis supažindina konkretus pavyzdys.
Straipsnio turinys:
Tipinės klaidos renkantis katilą
Teisingas dujinio katilo galios apskaičiavimas leis ne tik sutaupyti eksploatacinių medžiagų, bet ir padidins prietaiso naudingumo koeficientą. Įranga, kurios šilumos perdavimas viršija realius šilumos poreikius, veiks neefektyviai, o nepakankamai galingas įrenginys negalės tinkamai apšildyti patalpos.
Yra moderni automatizuota įranga, kuri savarankiškai reguliuoja dujų tiekimą, taip išvengiant netikslingų išlaidų. Bet jei toks katilas dirba maksimaliomis galimybėmis, sumažėja jo eksploatacijos trukmė.
Dėl to sumažėja įrangos naudingumo koeficientas, greičiau susidėvi detalės, susidaro kondensatas. Todėl atsiranda būtinybė apskaičiuoti optimalią galią.
Yra nuomonė, kad katilo galia priklauso tik nuo patalpos paviršiaus ploto ir bet kokiam būstui optimalus skaičiavimas yra 100 W 1 kv. m. Todėl, norint parinkti katilo galią, pavyzdžiui, 100 kv. m namui, reikės įrangos, gaminančios 100*10=10000 W arba 10 kW.
Tokie skaičiavimai iš esmės yra klaidingi dėl naujų apdailos medžiagų, patobulintų šiltinimo medžiagų atsiradimo, kurios sumažina būtinybę įsigyti didelės galios įrangą.

Šildymo dujinio katilo galios apskaičiavimą galima atlikti dviem būdais – rankiniu būdu arba naudojant specialią programą Valtec, kuri skirta profesionaliems didelio tikslumo skaičiavimams.
Reikalinga įrangos galia tiesiogiai priklauso nuo patalpos šilumos nuostolių. Sužinojus šilumos nuostolių rodiklį, galima apskaičiuoti dujinio katilo ar bet kurio kito šildymo prietaiso galią.
Kas yra patalpos šilumos nuostoliai?
Bet kokia patalpa turi tam tikrus šilumos nuostolius. Šiluma išeina per sienas, langus, grindis, duris, lubas, todėl dujinio katilo užduotis yra kompensuoti išeinančios šilumos kiekį ir užtikrinti tam tikrą temperatūrą patalpoje. Tam reikalinga tam tikra šiluminė galia.

Namo šilumos nuostoliams įtakos turi šie veiksniai.
- Namo vieta. Kiekvienas miestas turi savo klimato ypatybes. Apskaičiuodami šilumos nuostolius, turite atsižvelgti į regionui būdingą kritinę neigiamą temperatūrą, taip pat vidutinę temperatūrą ir šildymo sezono trukmę (tikslūs skaičiavimai naudojant programą).
- Sienų išdėstymas pagal pasaulio šalis. Yra žinoma, kad šiaurinėje pusėje yra vėjų rožė, todėl šioje srityje esančios sienos šilumos nuostoliai bus didžiausi. Žiemą iš vakarų, šiaurės ir rytų pusės pučia stiprus šaltas vėjas, todėl šių sienų šilumos nuostoliai bus didesni.
- Šildomo ploto dydis. Nuo patalpos dydžio, sienų, lubų, langų, durų ploto priklauso išeinančios šilumos kiekis.
- Statybinių konstrukcijų šilumos technika. Bet kuri medžiaga turi savo šiluminės varžos koeficientą ir šilumos perdavimo koeficientą – gebėjimą praleisti per save tam tikrą šilumos kiekį. Norint juos sužinoti, reikia naudoti lentelių duomenis ir taikyti tam tikras formules. Informaciją apie sienų, lubų, grindų sudėtį ir jų storį galima rasti būsto techniniame plane.
- Langų ir durų angos. Durų ir stiklo paketų dydis, modifikacija. Kuo didesnis langų ir durų angų plotas, tuo didesni šilumos nuostoliai. Skaičiavimuose svarbu atsižvelgti į sumontuotų durų ir stiklo paketų charakteristikas.
- Vėdinimo įvertinimas. Vėdinimas name visada egzistuoja, nepriklausomai nuo dirbtinės traukos buvimo. Pro atidarytus langus vyksta patalpos vėdinimas, oro judėjimas sukuriamas uždarant ir atidarant įėjimo duris, žmonėms vaikščiojant iš kambario į kambarį, o tai padeda šiltam orui išeiti iš patalpos ir cirkuliuoti.
Žinant aukščiau išvardytus parametrus, galima ne tik apskaičiuoti namo šilumos nuostolius ir nustatyti katilo galią, bet ir nustatyti vietas, kurioms reikia papildomo šiltinimo.
Šilumos nuostolių skaičiavimo formulės
Šias formules galima naudoti ne tik privataus namo, bet ir buto šilumos nuostoliams apskaičiuoti. Prieš pradedant skaičiavimus, būtina nubraižyti patalpos planą, pažymėti sienų išdėstymą pagal pasaulio šalis, pažymėti langus, durų angas, taip pat apskaičiuoti kiekvienos sienos, langų ir durų angų matmenis.

Skaičiuojant šilumos nuostolius, naudojamos dvi formulės – pirmoji skirta atitvarinių konstrukcijų šiluminės varžos vertei nustatyti, antroji – šilumos nuostoliams.
Šiluminei varžai nustatyti naudojama išraiška:
R = B/K
Čia:
- R – atitvarinių konstrukcijų šiluminės varžos vertė, matuojama (m2*K)/W.
- K – medžiagos, iš kurios pagaminta atitvarinė konstrukcija, šilumos laidumo koeficientas, matuojamas W/(m*K).
- B – medžiagos storis, užrašomas metrais.
Šilumos laidumo koeficientas K yra lentelės parametras, storis B imamas iš namo techninio plano.

Taip pat naudojama pagrindinė šilumos nuostolių skaičiavimo formulė:
Q = L × S × dT/R
Išraiškoje:
- Q – šilumos nuostoliai, matuojami vatais (W).
- S – atitvarų konstrukcijų plotas (sienų, grindų, lubų).
- dT – skirtumas tarp pageidaujamos vidaus patalpos temperatūros ir išorinės temperatūros, matuojamas ir užrašomas °C.
- R – konstrukcijos šiluminės varžos vertė, m2•°C/W, kuri apskaičiuojama pagal aukščiau pateiktą formulę.
- L – koeficientas, priklausantis nuo sienų orientacijos pagal pasaulio šalis.
Turint po ranka reikiamą informaciją, galima rankiniu būdu apskaičiuoti to ar kito pastato šilumos nuostolius.
Šilumos nuostolių skaičiavimo pavyzdys
Kaip pavyzdį apskaičiuosime namo, turinčio nurodytas charakteristikas, šilumos nuostolius.

Remiantis planu, konstrukcijos plotis yra 10 m, ilgis – 12 m, lubų aukštis – 2.7 m, sienos orientuotos į šiaurę, pietus, rytus ir vakarus. Vakarinėje sienoje įmontuoti 3 langai, du iš jų yra 1.5×1.7 m dydžio, vienas – 0.6×0.3 m.

Pietinėje sienoje įmontuotos 1.3×2 m dydžio durys, taip pat yra nedidelis langas 0.5×0.3 m. Rytų pusėje yra du langai 2.1×1.5 m ir vienas 1.5×1.7 m.
Sienos sudarytos iš trijų sluoksnių:
- sienų apkala iš medienos plaušų plokštės (izoplita) išorėje ir viduje – 1.2 cm kiekviena, koeficientas – 0.05.
- stiklo vata, esanti tarp sienų, jos storis 10 cm, o koeficientas – 0.043.
Kiekvienos sienos šiluminė varža apskaičiuojama atskirai, nes atsižvelgiama į konstrukcijos orientaciją pagal pasaulio šalis, angų skaičių ir plotą. Sienų skaičiavimo rezultatai sumuojami.
Grindys yra daugiasluoksnės, visame plote atliktos pagal tą pačią technologiją, apima:
- obliuotą (špuntuotą) lentą, jos storis 3.2 cm, šilumos laidumo koeficientas – 0.15.
- sauso išlyginimo sluoksnis iš medžio drožlių plokštės (MDP), storis 10 cm, koeficientas 0.15.
- izoliacija – mineralinė vata, storis 5 cm, koeficientas 0.039.
Tarkime, kad grindys neturi į rūsį vedančių liukų, bloginančių šilumos techniką, ir panašių angų. Vadinasi, skaičiavimas atliekamas visų patalpų plotui pagal vieną formulę.
Lubos pagamintos iš:
- medinių plokščių 4 cm su koeficientu 0.15.
- mineralinės vatos 15 cm, jos koeficientas – 0.039.
- garo ir hidroizoliacinio sluoksnio.
Tarkime, kad lubų perdanga taip pat neturi išėjimo į palėpę virš gyvenamosios ar ūkinės patalpos.
Namas yra Briansko srityje, Briansko mieste, kur kritinė neigiama temperatūra yra -26 laipsniai. Eksperimentiškai nustatyta, kad žemės temperatūra yra +8 laipsniai. Pageidaujama temperatūra patalpoje +22 laipsniai.
Sienų šilumos nuostolių apskaičiavimas
Norint rasti bendrą sienos šiluminę varžą, pirmiausia reikia apskaičiuoti kiekvieno jos sluoksnio šiluminę varžą.
Stiklo vatos sluoksnis yra 10 cm storio. Šią vertę reikia perskaičiuoti į metrus, tai yra:
B = 10 × 0.01 = 0.1
Gavome reikšmę B=0.1. Šilumos izoliacijos šilumos laidumo koeficientas – 0.043. Įrašome duomenis į šiluminės varžos formulę ir gauname:
Rstiklo=0.1/0.043=2.32
Pagal analogišką pavyzdį, apskaičiuosime izoplitos šiluminę varžą:
Rizopl=0.012/0.05=0.24
Bendra sienos šiluminė varža bus lygi kiekvieno sluoksnio šiluminių varžų sumai, atsižvelgiant į tai, kad DVP sluoksnių yra du.
R=Rstiklo+2×Rizopl=2.32+2×0.24=2.8
Nustačius bendrą sienos šiluminę varžą, galima rasti šilumos nuostolius. Kiekvienai sienai jie apskaičiuojami atskirai. Apskaičiuokime Q šiaurinei sienai.

Remiantis planu, šiaurinė siena neturi langų angų, jos ilgis – 10 m, aukštis – 2.7 m. Tada sienos plotas S apskaičiuojamas pagal formulę:
Sšiaur.sien.=10×2.7=27
Apskaičiuokime parametrą dT. Yra žinoma, kad kritinė aplinkos temperatūra Brianske – -26 laipsniai, o pageidaujama temperatūra patalpoje – +22 laipsniai. Tuomet
dT=22-(-26)=48
Šiaurinei pusei atsižvelgiama į papildomą koeficientą L=1.1.

Atlikus preliminarius skaičiavimus, galima naudoti šilumos nuostolių skaičiavimo formulę:
Qšiaur.sienos=27×48×1.1/2.8=509 (W)
Apskaičiuokime šilumos nuostolius vakarinei sienai. Remiantis duomenimis, joje yra 3 langai, du iš jų yra 1.5x1.7 m dydžio, o vienas – 0.6x0.3 m. Apskaičiuokime plotą.
Svak.sien.1=12×2.7=32.4.
Iš bendro vakarinės sienos ploto reikia išskirti langų plotą, nes jų šilumos nuostoliai bus kitokie. Tam reikia apskaičiuoti plotą.
Sokn1=1.5×1.7=2.55
Sokn2=0.6×0.4=0.24
Šilumos nuostolių skaičiavimams naudosime sienos plotą neįskaitant langų ploto, tai yra:
Svak.sienos=32.4-2.55×2-0.24=25.6
Vakarų pusei papildomas koeficientas lygus 1.05. Gautus duomenis įstatome į pagrindinę šilumos nuostolių skaičiavimo formulę.
Qvak.sienos=25.6×1.05×48/2.8=461.
Panašius skaičiavimus atliekame rytinei pusei. Čia yra 3 langai, vienas yra 1.5×1.7 m, du kiti – 2.1×1.5 m. Apskaičiuojame jų plotą.
Sokn3=1.5×1.7=2.55
Sokn4=2.1×1.5=3.15
Rytinės sienos plotas lygus:
Sryt.sienos1=12×2.7=32.4
Iš bendro sienos ploto atimame langų plotų reikšmes:
Sryt.sienos=32.4-2.55-2×3.15=23.55
Rytinės sienos papildomas koeficientas -1.05. Remdamiesi duomenimis, apskaičiuojame rytinės sienos šilumos nuostolius.
Qryt.sienos=1.05×23.55×48/2.8=424
Pietinėje sienoje yra durys, kurių parametrai 1.3×2 m, ir langas 0.5×0.3 m. Apskaičiuojame jų plotą.
Sokn5=0.5×0.3=0.15
Sdur=1.3×2=2.6
Pietinės sienos plotas bus lygus:
Spiet.sienos1=10×2.7=27
Nustatome sienos plotą be langų ir durų.
Spiet.sienos=27-2.6-0.15=24.25
Apskaičiuojame pietinės sienos šilumos nuostolius atsižvelgdami į koeficientą L=1.
Qpiet.sienos=1×24.25×48/2.80=416
Nustačius kiekvienos sienos šilumos nuostolius, galima rasti bendrus jų šilumos nuostolius pagal formulę:
Qsienų=Qpiet.sienos+Qryt.sienos+Qvak.sienos+Qšiaur.sienos
Įstatę reikšmes, gauname:
Qsienų=509+461+424+416=1810 W
Galutinai sienų šilumos nuostoliai sudarė 1810 W per valandą.
Langų šilumos nuostolių skaičiavimas
Iš viso name yra 7 langai, trys iš jų yra 1.5×1.7 m, du – 2.1×1.5 m, vienas – 0.6×0.3 m ir dar vienas – 0.5×0.3 m.
Langai, kurių matmenys 1.5×1.7 m, yra dviejų kamerų PVC profilis su I-stiklu. Iš techninės dokumentacijos galima sužinoti, kad jo R=0.53. Langai, kurių matmenys 2.1×1.5 m, yra dviejų kamerų su argonu ir I-stiklu, jų šiluminė varža R=0.75, langai 0.6×0.3 m ir 0.5×0.3 – R=0.53.
Langų plotas buvo apskaičiuotas anksčiau.
Sokn1=1.5×1.7=2.55
Sokn2=0.6×0.4=0.24
Sokn3=2.1×1.5=3.15
Sokn4=0.5×0.3=0.15
Taip pat svarbu atsižvelgti į langų orientaciją pasaulio šalių atžvilgiu.

Apskaičiuosime vakarinių langų šilumos nuostolius, atsižvelgdami į koeficientą L=1.05. Šioje pusėje yra 2 langai, kurių matmenys 1.5×1.7 m, ir vienas 0.6×0.3 m.
Qokn1=2.55×1.05×48/0.53=243
Qokn2=0.24×1.05×48/0.53=23
Iš viso bendri vakarinių langų nuostoliai sudaro
Qvak.langų=243×2+23=509
Pietinėje pusėje yra langas 0.5×0.3, jo R=0.53. Apskaičiuojame jo šilumos nuostolius, atsižvelgdami į koeficientą 1.
Qpiet. langų=0.15*48×1/0.53=14
Rytinėje pusėje yra 2 langai, kurių matmenys 2.1×1.5, ir vienas langas 1.5×1.7. Apskaičiuojame šilumos nuostolius, atsižvelgdami į koeficientą L=1.05.
Qokn1=2.55×1.05×48/0.53=243
Qlang3=3.15×1.05×48/075=212
Sumuojame rytinių langų šilumos nuostolius.
Qryt. langų=243+212×2=667.
Bendrieji langų šilumos nuostoliai bus lygūs:
Qlangų=Qryt. langų+Qpiet. langų+Qvak. langų=667+14+509=1190
Iš viso per langus išeina 1190 W šiluminės energijos.
Durų šilumos nuostolių nustatymas
Namuose numatyta vienos durys, jos įmontuotos pietinėje sienoje, jų matmenys 1.3×2 m. Remiantis paso duomenimis, durų medžiagos šilumos laidumas yra 0.14, jos storis – 0.05 m. Dėl šių rodiklių galima apskaičiuoti durų šiluminę varžą.
Rdurų=0.05/0.14=0.36
Skaičiavimams reikės apskaičiuoti jos plotą.
Sdurų=1.3×2=2.6
Po šiluminės varžos ir ploto apskaičiavimo galima rasti šilumos nuostolius. Durys yra pietinėje pusėje, todėl naudojame papildomą koeficientą 1.
Qdurų=2.6×48×1/0.36=347.
Iš viso, per duris išeina 347 W šilumos.
Grindų šiluminės varžos apskaičiavimas
Pagal techninę dokumentaciją, grindys yra daugiasluoksnės, visame plote atliktos vienodai, jų matmenys 10×12 m. Apskaičiuojame jų plotą.
Sgrindų=10×12=210.
Į grindų sudėtį įeina lentos, medžio drožlių plokštės (MDP) ir izoliacija.

Šiluminę varžą būtina apskaičiuoti kiekvienam grindų sluoksniui atskirai.
Rlentų=0.032/0.15=0.21
Rmdp=0.01/0.15=0.07
Rizoliac=0.05/0.039=1.28
Bendra grindų šiluminė varža yra:
Rgrindų=Rlentų+Rmdp+Rizoliac=0.21+0.07+1.28=1.56
Atsižvelgiant į tai, kad žiemą žemės temperatūra laikosi +8 laipsnių ribose, temperatūrų skirtumas bus lygus:
dT=22-8=14
Naudojant preliminarius skaičiavimus, galima rasti namo šilumos nuostolius per grindis.

Skaičiuodami grindų šilumos nuostolius, atsižvelgiame į koeficientą L=1.
Qgrindų=210×14×1/1.56=1885
Bendri grindų šilumos nuostoliai sudaro 1885 W.
Šilumos nuostolių per lubas skaičiavimas
Skaičiuojant lubų šilumos nuostolius, atsižvelgiama į mineralinės vatos sluoksnį ir medinius skydus. Garo- ir hidroizoliacija nedalyvauja šilumos izoliacijos procese, todėl į ją neatsižvelgiame. Skaičiavimams mums reikės rasti medinių skydų ir mineralinės vatos sluoksnio šiluminę varžą. Naudojame jų šilumos laidumo koeficientus ir storį.
Rmed.skyd=0.04/0.15=0.27
Rmin.vata=0.05/0.039=1.28
Bendroji šiluminė varža bus lygi Rmed.skyd ir Rmin.vata sumai.
Rstogo=0.27+1.28=1.55
Lubų plotas yra toks pat kaip ir grindų.
S lubų = 120
Toliau apskaičiuojami lubų šilumos nuostoliai, atsižvelgiant į koeficientą L=1.
Qlubų=120×1×48/1.55=3717
Iš viso per lubas išeina 3717 W.

Norint nustatyti bendrus namo šilumos nuostolius, reikia sudėti sienų, langų, durų, lubų ir grindų šilumos nuostolius.
Qbendr=1810+1190+347+1885+3717=8949 W
Norint šildyti namą su nurodytais parametrais, reikalingas dujinis katilas, palaikantis 8949 W arba apie 10 kW galią.
Šilumos nuostolių nustatymas atsižvelgiant į infiltraciją
Infiltracija – natūralus šilumos mainų procesas tarp išorinės aplinkos, kuris vyksta judant žmonėms namuose, atidarant lauko duris, langus.
Šilumos nuostoliams skaičiuoti vėdinimui galima naudoti formulę:
Qinf=0.33×K×V×dT
Išraiškoje:
- K – apskaičiuotas oro mainų dažnis, gyvenamosioms patalpoms naudojamas koeficientas 0.3, šildomoms patalpoms – 0.8, virtuvei ir tualetui – 1.
- V – patalpos tūris, apskaičiuojamas pagal aukštį, ilgį ir plotį.
- dT – temperatūrų skirtumas tarp aplinkos ir namo gyvenamosios dalies.
Panašią formulę galima naudoti tuo atveju, jei patalpoje įrengta ventiliacija.

Patalpos aukštis – 2.7 m, plotis – 10 m, ilgis – 12 m. Žinant šiuos duomenis, galima rasti jos tūrį.
V=2.7 × 10 × 12=324
Temperatūrų skirtumas bus lygus
dT=48
Kaip koeficientą K imame 0.3. Tada
Qinf=0.33×0.3×324×48=1540
Prie bendro skaičiuotinio rodiklio Q reikia pridėti Qinf. Galutinis rezultatas
Qbendr=1540+8949=10489.
Iš viso, atsižvelgiant į infiltraciją, namo šilumos nuostoliai sudarys 10489 W arba 10.49 kW.
Katilo galios skaičiavimas
Skaičiuojant katilo galią, būtina naudoti atsargos koeficientą 1,2. Tai reiškia, galia bus lygi:
W = Q × k
Čia:
- Q – pastato šilumos nuostoliai.
- k – atsargos koeficientas.
Mūsų pavyzdyje įstatome Q=9237 W ir apskaičiuojame reikiamą katilo galią.
W=10489×1,2=12587 W.
Atsižvelgiant į atsargos koeficientą, reikalinga katilo galia 120 m2 namo šildymui yra maždaug 13 kW.
Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema
Vaizdo instrukcija: kaip apskaičiuoti namo šilumos nuostolius ir katilo galią naudojant programą Valtec.
Kompetentingas šilumos nuostolių ir dujinio katilo galios skaičiavimas pagal formules arba programiniais metodais leidžia labai tiksliai nustatyti reikiamus įrangos parametrus, o tai leidžia išvengti nepagrįstų išlaidų kurui.
Rašykite, prašau, komentarus žemiau esančioje blokinėje formoje. Papasakokite, kaip skaičiavote šilumos nuostolius prieš perkant šildymo įrangą savo vasarnamiui arba kaimo namui. Užduokite klausimų, dalinkitės informacija ir nuotraukomis šia tema.

O kaip mes su uošviu pirkome katilą? Atėjome į parduotuvę, pardavėjas paklausė namo ploto ir parodė, iš ko rinktis. Aš uošviui sakiau: imk su galios atsarga, o jis šykštus, paėmė minimaliai.
Ir ką jūs manote? Katilas pūškuoja maksimaliai, neišsijungia, o namuose aukščiau 19-20 °C neįšyla. Dabar pirksime polistirolą ir šiltinsime sienas. Ir čia jis taupo, aš reikalauju 10 mm, o jis sako, užteks 5 mm. Ir stogas taip pat – vėjas vaikšto. Šilumos nuostoliai stipriai veikia, tai faktas.
Šykštėti namo šildymui = žiemą barškėti dantimis ir dar daugiau išleisti šiltinimui. Faktas. Todėl visada reikia imti katilą, kurio galia bent kiek didesnė nei numatoma pagal jūsų būsto plotą. Tada prietaisas nedirbs ties savo galimybių riba, o šilumos nuostoliai bus kompensuojami. Nors jų, žinoma, geriau stengtis kuo labiau sumažinti, siekiant sutaupyti mokant už elektrą.