Как рассчитать мощность котла отопления по площади частного дома?

Основа любого отопления — котел. От того, насколько верно подобраны его параметры зависит будет ли тепло в доме. А чтобы параметры были верными необходимо рассчитать мощность котла.

Это не самые сложные вычисления — на уровне третьего класса, нужен будет только калькулятор и некоторые данные по вашем владениям.

Содержание статьи

• 1 Для чего нужны расчёты?
• 2 Как рассчитать мощность котла?
• 3 Корректировка расчётов
• 4 Нормы СниП

Для чего нужны расчёты?

Система отопления должна полностью восполнить все теплопотери в доме, для чего и проводится расчет мощности котла.

Здание постоянно выделяет тепло наружу. Теплопотери в доме бывают различными и зависят от материала контруктивных частей, их утепления.

Это влияет на расчетные показатели теплового генератора. Если подходить к расчетам максимально серьезно, следует заказать их у специалистов, по результатам подбирается котел и рассчитываются все параметры.

Самому рассчитать теплопотери не очень сложно, но требуется учитывать множество данных о доме и его составляющих, их состоянии.

Более легким способом является применение специального прибора для определения тепловых утечек – тепловизора.

На экране небольшого прибора отображаются не расчетные, а фактические потори. Он наглядно показывает места утечек, и можно принять меры для их устранения.

А может, никакие расчеты не нужны, просто взять мощный котел и дом теплом обеспечен? Не все так просто. В доме действительно будет тепло, комфортно, пока не придет пора кое о чем задуматься.

У соседа такой же дом, в доме тепло, а за газ он платит намного меньше. Почему? Он рассчитал необходимую производительность котла, она у него на треть меньше.

Приходит понимание – совершена ошибка: покупать котел без расчета мощности не следует. Потрачены лишние деньги, часть топлива расходуется впустую и, что кажется странным, недогруженный агрегат быстрее изнашивается.

Слишком мощный котел можно догрузить для нормальной работы, например, задействовав для нагрева воды или подключить ранее не отапливаемое помещение.

Котел с недостаточной мощностью не обогреет дом, будет постоянно работать с перегрузкой, что приведет к преждевременному выходу из строя. Да и топливо он будет не просто потреблять, а жрать, и все равно хорошего тепла в доме не будет.

Выход один – установить другой котел. Деньги ушли на ветер – покупка нового котла, демонтаж старого, установка другого – все не бесплатно.

А если учесть еще моральные страдания из-за совершеной ошибки, возможно, отопительный сезон, пережитый в холодном доме?

Вывод однозначный – покупать котел без предварительных расчетов нельзя.

Как рассчитать мощность котла?

Наиболее простой способ расчета необходимой мощности прибора теплогенерации – по площади дома.

При анализе расчетов, проведенных на протяжении многих лет, была выявлена закономерность: 10 м2 площади можно отопить должным образом, используя 1 киловатт теплоэнергии.

Это правило справедливо для зданий со стандартными характеристиками: потолок высотой 2,5–2,7 м, утепление среднее.

Если жилье вписывается в эти параметры, измеряем его общую площадь и приблизительно определяем мощность теплового генератора.

Результаты расчетов всегда округляем в сторону увеличения и немного увеличиваем, чтобы иметь в запасе некоторую мощность.

Используем очень простую формулу: W=S×Wуд/10:

• здесь W – это искомая мощность теплового котла;
• S – общая отапливаемая площадь дома с учетом всех жилых и бытовых помещений;
• Wуд – удельная мощность, необходимая для отопления 10 квадратных метров, корректируется для каждого климатического пояса.

Для наглядности и большей ясности рассчитаем мощность теплогенератора для кирпичного дома.

Он имеет размеры 10×12 м, умножаем и получаем S – общую площадь, равную 120 м2. Удельную мощность – Wуд принимаем за 1,0.

Производим расчеты по формуле: площадь 120 м2 умножаем на удельную мощность 1,0 и получаем 120, делим на 10 – в результате 12 киловатт.

Именно котел отопления мощностью 12 киловатт подойдет для дома со средними параметрами. Это исходные данные, которые будем корректировать в ходе дальнейших расчетов.

На рынке очень много агрегатов с подобными характеристиками, например, твердотопливные котлы из линейки «Куппер Эксперт» от компании Теплодар, мощность которых варьируется от 15 до 45 киловатт.

Корректировка расчётов

На практике жилье со средними показателями встречается не так уж часто, поэтому при расчетах системы учитываются дополнительные параметры.

Об одном определяющем факторе – климатической зоне, регионе, где будет использоваться котел, речь уже шла.

Приведем значения коэффициента Wуд для всех местностей:

• средняя полоса служит эталоном, удельная мощность составляет 1–1,1;
• Москва и Подмосковье – результат умножаем на 1,2–1,5;
• для южных регионов – от 0,7 до 0,9;
• для северных областей она поднимается до 1,5–2,0.

В каждой зоне наблюдаем определенный разброс значений. Поступаем просто – чем южнее местность в климатической зоне, тем ниже коэффициент; чем севернее, тем выше.

Приведем пример корректировки по регионам. Предположим, что дом, для которого рассчеты проводились раньше, расположен в Сибири с морозами до 35°.

Берем Wуд равное 1,8. Тогда полученное число 12 умножаем на 1,8, получаем 21,6. Закругляем в сторону большего значения, выходит 22 киловатта.

Разница с первоначальным результатом почти вдвое, а ведь учитывалась всего одна поправка. Так что корректировать расчеты необходимо.

Кроме климатических условий регионов, для точных расчетов учитываются и другие поправки: высота потолка и теплопотери здания. Среднестатистическое значение высоты потолков – 2,6 м.

Если высота значительно отличается, высчитываем значение коэффициента – фактическую высоту делим на среднюю. Предположим, высота потолка в здании из ранее рассматриваемого примера 3,2 м.

Считаем: 3,2/2,6=1,23, округляем, выходит 1,3. Выходит, для обогрева дома в Сибири площадью 120 м2 с потолками 3,2 м требуется котел 22 кВт×1,3=28,6, т.е. 29 киловатт.

Также очень важно для правильных расчетов принимать во внимание теплопотери здания. Тепло теряется в любом доме, независимо от его конструкции и вида топлива.

Через слабо утепленные стены может уйти 35% теплого воздуха, через окна – 10% и больше. Неутепленный пол заберет 15%, а крыша – все 25%. Даже один из этих факторов, если он присутствует, следует принимать во внимание.

Используют специальное значение, на которое умножают полученную мощность. Он имеет такие показатели:

• для кирпичного, деревянного или дома из пеноблоков, которому более 15 лет, с хорошим утеплением, К=1;
• для других домов с неутепленными стенами К=1,5;
• если у дома, кроме неутепленных стен, не утеплена крыша К=1,8;
• для современного утепленного дома К=0,6.

Вернемся к нашему примеру для расчетов – дому в Сибири, для которого по нашим расчетам понадобится нагревательное устройство мощностью 29 киловатт.

Предположим, что это современный дом с утеплением, тогда К= 0,6. Подсчитываем: 29×0,6=17,4. Добавляем 15–20%, чтобы иметь запас на случай экстремальных морозов.

Итак, мы рассчитали требуемую мощность теплогенератора, используя следующий алгоритм:

1. Узнаем общую площадь отапливаемого помещения и делим на 10. Число удельной мощности при этом игнорируется, нам нужны средние исходные данные.
2. Учитываем климатическую зону, где находится дом. Ранее полученный результат умножаем на коэффициентый показатель региона.
3. Если высота потолка отличается от 2,6 м, учитываем и это. Узнаем коэффициентное число, поделив фактическую высоту на стандартную. Мощность котла, полученную с учетом климатической зоны, умножаем на это число.
4. Делаем поправку на теплопотери. Предыдущий результат умножаем на коэффициентный показатель теплопотерь.

Выше речь шла исключительно о котлах, которые используются исключительно для отопления. Если прибор используется для нагрева воды, рассчетную мощность следует увеличить на 25%.

Обращаем внимание, что резерв для подогрева рассчитывается после коррекции с учетом климатических условий.

Полученный после всех расчетов результат довольно точный, его можно использовать для выбора любого котла: газового, на жидком топливе, твердотопливного, электрического.

Нормы СниП

Рассчитывая отопительное оборудование для квартир, можно ориентироваться на нормы СНиП. Строительные нормы и правила определяют, сколько тепловой энергии понадобится, чтобы нагреть 1 м3 воздуха в зданиях типовой постройки.

Такой способ называют расчетом по объему. В СНиП приводятся такие нормы расхода тепловой энергии: для панельного дома – 41 Вт, для кирпичного – 34 Вт. Расчет простой: объем квартиры умножаем на норму расхода теплоэнергии.

Приводим пример. Квартира в кирпичном доме площадью 96 кв. м., высота потолков – 2,7 м. Узнаем объем – 96×2,7=259,2 м3. Умножаем на норму – 259,2×34=8812,8 Вт. Переводим в киловатты, получаем 8,8.

Для панельного дома расчеты проводим аналогично – 259,2×41=10672,2 Вт или 10,6 киловатт. В теплотехнике округление проводят в большую сторону, но, если принять во внимание энергосберегающие пакеты на окнах, то можно округлить и в меньшую.

Полученные данные о мощности оборудования являются исходными. Для более точного результата понадобится коррекция, но для квартир она осуществляется по другим параметрам.

Первым делом учитывается наличие неотапливаемого помещения или его отсутствие:

• если этажом выше или ниже располагается отапливаемая квартира, применяем поправку 0,7;
• если такая квартира не отапливается, ничего не меняем;
• если под квартирой подвал или над ней чердак – поправка равна 0,9.

Учитываем также количество наружных стен в квартире. Если на улицу выходит одна стена, применяем поправку 1,1, две –1,2, три – 1,3. Методику расчета мощности котла по объему можно применить и для частных кирпичных домов.

Итак, рассчитать необходимую мощность отопительного котла можно двумя способами: по общей площади и по объему.

В принципе, полученными данными можно пользоваться, если дом среднестатистический, умножив их на 1,5.

Но если существуют значительные отклонения от средних параметров в климатической зоне, высоте потолков, утеплении, лучше провести коррекцию данных, потому что первоначальный результат может значительно отличаться от окончательного.

Как рассчитать мощность котла отопления для дома по площади?

Расчет оптимальной мощности котла отопления является основополагающим фактором функционирования всей системы в целом. Ситуации, когда температура в помещении бывает недостаточной или превышает допустимые нормы, довольно часты. Это первый признак неправильного подхода к выбору мощности котла. Для чего необходим точный расчет этого параметра?

• Поддержание комфортной температуры как во всем доме, так и в отдельных помещениях.
• Оптимальный расход энергоносителя (газ, твердое топливо и т.д.). С учетом высоких цен это задача актуальна как никогда.

В настоящее время для расчета могут применяться 2 основные методики, которые отличаются показателями и степенью погрешности:

1. Учет номинальной мощности котла и площади помещения.
2. Берется в расчет сопротивление теплопередачи наружных стен.

Учет номинальной мощности котла и площади помещения

Каждый производитель котельного оборудования для частных домов и квартир указывает в паспорте мощность и обогреваемую площадь помещения. Согласно текущим нормам, удельная мощность берется из расчета:

• 100 Вт на 10 м² обогреваемого помещения.

Т.е., для дома с общей площадью 110 м² теоретически оптимально подойдет котел мощностью 11 кВт. Но этот показатель не учитывает особенности климата того или иного региона. Поэтому, необходимо брать во внимание поправочный коэффициент Wуд.

С учетом этого формула расчета мощности котла будет выглядеть так:

 Wкт = Sпм х Wуд

Где:

• Wкт – расчетная мощность котла, Вт;
• Sпм — площадь дома, м²;
• Wуд – поправочный коэффициент, кВт/ м².
• Для примера сделаем расчеты для дома, находящегося в центральном регионе, площадью 110 м.кв:

  Wкт =110 х  0,15 = 16,5 кВт

Таблица поправочных коэффициентов для различных регионов:

Климатическая зона	Поправочный показатель, кВт/м²
Центральная европейская часть	0,1-0,15
Северная часть – Архангельская обл., Карелия и т.д.	0,15-0,2
Южные области	0,07-0,09

Следующим важным показателем является объем теплоносителя в системе. Его среднее количество равно 15 литрам на 1 кВт мощности котла. Для нашего расчета оптимальный объем будет составлять:

V = 15 х 16,5 = 247 литров

Данная методика расчета имеет некоторую неточность, так как не учитывает теплофизические параметры помещения.

Расчет с учетом сопротивления теплопередачи стен

Профессиональный расчет должен включать в себя сопротивление теплопередачи для наружных стен. Основные тепловые потери происходят именно из–за разности температур в помещении и на улице. От свойств стеновых перекрытий сохранять тепло во многом зависит расчет требуемой мощности котла, так что утеплять стены дома нужно качественным материалом.

Для расчета необходимо знать сопротивление теплопередачи стен – потери энергии при разности температуры на 1м². Температурная разница должна учитывать оптимальную комнатную температуру и максимальную для улицы:

Итого, для средних регионов этот показатель будет равен 55.

В таблице приведены показатели сопротивления теплопередачи для основных строительных материалов.

При расчете необходимо учитывать и физические показатели оконных конструкций, которые приведены ниже.

В качестве примера рассчитаем тепловые потери для дома со следующими параметрами:

1. Площадь наружных стен (материал — кирпич, 67 см. толщина) – 37 м².
2. Площадь оконных конструкций (4_10_4_10_4) – 8,7 м².
3. Площадь пола (дерево) — 65 м².
4. Площадь потолка (дерево)– 65 м²

Сопротивление теплопередачи для стены равно:

Далее рассчитываем тепловые потери для каждой ограждающей конструкции:

• Стены – 37*109=4033 Вт.
• Окна – 8,7*106=922 Вт.
• Пол – 65*26=1690 Вт.
• Потолок – 65*35=2275 Вт.

Суммируя, получаем общие тепловые потери для дома – 8920 Вт.

Исходя из этого, оптимальная мощность котла для поддержания комнатной температуры в 22°С при температуре на улице -30°С должна состоять из суммы номинальной мощности + тепловые потери.

Для дома в 65 м² мощность котла должна равняться:

Где:

• W – расчетная мощность котла;
• S – площадь дома;
• Wуд – поправочный коэффициент, кВт/ м².
• Wпот – тепловые потери.

Исходя из полученной мощности рассчитаем необходимый объем теплоносителя:

Применение данного метода расчета позволит максимально точно спроектировать систему отопления. Рекомендовано к полученным результатам прибавлять так называемый запас прочности – около 10%. Это даст возможность поддерживать необходимую температуру в помещении даже при понижении уличной ниже расчетной величины. Если данные вычисления покажутся Вам сложными, можете воспользоваться калькулятором расчета мощности котла.

мощность

Поделиться с друзьями

Решено! Какой размер печи мне нужен? Как рассчитать размер печи

Фото: depositphotos.com

В: Я ищу новую печь и обнаружил, что они бывают разных размеров и моделей. Печь какого размера мне нужна для эффективного обогрева дома? Сколько BTU мне нужно?

A: Правильный размер печи имеет решающее значение для любого дома. Эффективно отапливаемый дом – это не только комфорт жильцов, но и их безопасность. Особенно в холодном климате зимняя погода может привести к замерзанию или разрыву труб. Кроме того, дома, которые не отапливаются должным образом, могут быстро увеличить счета домовладельца.

Мощность печей и котлов измеряется в БТЕ или британских тепловых единицах. Это количество энергии, необходимое для повышения температуры одного фунта воды на один градус по Фаренгейту. Поскольку потребности в домашнем отоплении сильно различаются, печи бывают разных размеров и с рейтингом БТЕ. Вот как рассчитать, какой размер печи необходим. Помните, что это число будет ориентировочным, и ваш квалифицированный установщик HVAC сможет определить точный размер и модель, которые лучше всего подходят для вашего дома.

Нужна новая печь?

Позвоните профессионалу с самым высоким рейтингом. Получите бесплатные оценки без обязательств от ближайших к вам экспертов.

Найдите профессионала

+

Размер дома является наиболее важным фактором при определении размера печи.

Фото: depositphotos.com

Наиболее важным фактором при определении размера печи является площадь дома. Эту информацию можно найти на чертеже дома или в закрывающих документах. Однако, если эти цифры недоступны, просто измерьте «прямоугольники» на каждом этаже дома, умножив ширину на длину для каждого прямоугольника. Сложите эти суммы, чтобы найти общую площадь дома.

Рассмотрим следующие примеры для быстрой системы отсчета. Помещение площадью от 100 до 200 квадратных футов, например, небольшой домашний офис, будет иметь среднюю рекомендацию от 4000 до 8000 БТЕ. Для помещения площадью от 800 до 900 квадратных футов, такого как небольшой дом или таунхаус с двумя спальнями, рекомендуется от 30 000 до 45 000 БТЕ. Среднему дому площадью 2000 квадратных футов потребуется от 80 000 до 115 000 БТЕ для эффективного обогрева.

Нужна новая печь?

Позвоните профессионалу с самым высоким рейтингом. Получите бесплатные оценки без обязательств от ближайших к вам экспертов.

Найдите Pro

+

В зависимости от вашего климата вам потребуется от 30 до 60 БТЕ на квадратный фут дома.

В то время как общий размер дома является наиболее важным фактором при определении размера печи, климат также играет важную роль. В Соединенных Штатах для среднего дома потребуется от 30 до 60 БТЕ на квадратный фут, в зависимости от коэффициента обогрева климатической зоны региона.

Калькулятор размера печи или калькулятор БТЕ отопления будет использовать следующую формулу, которую домовладельцы могут быстро рассчитать, чтобы определить, сколько БТЕ необходимо на квадратный фут:

Площадь дома x Климатическая зона Коэффициент обогрева = Суммарная тепловая мощность, необходимая для эффективного обогрева дома. В Зоне 1 (которая включает южный Техас и большую часть Флориды) домам потребуется от 30 до 35 БТЕ на квадратный фут для правильного обогрева. С другой стороны, для домов в Зоне 7 (включая северный Висконсин и большую часть штата Мэн) потребуется до 60 БТЕ на квадратный фут. Имейте в виду, что домам в зонах с 1 по 3 может вообще не понадобиться печь, и они могут контролировать температуру с помощью теплового насоса; однако для домов в зонах с 4 по 7 обычно требуется тепловая мощность печи.

Фото: depositphotos. com

Теплоизоляция дома может быть определяющим фактором при выборе печи большого размера.

Часто упускаемый из виду фактор при использовании калькулятора BTU — теплоизоляция дома. Изоляция играет решающую роль в энергоэффективности, поскольку она помогает поддерживать существующую температуру в доме, другими словами, сохранять тепло зимой и прохладу летом. Дом с хорошей теплоизоляцией позволит снизить расходы на электроэнергию, потому что системам отопления и охлаждения не нужно так усердно работать. И наоборот, в плохо изолированном помещении будут утечки воздуха, что заставит системы HVAC выталкивать больше воздуха для достижения желаемой температуры домовладельца.

Нужна новая печь?

Позвоните профессионалу с самым высоким рейтингом. Получите бесплатные оценки без обязательств от ближайших к вам экспертов.

Найдите профессионала

+

Для каждой климатической зоны существует диапазон рекомендуемых БТЕ на квадратный фут. Для нового дома с хорошей изоляцией используйте нижний диапазон для зоны. Если в доме старая или недостаточная изоляция, рекомендуется использовать более высокий диапазон. Двухэтажные дома также потребуют немного меньшей БТЕ на квадратный фут, так как второй этаж помогает изолировать пространство. Если вы сомневаетесь, лучше выбрать печь с более высоким рейтингом BTU.

Учитывайте возраст дома, количество окон и КПД печи.

Помимо качества и количества изоляции, возраст дома и количество окон также могут влиять на качество изоляции. Новые дома, как правило, имеют лучшую и недавно обновленную изоляцию, что означает меньше потенциальных зон для выхода воздуха. Кроме того, чем больше окон в доме, тем больше вероятность того, что горячий воздух будет выходить наружу. Это особенно актуально для старых окон, у которых могут быть сломаны уплотнители или другие повреждения, которые могут вызвать утечку воздуха.

Другим фактором, который следует учитывать, является рейтинг эффективности печи. Печи обычно маркируются двумя ключевыми числами: номинальная мощность в БТЕ и рейтинг эффективности. Последнее указывает на то, насколько эффективно печь может откачивать горячий воздух. Газовые печи должны иметь как минимум 78-процентный рейтинг эффективности, хотя высококлассные газовые модели могут иметь рейтинг ближе к 97 процентам. Чтобы определить фактическую мощность БТЕ, умножьте входную мощность БТЕ на рейтинг эффективности в процентах. Например, печь мощностью 100 000 БТЕ и 80-процентным КПД будет иметь выходную мощность 80 000 БТЕ. Кроме того, имейте в виду, что эффективность печи будет снижаться со временем и использованием — устройство к концу срока службы не будет иметь такой же мощности, как при первой покупке.

Несколько советов, которые следует помнить при установке новой печи: Печь, которую регулярно обслуживают, со временем также будет работать более эффективно. Газовую печь следует обслуживать не реже одного раза в год, а в идеале весной и осенью — после и до пикового использования отопления. Регулярное техническое обслуживание позволяет выявлять и устранять небольшие проблемы, которые со временем могут усугубиться, и обеспечивать отсутствие засоров или утечек в печи, чтобы она работала с максимальной эффективностью. Регулярное техническое обслуживание домовладельца, такое как замена фильтра печи каждые 3 месяца, также обеспечит наилучшую работу печи.

Нужна новая печь?

Позвоните профессионалу с самым высоким рейтингом. Получите бесплатные оценки без обязательств от ближайших к вам экспертов.

Найдите Pro

+

Слишком маленькая печь может привести к неравномерному нагреву и увеличению счетов.

Если домашняя печь слишком мала, она не сможет эффективно обогреть все помещение. Особенно в более холодном климате или в особенно холодные дни печь не справляется с падением температуры, что часто приводит к недостаточному или неравномерному нагреву. Это означает, что устройство будет работать постоянно (и может даже не иметь заметного значения), что приведет к более высоким счетам за электроэнергию и большему износу устройства.

Фото: depositphotos.com

Слишком большая печь может сделать дом неудобным, иметь более короткий срок службы и тратить энергию.

Зная проблемы, которые могут возникнуть из-за слишком маленькой печи, домовладельцы могут предположить, что чем больше, тем лучше. Однако у слишком большой печи есть свои проблемы. Поскольку большие обогреватели обычно работают быстрыми импульсами, они могут часто включаться и выключаться, перегревая одни участки дома и оставляя другие холодными. Эта постоянная цикличность не только приводит к трате энергии, но и может привести к более быстрому износу системы, что потребует более частого ремонта или даже замены.

Нужна новая печь?

Позвоните профессионалу с самым высоким рейтингом. Получите бесплатные оценки без обязательств от ближайших к вам экспертов.

Find a Pro

+

Если ваша текущая печь слишком велика или слишком мала, подумайте о ее замене или вызовите специалиста, чтобы он помог оценить вашу текущую систему HVAC.

Печь соответствующего размера будет постепенно нагревать дом, что повышает энергоэффективность и продлевает срок службы устройства. Если домовладельцы замечают такие проблемы, как неравномерный нагрев и постоянная работа или цикличность, печь может быть слишком большой или слишком маленькой для помещения. У печей тоже есть свой срок службы, как и у любой другой бытовой техники — от 15 до 30 лет. Вызов профессионала для оценки текущей системы HVAC может помочь определить, пора ли заменить печь.

При установке новой печи не в ваших интересах идти в магазин товаров для дома и покупать самую дешевую модель, чтобы попытаться сэкономить деньги. Даже если вы сделаете расчеты самостоятельно, на мощность и эффективность печи будут влиять другие факторы, в том числе состояние вашей изоляции и воздуховодов.

Средняя стоимость замены печи составляет от 2000 до 7000 долларов. Цены будут варьироваться в зависимости от размера и эффективности, а также от типа используемого топлива. Печи бывают моделей на природном газе, электричестве и жидком топливе, каждая из которых требует различных настроек и использует различное количество топлива. Специалист по HVAC может ответить на любые вопросы и определить, какой тип и размер печи лучше всего подходят для данного дома.

Найдите проверенных местных профессионалов для любого домашнего проекта

Найдите профессионалов сейчас

+

Площадь поверхности котла

Площадь поверхности котла Поверхность Области могут вводить в заблуждение.
В.Ганапати
Некоторые инженеры считают, что чем больше площадь поверхности, тем лучше котел дизайн. Это неправильно. Сравнение конструкций котлов в зависимости от поверхности одни только области могут ввести в заблуждение. Основное уравнение для передачи энергии:
Q=USDT,где Q=передаваемая энергия, U=общий коэффициент теплопередачи, S=площадь поверхности и DT=логарифмическая разность средних температур. Для заданных DT и Q ,S является функцией U.Выше U, меньше S и наоборот.

Несколько переменных влияют U в водотрубных котлах, таких как анализ газа, температура, скорость газа, жидкость скорость внутри труб, размер труб, расстояние между трубами и конфигурация ребер. В в случае жаротрубных котлов также большую роль играют размеры труб.
В приведенном ниже примере показана конструкция жаротрубного котла-утилизатора для следующего параметры с использованием разных размеров труб. Пример полностью отработан в моей книге “Настольная книга котлов-утилизаторов”. Представлены только результаты здесь. Помните, что обязанность одинакова во всех случаях.
газ расход = 100 000 фунтов/ч при температуре от 1300 до 474 F с манометрическим давлением 150 фунтов на кв. дюйм пар.Газовый анализ: % объема co2=12,h3o=12,n2=70 и o2=6. Факторы загрязнения на стороне газа = 0,002 и 0,001 на стороне пара.

трубка размер,в	1,75×1,521	1,75×1,521	1,75×1,521	2,5×2,238	2,5×2,238	2,5×2,238
скорость, кадр/с	98	123	163	98	123	162
трубы	1000	800	600	470	375	280
длина, фут	15,75	16,75	18	24,75	26,0	28,5
площадь, фут2	6269	5333	4298	6812	6710	4673
Уи	9,47	11. 08	13,70	8,73	10.29	12,72
Дпг, дюйм туалет	2,05	3,34	6,23	1,95	3,16	6,00

(уи относится к общему коэффициенту теплопередачи на основе внутреннего диаметра трубы и DPg падение давления газа)
Выводы
1.Ас размер трубы уменьшается, требуемая площадь поверхности меньше из-за более высокого U. Коэффициент теплопередачи зависит от размера трубы и увеличивается по мере уменьшения диаметра. О корреляциях, процедурах расчета см. книги автора.
2. Трубка требуемая длина уменьшается по мере уменьшения размера трубы при том же давлении газа падение и нагрузка. Это около 17 футов для 1,75-дюймовых трубок по сравнению с 26 футов для 2,5-дюймовых трубок. в трубках для перепада давления газа около 3,4 дюймов водяного столба.
3.А скорость газа увеличивается, площадь поверхности уменьшается, а падение давления газа увеличивается. Разница между максимальной и минимальной скоростью газа составляет 50 %.
Отсюда просто глядя на площади поверхности без оценки других переменных может ввести в заблуждение. Инженеры по закупкам часто совершают этот грех. используя электронные таблицы, когда они представляют данные руководству!! Отныне Пожалуйста, избегайте этого! Таблица, показывающая площади поверхности, не имеет смысла без соответствующие коэффициенты теплопередачи, данные о перепаде давления.
В упаковке Парогенераторы
В в случае комплектных водотрубных котлов, есть больше переменных, которые можно сбить с толку инженер. В блочном парогенераторе, например, пароперегреватель могут находиться в разных регионах. У нас есть, например, конвективный и лучистые пароперегреватели.   Возможности радиационных и конвективных пароперегревателей
С Расположение пароперегревателя в разных конструкциях разное, среднее логарифмическое температура также отличается. Площади печи могут быть разными, что приводит к различная температура газа, поступающего в конвекционную банку. Температура газа влияет не только на конвективное, но и на несветовое тепловое излучение. коэффициент передачи. Следовательно, U будет другим, что приведет к значительному различные площади поверхности. Кроме того, расстояние между трубками может быть разным, влияя на теплообмен в конвективных секциях.
Присутствие плавников также может усложнить ситуацию, как обсуждалось в другой статье. С оребренные трубы, вы даже можете иметь большую площадь поверхности и при этом передавать меньше долг! Нагревать Перенос с ребристыми трубками
Мой предложение: посмотрите на общую производительность, падение давления газа, мощность вентилятора потребление, расход топлива, выбросы, а затем решить. Не заключай что, поскольку некоторые поставщики показывают большую площадь поверхности, их котел лучше. Кроме того, необходимо проверить площади поверхности. Не принимайте значения, указанные в таблицах. опубликовано несколько лет назад как совершенно верное. Некоторые поставщики включают даже огнеупорная поверхность частично покрыта трубами или используется трубка по окружности площадь поверхности в лучистых секциях вместо проецируемой площади. Ниже приведен пример блочный водотрубный котел с такими же общими характеристиками, но с разной площадью поверхности. Идея заключается в том, чтобы подчеркнуть тот факт, что площади поверхности для одной и той же общей производительности могут быть разными. котлы генерируют 100 000 фунтов насыщенного пара в час при давлении 300 фунтов на кв. дюйм, используя 230 F питательная вода при 2 % продувки. природный газ является топливом при 10 % избытке воздуха. Противодавление в печи 7 дюймов водяного столба, КПД 84,3 % ВТС и котла Duty=100,8 млн БТЕ/ч в обоих случаях.

деталь	котел 1	котел 2
печь ширинаxвысотаxдлина	6х10х22	6x10x29
печь проектная зона (дежурная)	802(36.6)	1026(40.4)
объемный HRR(БТЕ/фут3ч)	90 500	68 700
область HRR(БТЕ/фут2ч)	149,000	116 600
температура газа на выходе из печи, F	2364	2255
котел температура газа на выходе, F	680	610
экономайзер температура газа на выходе, F	315	315
испаритель поверхность(обязанность)	3972(53. 7)	4760(52.1)
экономайзер поверхность(обязанность)	8384(10,5)	8550(8.3)
геометрия	испаритель/экономик	испаритель/экономик
труб/ряд	15.11.	15.10.
номер глубокий	66/14	87/10
длина, фут	9,5/11	9,5/10
ребра экономайзера	3x.75x.05x.157	5x.75x.05x.157
поперечный шаг, в	4/4	4.375/4

 (дежурный выше указано в млн БТЕ/ч. площадь в футах2 и скорость выделения тепла на основе ВТС)
Поверхность котла-утилизатора Области
С котлы-утилизаторы с ребристыми поверхностями и различной плотностью ребер. быть предельно осторожным при оценке площади поверхности. Как показано на статья о теплопередаче оребренных труб, площадь поверхности может варьироваться на 50-200 % за ту же пошлину.

Пример: Газовая турбина HRSG производит насыщенный пар 200 фунтов на квадратный дюйм изб. из питательной воды при 230 F. Экономайзер не используется. Расход газа = 150 000 фунт/ч при 1000 F. Температура газа на выходе = 423 F. Обязанность = 22,74 млн БТЕ/ч. давление газа падение = 2 в туалете. Расход пара = 22 600 фунтов в час. Для этих же параметров давайте спроектируйте 2 испарителя с различной конфигурацией ребер, как показано ниже и сравните площадь поверхности. Размер трубы = 2×0,105 дюйма, коэффициент загрязнения = 0,001 на обе стороны.

элемент	опция 1	опция 2
пробирки/ряд	30	27
нет рядов глубиной	14	24
действующий длина, фут	7	7
плавники	4,5x. 875x.05	2x.625x.05
поперечный шаг	4	3,875
в целом У	6,46	11.04
поверхность площади, фут2	17 523	10 204

Вывод: Это Из вышеизложенного видно, что использование ребра меньшего размера приводит к более высокому общий коэффициент теплопередачи и, следовательно, меньшая площадь поверхности. Эта точка также было объяснено в моей статье Теплопередача с ребристыми трубами
разница очень существенная, почти 65%. Следовательно, идя по какой-то вековой норма, такая как 5 кв. футов на мощность котла в лошадиных силах или какая-то другая изобретенная норма десятилетия назад не следует применять к водотрубным парогенераторам, особенно с оребренными трубками. Жаль, что некоторые инженеры до сих пор эти вводящие в заблуждение концепции и мифы о площади поверхности. Я надеюсь, что некоторые моих статей и книг развеяли бы эти представления.