Comment calculer la puissance d'une chaudière à gaz: formules et exemple de calcul

Avant de concevoir un système de chauffage, d'installer un équipement de chauffage, il est important de choisir une chaudière à gaz capable de générer la quantité de chaleur nécessaire pour la pièce. Par conséquent, il est important de choisir un appareil d'une telle puissance que ses performances soient aussi élevées que possible et que la ressource soit importante.

Nous parlerons de la façon de calculer la puissance d'une chaudière à gaz avec une grande précision et en tenant compte de certains paramètres. Dans l'article que nous avons présenté, tous les types de pertes de chaleur à travers les ouvertures et les structures des bâtiments sont décrits en détail, des formules pour leur calcul sont données. Un exemple spécifique présente les caractéristiques de la production de calculs.

Erreurs typiques lors du choix d'une chaudière

Le calcul correct de la puissance de la chaudière à gaz permettra non seulement d'économiser sur les consommables, mais également d'augmenter l'efficacité de l'appareil. Un équipement dont le transfert de chaleur dépasse la demande de chaleur réelle ne fonctionnera pas efficacement lorsque, en tant qu'appareil insuffisamment puissant, il ne peut pas chauffer correctement la pièce.

Il existe un équipement automatisé moderne qui régule indépendamment l'approvisionnement en gaz, ce qui élimine les dépenses déraisonnables. Mais si une telle chaudière fait son travail à la limite, sa durée de vie est réduite.

En conséquence, l'efficacité de l'équipement diminue, les pièces s'usent plus rapidement et de la condensation se forme. Par conséquent, il devient nécessaire de calculer la puissance optimale.

Il y a une opinion que la puissance de la chaudière dépend uniquement de la surface de la pièce, et pour toute maison, le calcul de 100 W par 1 m2 sera optimal Par conséquent, afin de sélectionner la capacité de la chaudière, par exemple, pour une maison de 100 mètres carrés. m, vous aurez besoin d'un équipement qui génère 100 * 10 = 10 000 watts ou 10 kW.

De tels calculs sont fondamentalement faux en ce qui concerne l'apparition de nouveaux matériaux de finition, une isolation améliorée, qui réduisent la nécessité d'acheter des équipements de haute puissance.

La puissance de la chaudière à gaz est choisie en tenant compte des caractéristiques individuelles de la maison. Un équipement correctement sélectionné fonctionnera aussi efficacement que possible avec une consommation de carburant minimale

Effectuer un calcul de puissance chaudière à gaz Il existe deux façons de chauffer - manuellement ou à l'aide du programme spécial Valtec, conçu pour des calculs professionnels de haute précision.

La puissance requise de l'équipement dépend directement de la perte de chaleur de la pièce. Après avoir appris le taux de perte de chaleur, vous pouvez calculer la puissance d'une chaudière à gaz ou de tout autre appareil de chauffage.

Qu'est-ce que la perte de chaleur de la pièce?

Toute pièce a certaines pertes de chaleur. La chaleur laisse les murs, les fenêtres, les planchers, les portes et les plafonds, donc la tâche d'une chaudière à gaz est de compenser la quantité de chaleur qui est libérée et de fournir une certaine température dans la pièce. Cela nécessite une certaine puissance thermique.

Il a été expérimentalement établi que la plus grande quantité de chaleur s'échappe à travers les murs (jusqu'à 70%). Jusqu'à 30% de l'énergie thermique peut sortir par le toit et les fenêtres, et jusqu'à 40% par le système de ventilation. La plus petite perte de chaleur à la porte (jusqu'à 6%) ​​et au sol (jusqu'à 15%)

Les facteurs suivants affectent la perte de chaleur d'une maison.

• L'emplacement de la maison. Chaque ville a ses propres caractéristiques climatiques. Dans les calculs de perte de chaleur, il est nécessaire de prendre en compte la caractéristique de température négative critique de la région, ainsi que la température moyenne et la durée de la saison de chauffage (pour des calculs précis à l'aide du programme).
• L'emplacement des murs par rapport aux points cardinaux. Il est connu qu'une rose des vents est située sur le côté nord, de sorte que la perte de chaleur du mur situé dans cette zone sera la plus importante. En hiver, un vent froid souffle avec une grande force des côtés ouest, nord et est, de sorte que la perte de chaleur de ces murs sera plus élevée.
• La zone de la pièce chauffée. La quantité de chaleur perdue dépend de la taille de la pièce, de la superficie des murs, des plafonds, des fenêtres, des portes.
• Génie thermique des constructions de bâtiments. Tout matériau a son propre coefficient de résistance thermique et son propre coefficient de transfert de chaleur - la capacité de traverser une certaine quantité de chaleur.Pour le savoir, vous devez utiliser des données tabulaires et appliquer certaines formules. Des informations sur la composition des murs, plafonds, sols, leur épaisseur peuvent être trouvées dans le plan technique du logement.
• Fenêtres et portes. Taille, modification de la porte et des fenêtres à double vitrage. Plus la surface des ouvertures de portes et fenêtres est grande, plus les pertes de chaleur sont importantes. Il est important de prendre en compte les caractéristiques des portes installées et des fenêtres à double vitrage dans les calculs.
• Comptabilité de la ventilation. La ventilation existe toujours dans la maison, indépendamment de la présence de hottes artificielles. Grâce aux fenêtres ouvertes, la pièce est ventilée, un mouvement d'air est créé lorsque les portes d'entrée sont fermées et ouvertes, les gens se déplacent de pièce en pièce, ce qui contribue au départ de l'air chaud de la pièce, à sa circulation.

Connaissant les paramètres ci-dessus, vous pouvez non seulement calculer perte de chaleur à la maison et déterminer la puissance de la chaudière, mais aussi pour identifier les endroits qui nécessitent une isolation supplémentaire.

Formules pour calculer la perte de chaleur

Ces formules peuvent être utilisées pour calculer la perte de chaleur non seulement d'une maison privée, mais aussi d'un appartement. Avant de commencer les calculs, il est nécessaire de représenter le plan d'étage, de marquer l'emplacement des murs par rapport aux points cardinaux, de désigner les fenêtres, les portes et de calculer également les dimensions de chaque mur, fenêtre et portes.

Pour déterminer la perte de chaleur, vous devez connaître la structure du mur, ainsi que l'épaisseur des matériaux utilisés. Les calculs tiennent compte de la maçonnerie et de l'isolation

Lors du calcul de la perte de chaleur, deux formules sont utilisées - en utilisant la première, la valeur de résistance à la chaleur de l'enveloppe du bâtiment est déterminée et la seconde est utilisée pour la perte de chaleur.

Pour déterminer la résistance à la chaleur, utilisez l'expression:

R = B / K

Ici:

• R - la valeur de la résistance thermique des enveloppes des bâtiments, mesurée en (m²* K) / W.
• K - la conductivité thermique du matériau dont est constituée la structure d'enceinte est mesurée en W / (m * K).
• Dans - l'épaisseur du matériau enregistrée en mètres.

Le coefficient de conductivité thermique K est un paramètre tabulaire, l'épaisseur B est reprise du plan technique de la maison.

Le coefficient de conductivité thermique est une valeur tabulaire, il dépend de la densité et de la composition du matériau, il peut différer du tabulaire, il est donc important de se familiariser avec la documentation technique du matériau (+)

La formule de base pour calculer la perte de chaleur est également utilisée:

Q = L × S × dT / R

Dans l'expression:

• Q - la perte de chaleur, mesurée en watts.
• S - zone de murs (murs, sols, plafonds).
• dT - la différence entre la température souhaitée de l'intérieur et de l'extérieur, mesurée et enregistrée en C.
• R - valeur de la résistance thermique de la structure, m²• C / W, qui est trouvé par la formule ci-dessus.
• L - coefficient dépendant de l'orientation des parois par rapport aux points cardinaux.

Ayant les informations nécessaires à portée de main, vous pouvez calculer manuellement la perte de chaleur d'un bâtiment.

Exemple de calcul de perte de chaleur

À titre d'exemple, nous calculons la perte de chaleur d'une maison avec des caractéristiques spécifiées.

La figure montre un plan de maison pour lequel nous calculerons la perte de chaleur. Lors de l'élaboration d'un plan individuel, il est important de déterminer correctement l'orientation des murs par rapport aux points cardinaux, de calculer la hauteur, la largeur et la longueur de la structure, ainsi que de noter l'emplacement des ouvertures de fenêtres et de portes, leurs tailles (+)

Selon le plan, la largeur de la structure est de 10 m, la longueur est de 12 m, la hauteur des plafonds est de 2,7 m, les murs sont orientés vers le nord, le sud, l'est et l'ouest. Trois fenêtres sont intégrées dans le mur ouest, deux d'entre elles ont des dimensions de 1,5x1,7 m, une de 0,6x0,3 m.

Lors du calcul du toit, la couche d'isolation, la finition et le matériau de couverture sont pris en compte. Les films de vapeur et d'imperméabilisation n'affectant pas l'isolation thermique ne sont pas pris en compte

Des portes de 1,3 × 2 m sont intégrées dans le mur sud, il y a aussi une petite fenêtre de 0,5 × 0,3 m. Du côté est, il y a deux fenêtres de 2,1 × 1,5 m et une de 1,5 × 1,7 m.

Les murs se composent de trois couches:

• la doublure des parois en panneaux de fibres (isoplite) à l'extérieur et à l'intérieur - 1,2 cm chacune, le coefficient est de 0,05.
• laine de verre située entre les murs, son épaisseur est de 10 cm et le coefficient est de 0,043.

La résistance thermique de chaque mur est calculée séparément, car prend en compte l'emplacement de la structure par rapport aux points cardinaux, le nombre et la surface des ouvertures. Les résultats du calcul des murs sont résumés.

Le sol est multicouche, sur toute la surface est fabriqué selon une technologie, comprend:

• la planche à découper est rainurée, son épaisseur est de 3,2 cm, le coefficient de conductivité thermique est de 0,15.
• Couche de nivellement à sec en panneaux de particules de 10 cm d'épaisseur avec un coefficient de 0,15.
• isolation - laine minérale de 5 cm d'épaisseur, coefficient 0,039.

Supposons que le sol ne dispose pas de trappes qui aggravent l'ingénierie thermique. Par conséquent, le calcul est effectué pour la superficie de toutes les pièces selon une seule formule.

Les plafonds sont constitués de:

• Boucliers en bois de 4 cm avec un coefficient de 0,15.
• laine minérale 15 cm, son coefficient est de 0,039.
• vapeur, couche d'étanchéité.

Supposons que le plafond n'ait pas non plus accès au grenier au-dessus d'une salle d'habitation ou d'une buanderie.

La maison est située dans la région de Bryansk, dans la ville de Bryansk, où la température négative critique est de -26 degrés. Il a été expérimentalement établi que la température de la terre est de +8 degrés. Température ambiante souhaitée + 22 degrés.

Calcul de la perte de chaleur des murs

Pour connaître la résistance thermique totale d'un mur, il faut d'abord calculer la résistance thermique de chacune de ses couches.

La couche de laine de verre a une épaisseur de 10 cm, cette valeur doit être convertie en mètres, c'est-à-dire:

B = 10 × 0,01 = 0,1

Reçu une valeur de B = 0,1. Le coefficient de conductivité thermique de l'isolation thermique est de 0,043. Remplacez les données dans la formule de résistance thermique et obtenez:

R_verre=0.1/0.043=2.32

Par un exemple similaire, nous calculons la résistance à la chaleur de l'isoplite:

R_isopl=0.012/0.05=0.24

La résistance thermique totale du mur sera égale à la somme de la résistance thermique de chaque couche, étant donné que nous avons deux couches de panneaux de fibres.

R = R_verre+ 2 × R_isopl=2.32+2×0.24=2.8

En déterminant la résistance thermique totale du mur, on peut trouver la perte de chaleur. Pour chaque mur, ils sont calculés séparément. Calculez Q pour le mur nord.

Des coefficients supplémentaires permettent de prendre en compte dans les calculs la perte de chaleur des murs situés dans différentes parties du monde

Selon le plan, le mur nord n'a pas d'ouvertures de fenêtres, sa longueur est de 10 m, sa hauteur est de 2,7 m, puis la surface du mur S est calculée par la formule:

S_{mur nord}=10×2.7=27

Nous calculons le paramètre dT. Il est connu que la température ambiante critique pour Bryansk est de -26 degrés, et la température ambiante souhaitée est de +22 degrés. Alors

dT = 22 - (- 26) = 48

Pour le côté nord, un coefficient supplémentaire L = 1,1 est pris en compte.

Le tableau montre les coefficients de conductivité thermique de certains matériaux utilisés dans la construction des murs. Comme vous pouvez le voir, la laine minérale passe à travers elle le minimum de chaleur, le béton armé - le maximum

Après avoir effectué des calculs préliminaires, vous pouvez utiliser la formule pour calculer la perte de chaleur:

Q_{murs nord}= 27 × 48 × 1,1 / 2,8 = 509 (W)

Nous calculons la perte de chaleur pour le mur ouest. Sur la base des données, 3 fenêtres y sont intégrées, deux d'entre elles ont des dimensions 1,5x1,7 m et une - 0,6x0,3 m. Nous calculons la surface.

S_{mur ouest1}=12×2.7=32.4.

De la superficie totale du mur ouest, il est nécessaire d'exclure la zone des fenêtres, car leur perte de chaleur sera différente. Pour ce faire, vous devez calculer la surface.

S_fenêtre1=1.5×1.7=2.55

S_fenêtre2=0.6×0.4=0.24

Pour les calculs de déperdition de chaleur, nous utiliserons la surface du mur sans tenir compte de la surface des fenêtres, c'est-à-dire:

S_{mur ouest}=32.4-2.55×2-0.24=25.6

Pour le côté ouest, le coefficient incrémentiel est de 1,05. Remplacez les données obtenues dans la formule principale pour calculer la perte de chaleur.

Q_{mur ouest}=25.6×1.05×48/2.8=461.

Nous faisons des calculs similaires pour le côté est. Il y a 3 fenêtres ici, l'une a des dimensions de 1,5x1,7 m, les deux autres de 2,1x1,5 m.

S_fenêtre3=1.5×1.7=2.55

S_window4=2.1×1.5=3.15

La superficie du mur oriental est:

S_{mur est1}=12×2.7=32.4

De la superficie totale du mur, nous soustrayons les valeurs de la superficie des fenêtres:

S_{mur est}=32.4-2.55-2×3.15=23.55

Le coefficient supplémentaire pour le mur est est de -1,05. Sur la base des données, nous calculons la perte de chaleur du mur est.

Q_{mur est}=1.05×23.55×48/2.8=424

Sur le mur sud, il y a une porte avec des paramètres 1,3x2 m et une fenêtre 0,5x0,3 m, nous calculons leur surface.

S_fenêtre5=0.5×0.3=0.15

S_{la porte}=1.3×2=2.6

La superficie du mur sud sera égale à:

S_{mur sud1}=10×2.7=27

Nous déterminons la surface du mur hors fenêtres et portes.

S_{murs sud}=27-2.6-0.15=24.25

Nous calculons la perte de chaleur du mur sud, en tenant compte du coefficient L = 1.

Q_{murs sud}=1×24.25×48/2.80=416

Après avoir déterminé la perte de chaleur de chaque mur, vous pouvez trouver leur perte de chaleur totale par la formule:

Q_{les murs}= Q_{murs sud}+ Q_{mur est}+ Q_{mur ouest}+ Q_{murs nord}

En substituant les valeurs, on obtient:

Q_{les murs}= 509 + 461 + 424 + 416 = 1810 W

En conséquence, la perte de chaleur des murs s'élevait à 1810 watts par heure.

Calcul des pertes de chaleur des fenêtres

Il y a 7 fenêtres dans la maison, trois d'entre elles ont des dimensions 1,5 × 1,7 m, deux - 2,1 × 1,5 m, une - 0,6 × 0,3 m et une autre - 0,5 × 0,3 m.

Les fenêtres de 1,5 × 1,7 m sont des profilés en PVC à deux chambres avec I-glass. À partir de la documentation technique, vous pouvez découvrir que son R = 0,53. Les fenêtres de 2,1 × 1,5 m sont à deux chambres avec de l'argon et du verre I; elles ont une résistance thermique R = 0,75, des fenêtres 0,6x0,3 m et 0,5 × 0,3 - R = 0,53.

La surface des fenêtres a été calculée ci-dessus.

S_fenêtre1=1.5×1.7=2.55

S_fenêtre2=0.6×0.4=0.24

S_fenêtre3=2.1×1.5=3.15

S_window4=0.5×0.3=0.15

Il est également important de considérer l'orientation des fenêtres par rapport aux points cardinaux.

En règle générale, la résistance thermique des fenêtres n'a pas besoin d'être calculée, ce paramètre est indiqué dans la documentation technique du produit

Nous calculons la perte de chaleur des fenêtres occidentales en tenant compte du coefficient L = 1,05. Sur le côté, 2 fenêtres de 1,5 × 1,7 m et une de 0,6 × 0,3 m.

Q_fenêtre1=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_fenêtre2=0.24×1.05×48/0.53=23

Les pertes totales totales des fenêtres ouest sont

Q_{sous fenêtre}=243×2+23=509

Dans le côté sud se trouve une fenêtre 0,5 × 0,3, son R = 0,53. Nous calculons sa perte de chaleur en tenant compte du coefficient de 1.

Q_{fenêtre sud}=0.15*48×1/0.53=14

Du côté est, il y a 2 fenêtres de dimensions 2,1 × 1,5 et une fenêtre 1,5 × 1,7. Nous calculons la perte de chaleur en tenant compte du coefficient L = 1,05.

Q_fenêtre1=2.55×1.05×48/0.53=243

Q_fenêtre3=3.15×1.05×48/075=212

Nous résumons la perte de chaleur des fenêtres orientales.

Q_{fenêtre est}=243+212×2=667.

La perte de chaleur totale des fenêtres sera égale à:

Q_fenêtres= Q_{fenêtre est}+ Q_{fenêtre sud}+ Q_{sous fenêtre}=667+14+509=1190

Au total à travers les fenêtres sort 1190 watts d'énergie thermique.

Détermination de la perte de chaleur des portes

La maison a une porte, elle est intégrée dans le mur sud, a des dimensions de 1,3 × 2 m. Sur la base des données du passeport, la conductivité thermique du matériau de la porte est de 0,14, son épaisseur est de 0,05 m. Grâce à ces indicateurs, vous pouvez calculer la résistance thermique de la porte.

R_{la porte}=0.05/0.14=0.36

Pour les calculs, vous devez calculer sa superficie.

S_{la porte}=1.3×2=2.6

Après avoir calculé la résistance thermique et la surface, vous pouvez trouver la perte de chaleur. La porte est située sur le côté sud, nous utilisons donc un facteur supplémentaire de 1.

Q_{la porte}=2.6×48×1/0.36=347.

Au total, 347 watts de chaleur sortent par la porte.

Calcul de la résistance thermique du sol

Selon la documentation technique, le sol est multicouche, il est fait de manière égale dans toute la zone, a des dimensions de 10x12 m. Nous calculons sa surface.

S_sexe=10×12=210.

La composition du sol comprend des panneaux, des panneaux de particules et de l'isolation.

Dans le tableau, vous pouvez trouver les coefficients de conductivité thermique de certains matériaux utilisés pour les sols. Ce paramètre peut également être spécifié dans la documentation technique des matériaux et peut différer du tableau

La résistance thermique doit être calculée séparément pour chaque couche de sol.

R_planches=0.032/0.15=0.21

R_aggloméré=0.01/0.15= 0.07

R_{va isoler}=0.05/0.039=1.28

La résistance thermique totale du sol est:

R_sexe= R_planches+ R_aggloméré+ R_{va isoler}=0.21+0.07+1.28=1.56

Étant donné qu'en hiver, la température de la terre est maintenue à +8 degrés, la différence de température sera égale à:

dT = 22-8 = 14

À l'aide de calculs préliminaires, vous pouvez trouver la perte de chaleur à la maison à travers le sol.

Lors du calcul, les pertes de chaleur des matériaux de sol sont prises en compte qui affectent l'isolation thermique (+)

Lors du calcul de la perte de chaleur du sol, nous prenons en compte le coefficient L = 1.

Q_sexe=210×14×1/1.56=1885

La perte de chaleur totale du plancher est de 1885 watts.

Calcul de la perte de chaleur à travers le plafond

Lors du calcul de la perte de chaleur du plafond, une couche de laine minérale et des panneaux en bois sont pris en compte. La vapeur et l'étanchéité ne participent pas au processus d'isolation thermique, nous n'en tenons donc pas compte. Pour les calculs, il faut trouver la résistance thermique des planches de bois et une couche de laine minérale. Nous utilisons leurs coefficients de conductivité thermique et leur épaisseur.

R_{bouclier du village}=0.04/0.15=0.27

R_min.=0.05/0.039=1.28

La résistance thermique totale sera égale à la somme de R_{bouclier du village} et R_min..

R_{le toit}=0.27+1.28=1.55

La zone du plafond est la même que le sol.

S _{le plafond} = 120

Ensuite, le calcul de la perte de chaleur du plafond, en tenant compte du coefficient L = 1.

Q_{le plafond}=120×1×48/1.55=3717

Le total au plafond passe à 3717 watts.

Le tableau montre les appareils de chauffage populaires pour les plafonds et leurs coefficients de conductivité thermique. La mousse de polyuréthane est l'isolation la plus efficace; la paille a le coefficient de perte de chaleur le plus élevé.

Pour déterminer la perte de chaleur totale à la maison, il est nécessaire d'ajouter la perte de chaleur des murs, fenêtres, portes, plafond et plancher.

Q_{au total}= 1810 + 1190 + 347 + 1885 + 3717 = 8949 W

Pour chauffer une maison avec les paramètres spécifiés, une chaudière à gaz est nécessaire qui prend en charge une puissance de 8949 W ou environ 10 kW.

Détermination des pertes de chaleur en tenant compte de l'infiltration

L'infiltration est un processus naturel d'échange de chaleur entre l'environnement extérieur, qui se produit lorsque les gens se déplacent dans la maison, lors de l'ouverture des portes d'entrée, des fenêtres.

Pour calculer la perte de chaleur pour la ventilation vous pouvez utiliser la formule:

Q_inf= 0,33 × K × V × dT

Dans l'expression:

• K - le taux de renouvellement d'air calculé, pour les salons, utiliser un coefficient de 0,3, pour les pièces avec chauffage - 0,8, pour une cuisine et une salle de bain - 1.
• V - le volume de la pièce, calculé en tenant compte de la hauteur, de la longueur et de la largeur.
• dT - différence de température entre l'environnement et l'immeuble.

Une formule similaire peut être utilisée si une ventilation est installée dans la pièce.

S'il y a une ventilation artificielle dans la maison, il est nécessaire d'utiliser la même formule que pour l'infiltration, il suffit de substituer les paramètres d'échappement au lieu de K, et de calculer dT en tenant compte de la température de l'air entrant

La hauteur de la pièce est de 2,7 m, largeur - 10 m, longueur - 12 m. Connaissant ces données, vous pouvez trouver son volume.

V = 2,7 × 10 × 12 = 324

La différence de température sera égale à

dT = 48

Comme coefficient K, nous prenons l'indicateur 0,3. Alors

Q_inf=0.33×0.3×324×48=1540

Q devrait être ajouté au total Q_inf. En fin de compte

Q_{au total}=1540+8949=10489.

Au total, en tenant compte de l'infiltration des pertes de chaleur à la maison sera de 10489 watts ou 10,49 kW.

Calcul de la puissance de la chaudière

Lors du calcul de la puissance de la chaudière, il est nécessaire d'utiliser un facteur de sécurité de 1,2. Autrement dit, la puissance sera égale à:

W = Q × k

Ici:

• Q - perte de chaleur du bâtiment.
• k - facteur de sécurité.

Dans notre exemple, remplacez Q = 9237 W et calculez la puissance de chaudière requise.

W = 10489 × 1,2 = 12587 W.

Compte tenu du facteur de sécurité, la capacité de chaudière requise pour chauffer une maison est de 120 m² soit environ 13 kW.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Instruction vidéo: comment calculer la perte de chaleur à la maison et la puissance de la chaudière à l'aide du programme Valtec.

Un calcul correct des pertes de chaleur et de la puissance d'une chaudière à gaz à l'aide de formules ou de méthodes logicielles vous permet de déterminer avec une grande précision les paramètres nécessaires de l'équipement, ce qui permet d'exclure les coûts de carburant déraisonnables.

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