Izračun ogrevalnega sistema zasebne hiše: pravila in primeri izračuna

Ogrevanje zasebne hiše je nujen element udobnega stanovanja. Strinjam se, da je treba k ureditvi ogrevalnega kompleksa pristopiti previdno, ker ... napake bodo drage.Toda ali še niste delali takšnih izračunov in ne veste, kako jih pravilno izvesti?

Pomagali vam bomo - v našem članku bomo podrobno preučili, kako izračunati ogrevalni sistem zasebne hiše za učinkovito dopolnitev toplotne izgube v zimskih mesecih.

Podali bomo konkretne primere, članek dopolnili z vizualnimi fotografijami in uporabnimi video nasveti ter ustreznimi tabelami z indikatorji in koeficienti, potrebnimi za izračune.

Toplotne izgube zasebne hiše

Objekt izgublja toploto zaradi razlike v temperaturah zraka znotraj in zunaj hiše. Večja kot je površina ovoja stavbe (okna, streha, stene, temelj), večje so toplotne izgube.

tudi izguba toplotne energije povezanih z materiali ograjenih konstrukcij in njihovimi dimenzijami. Na primer, izguba toplote pri tankih stenah je večja kot pri debelih stenah.

Učinkovito izračun ogrevanja za zasebno hišo mora upoštevati materiale, uporabljene pri gradnji ograjenih konstrukcij.

Na primer, pri enaki debelini sten iz lesa in opeke prevajajo toploto z različno intenzivnostjo - izgube toplote skozi lesene konstrukcije so počasnejše. Nekateri materiali bolje prepuščajo toploto (kovina, opeka, beton), drugi slabše (les, mineralna volna, polistirenska pena).

Ozračje v stanovanjski zgradbi je posredno povezano z zunanjim zračnim okoljem. Stene, okenske in vratne odprtine, streha in temelj pozimi prenašajo toploto iz hiše na zunanjost, v zameno pa hladijo. Predstavljajo 70-90% celotne toplotne izgube koče.

Stene, streha, okna in vrata – vse omogoča odvajanje toplote pozimi. Termovizijska kamera bo jasno pokazala uhajanje toplote

Konstantno uhajanje toplotne energije med kurilno sezono nastaja tudi preko prezračevanja in kanalizacije.

Pri izračunu toplotnih izgub individualne stanovanjske gradnje se ta podatek običajno ne upošteva. Toda vključitev toplotnih izgub skozi kanalizacijske in prezračevalne sisteme v celoten toplotni izračun hiše je še vedno prava odločitev.

Dobro zasnovan sistem toplotne izolacije lahko znatno zmanjša uhajanje toplote skozi gradbene konstrukcije in vratne/okenske odprtine.

Nemogoče je izračunati avtonomni ogrevalni krog podeželske hiše brez ocene toplotnih izgub njenih ograjenih konstrukcij. Natančneje, ne bo šlo določite moč ogrevalnega kotla, zadostuje za ogrevanje koče v najhujših zmrzali.

Analiza dejanske porabe toplotne energije skozi stene nam bo omogočila primerjavo stroškov kotlovske opreme in goriva s stroški toplotne izolacije ograjenih konstrukcij.

Navsezadnje, bolj ko je hiša energetsko učinkovita, tj. Manj kot izgubi toplotne energije v zimskih mesecih, nižji so stroški nabave goriva.

Za pravilen izračun ogrevalnega sistema boste potrebovali koeficient toplotne prevodnosti običajni gradbeni materiali.

Tabela koeficientov toplotne prevodnosti različnih gradbenih materialov, ki se najpogosteje uporabljajo v gradbeništvu

Izračun toplotnih izgub skozi stene

Na primeru običajne dvonadstropne koče bomo izračunali toplotne izgube skozi njene stenske strukture.

Začetni podatki:

• kvadratna »škatla« s fasadnimi stenami širine 12 m in višine 7 m;
• V stenah je 16 odprtin, vsaka površina meri 2,5 m²;
• material fasadnih sten – polna keramična opeka;
• debelina stene - 2 opeke.

Nato bomo izračunali skupino indikatorjev, ki sestavljajo skupno vrednost toplotne izgube skozi stene.

Indeks odpornosti proti prenosu toplote

Če želite izvedeti indeks odpornosti na prenos toplote za fasadno steno, morate debelino materiala stene deliti s koeficientom toplotne prevodnosti.

Za številne konstrukcijske materiale so podatki o koeficientu toplotne prevodnosti predstavljeni na zgornji in spodnji sliki.

Za natančne izračune boste potrebovali koeficient toplotne prevodnosti toplotnoizolacijskih materialov, navedenih v tabeli, ki se uporablja v gradbeništvu

Naš pogojni zid je zgrajen iz keramičnih polnih zidakov, katerih koeficient toplotne prevodnosti je 0,56 W/m^OC. Njegova debelina, ob upoštevanju zidovja v osrednjem nadstropju, je 0,51 m, če debelino stene delimo s koeficientom toplotne prevodnosti opeke, dobimo odpornost na prenos toplote stene:

0,51 : 0,56 = 0,91 W/m^2×oZ

Rezultat deljenja zaokrožimo na dve decimalni mesti, natančnejši podatek o uporu toplotne prehodnosti ni potreben.

Območje zunanje stene

Ker je primer kvadratna zgradba, se površina njenih sten določi tako, da se širina pomnoži z višino ene stene, nato s številom zunanjih sten:

12 7 4 = 336 m²

Torej, poznamo površino fasadnih sten. Kaj pa okenske in vratne odprtine, ki skupaj zavzemajo 40 m2 (2,5 16 = 40 m²) fasadna stena, ali jih je treba upoštevati?

Dejansko, kako pravilno izračunati avtonomno ogrevanje v leseni hiši brez upoštevanja odpornosti na prenos toplote okenskih in vratnih konstrukcij.

Koeficient toplotne prevodnosti toplotnoizolacijskih materialov, ki se uporabljajo za izolacijo nosilnih sten

Če morate izračunati toplotne izgube velike zgradbe ali tople hiše (energetsko učinkovite) - da, upoštevanje koeficientov toplotne prehodnosti okenskih okvirjev in vhodnih vrat pri izračunu bo pravilno.

Vendar pa je pri nizkih stavbah individualne stanovanjske gradnje, zgrajenih iz tradicionalnih materialov, vratne in okenske odprtine mogoče zanemariti. Tisti. ne odštejte njihove površine od celotne površine fasadnih sten.

Splošna izguba toplote iz sten

Toplotne izgube stene na kvadratni meter ugotovimo, ko se temperatura zraka znotraj in zunaj hiše razlikuje za eno stopinjo.

Če želite to narediti, delite enoto z uporom za prenos toplote stene, izračunanim prej:

1: 0,91 = 1,09 W/m²·^OZ

Če poznamo toplotne izgube na kvadratni meter oboda zunanjih sten, je mogoče določiti toplotne izgube pri določenih zunanjih temperaturah.

Na primer, če je temperatura v koči +20 ^OC, zunaj pa je -17 ^OC, temperaturna razlika bo 20+17=37 ^OC. V takšni situaciji bo skupna toplotna izguba iz sten naše pogojne hiše:

0,91 336 37 = 11313 W,

Kje: 0,91 - odpornost na prenos toplote na kvadratni meter stene; 336 - območje fasadnih sten; 37 - temperaturna razlika med sobno in ulično atmosfero.

Koeficient toplotne prevodnosti toplotnoizolacijskih materialov, ki se uporabljajo za izolacijo tal/sten, suhi estrih in izravnavo sten

Preračunajmo dobljeno vrednost toplotne izgube v kilovatne ure, bolj so primerne za zaznavanje in kasnejše izračune moči ogrevalnega sistema.

Izguba toplote iz sten v kilovatnih urah

Najprej ugotovimo, koliko toplotne energije bo šlo skozi stene v eni uri s temperaturno razliko 37 ^OZ.

Opozarjamo vas, da se izračun izvaja za hišo s konstrukcijskimi značilnostmi, pogojno izbranimi za demonstracijske izračune:

11313 · 1 : 1000 = 11,313 kWh,

Kjer je: 11313 prej pridobljena količina toplotne izgube; 1 uro; 1000 je število vatov v kilovatu.

Koeficient toplotne prevodnosti gradbenih materialov, ki se uporabljajo za izolacijo sten in stropov

Za izračun toplotne izgube na dan pomnožite dobljeno toplotno izgubo na uro s 24 urami:

11,313 24 = 271,512 kWh

Za jasnost ugotovimo izgubo toplotne energije za celotno ogrevalno sezono:

7 30 271,512 = 57017,52 kWh,

Kjer je: 7 število mesecev v ogrevalni sezoni; 30 - število dni v mesecu; 271.512 - dnevne toplotne izgube sten.

Torej bo ocenjena toplotna izguba hiše z zgoraj izbranimi značilnostmi ograjenih konstrukcij 57.017,52 kWh za sedem mesecev ogrevalne sezone.

Upoštevanje vpliva prezračevanja v zasebni hiši

Kot primer bomo izračunali toplotne izgube pri prezračevanju v ogrevalni sezoni za običajno kočo kvadratne oblike, s steno širine 12 metrov in višine 7 metrov.

Brez upoštevanja pohištva in notranjih sten bo notranja prostornina ozračja v tej stavbi:

12 12 7 = 1008 m³

Pri temperaturi zraka +20 ^OC (norma v kurilni sezoni), njegova gostota je 1,2047 kg/m³, specifična toplotna kapaciteta pa je 1,005 kJ/(kg·^OZ).

Izračunajmo maso ozračja v hiši:

1008 · 1,2047 = 1214,34 kg,

Kjer je: 1008 prostornina domače atmosfere; 1,2047 - gostota zraka pri t +20 ^OZ .

Tabela z vrednostjo koeficienta toplotne prevodnosti materialov, ki se lahko zahteva pri natančnih izračunih

Predpostavimo petkratno spremembo prostornine zraka v prostorih hiše. Upoštevajte, da natančno zahtevana količina dobave svež zrak je odvisen od števila prebivalcev koče.

S povprečno temperaturno razliko med hišo in ulico v ogrevalni sezoni 27 ^OC (20 ^OOd doma, -7 ^OIz zunanje atmosfere) je za ogrevanje dovodnega hladnega zraka na dan potrebna naslednja toplotna energija:

5 27 1214,34 1,005 = 164755,58 kJ,

Kjer je: 5 število menjav zraka v zaprtih prostorih; 27 - temperaturna razlika med sobno in ulično atmosfero; 1214,34 - gostota zraka pri t +20 ^OZ; 1,005 je specifična toplotna kapaciteta zraka.

Pretvorimo kilodžule v kilovatne ure tako, da vrednost delimo s številom kilodžulov v eni kilovatni uri (3600):

164755,58 : 3600 = 45,76 kWh

Ko ugotovimo stroške toplotne energije za ogrevanje zraka v hiši, ko se petkrat zamenja s prisilnim prezračevanjem, lahko izračunamo toplotne izgube "zraka" za sedemmesečno kurilno sezono:

7 30 45,76 = 9609,6 kWh,

Kjer je: 7 število "ogrevanih" mesecev; 30 je povprečno število dni v mesecu; 45,76 - dnevna poraba toplotne energije za ogrevanje dovodnega zraka.

Poraba energije za prezračevanje (infiltracijo) je neizogibna, saj je posodabljanje zraka v prostorih koče ključnega pomena.

Potrebe po ogrevanju spreminjajočega se zračnega ozračja v hiši je treba izračunati, sešteti s toplotnimi izgubami skozi ovoj stavbe in jih upoštevati pri izbiri ogrevalnega kotla. Obstaja še ena vrsta porabe toplotne energije, zadnja je toplotna izguba v kanalizaciji.

Poraba energije za pripravo STV

Če v toplih mesecih iz pipe v kočo teče hladna voda, potem je v ogrevalni sezoni ledena, s temperaturo, ki ni višja od +5 ^OC. Kopanje, pomivanje posode in pranje perila so nemogoče brez segrevanja vode.

Voda, zbrana v straniščnem kotličku, pride skozi stene v stik z domačim ozračjem in odvzame nekaj toplote. Kaj se zgodi z vodo, ki se segreje s kurjenjem neprostega goriva in porabi za gospodinjske potrebe? Izlije se v kanalizacijo.

Dvokrožni kotel s posrednim ogrevalnim kotlom, ki se uporablja tako za ogrevanje hladilne tekočine kot za oskrbo tople vode v za to zgrajen krog

Poglejmo si primer. Recimo, da tričlanska družina porabi 17 m³ vode mesečno. 1000 kg/m³ je gostota vode in 4,183 kJ/kg^OC je njegova specifična toplotna kapaciteta.

Naj bo povprečna temperatura ogrevanja vode za domače potrebe +40 ^OC. V skladu s tem je razlika v povprečni temperaturi med hladno vodo, ki vstopa v hišo (+5 ^OC) in segrejemo v kotlu (+30 ^OC) izkaže se 25 ^OZ.

Za izračun toplotnih izgub v kanalizaciji upoštevamo:

17 1000 25 4,183 = 1777775 kJ,

Kjer je: 17 mesečna količina porabe vode; 1000 je gostota vode; 25 - temperaturna razlika med hladno in ogrevano vodo; 4.183 - specifična toplotna kapaciteta vode;

Za pretvorbo kilodžulov v bolj razumljive kilovatne ure:

1777775 : 3600 = 493,82 kWh

Tako gre v sedemmesečnem obdobju kurilne sezone toplotna energija v kanalizacijo v količini:

493,82 7 = 3456,74 kWh

Poraba toplotne energije za ogrevanje vode za higienske potrebe je majhna v primerjavi s toplotnimi izgubami skozi stene in prezračevanje. A to so tudi stroški energije, ki obremenjujejo ogrevalni kotel ali kotel in povzročajo porabo goriva.

Izračun moči ogrevalnega kotla

Kotel kot del ogrevalnega sistema je namenjen kompenzaciji toplotnih izgub objekta. In tudi v primeru dvokrožni sistem ali pri opremljanju kotla s kotlom za indirektno ogrevanje za ogrevanje vode za higienske potrebe.

Z izračunom dnevne toplotne izgube in porabe tople vode "v kanalizacijo" lahko natančno določite potrebno moč kotla za kočo določenega območja in značilnosti ograjenih konstrukcij.

Enokrožni kotel ogreva samo hladilno tekočino za ogrevalni sistem

Za določitev moči ogrevalnega kotla je treba izračunati stroške toplotne energije hiše skozi fasadne stene in za ogrevanje spremenljivega zračnega ozračja notranjosti.

Zahtevajo se podatki o toplotnih izgubah v kilovatnih urah na dan - v primeru običajne hiše, izračunani kot primer, je to:

271,512 + 45,76 = 317,272 kWh,

Kje: 271,512 - dnevna toplotna izguba zunanjih sten; 45,76 - dnevne toplotne izgube za ogrevanje dovodnega zraka.

V skladu s tem bo potrebna ogrevalna moč kotla:

317.272: 24 (ur) = 13,22 kW

Vendar pa bo tak kotel pod stalno visoko obremenitvijo, kar bo zmanjšalo njegovo življenjsko dobo. In v posebej mrzlih dneh projektna moč kotla ne bo zadostovala, saj se bo z visoko temperaturno razliko med sobno in ulično atmosfero toplotna izguba stavbe močno povečala.

Zato izberite kotel glede na povprečni izračun stroškov toplotne energije se ne splača - morda se ne bo mogel spopasti s hudimi zmrzali.

Racionalno bi bilo povečati potrebno moč kotlovne opreme za 20%:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 kW

Za izračun potrebne moči drugega tokokroga kotla, ki segreva vodo za pomivanje posode, kopanje itd., Morate mesečno porabo toplote toplotnih izgub v "kanalizaciji" razdeliti na število dni v mesecu in na 24 ur. :

493,82:30:24 = 0,68 kW

Na podlagi izračunov je optimalna moč kotla za primer koče 15,86 kW za ogrevalni krog in 0,68 kW za ogrevalni krog.

Izbira radiatorjev za ogrevanje

Tradicionalno moč ogrevalnega radiatorja Priporočljivo je, da izberete glede na površino ogrevanega prostora in s 15-20% precenjenostjo potreb po moči, za vsak slučaj.

Na primeru poglejmo, kako pravilna je metodologija za izbiro radiatorja "10 m2 površine - 1,2 kW".

Toplotna moč radiatorjev je odvisna od načina njihove povezave, kar je treba upoštevati pri izračunu ogrevalnega sistema.

Izhodiščni podatki: kotna soba v prvi etaži dvoetažnega objekta individualne stanovanjske gradnje; zunanja stena iz dvorednih keramičnih zidakov; širina prostora 3 m, dolžina 4 m, višina stropa 3 m.

Z uporabo poenostavljene izbirne sheme se predlaga izračun površine prostora, upoštevamo:

3 (širina) 4 (dolžina) = 12 m²

Tisti. zahtevana moč grelnega radiatorja z 20% povečanjem je 14,4 kW. Zdaj pa izračunajmo parametre moči grelnega radiatorja glede na toplotne izgube prostora.

Dejstvo je, da površina prostora manj vpliva na izgubo toplotne energije kot površina njegovih sten, obrnjenih na eno stran zunaj stavbe (fasada).

Zato bomo natančno izračunali površino "uličnih" sten v sobi:

3 (širina) 3 (višina) + 4 (dolžina) 3 (višina) = 21 m²

Če poznamo površino sten, ki prenašajo toploto "na ulico", bomo izračunali toplotne izgube, če se sobna in ulična temperatura razlikujejo za 30^O (v hiši +18 ^OC, zunaj -12 ^OC) in takoj v kilovatnih urah:

0,91 21 30: 1000 = 0,57 kW,

Kjer je: 0,91 - odpornost na toplotni prehod m2 sten prostora, obrnjenih "navzven"; 21 - območje "uličnih" sten; 30 - temperaturna razlika znotraj in zunaj hiše; 1000 je število vatov v kilovatu.

V skladu z gradbenimi standardi so ogrevalne naprave nameščene na območjih največjih toplotnih izgub.Na primer, radiatorji so nameščeni pod okenskimi odprtinami, toplotne pištole so nameščene nad vhodom v hišo. V kotnih prostorih so baterije nameščene na prazne stene, ki so največje izpostavljene vetru.

Izkazalo se je, da je za kompenzacijo toplotne izgube skozi fasadne stene te konstrukcije pri 30^O Zaradi razlike v temperaturah v hiši in zunaj zadostuje ogrevanje s kapaciteto 0,57 kWh. Povečajmo zahtevano moč za 20, celo 30% - dobimo 0,74 kWh.

Tako so lahko dejanske potrebe po ogrevalni moči bistveno nižje od sheme trgovanja »1,2 kW na kvadratni meter površine prostora«.

Poleg tega bo pravilen izračun potrebne moči ogrevalnih radiatorjev zmanjšal prostornino hladilno sredstvo v ogrevalnem sistemu, kar bo zmanjšalo obremenitev kotla in stroške goriva.

Zaključki in uporaben video na to temo

Kam gre toplota iz hiše - odgovore ponuja vizualni video:

Video obravnava postopek izračuna toplotnih izgub hiše skozi ovoj stavbe. Če poznate toplotne izgube, lahko natančno izračunate moč ogrevalnega sistema:

Za podroben video o načelih izbire moči ogrevalnega kotla glejte spodaj:

Proizvodnja toplote je vsako leto dražja - cene goriva rastejo. In toplote vedno ni dovolj. Nemogoče je biti ravnodušen do porabe energije v koči - to je popolnoma nedonosno.

Po eni strani vsaka nova ogrevalna sezona lastnika stanovanja stane vedno več. Po drugi strani pa izolacija sten, temeljev in strehe podeželske hiše stane dober denar. Manj toplote kot gre iz stavbe, ceneje jo bomo ogrevali.

Ohranjanje toplote v prostorih hiše je glavna naloga ogrevalnega sistema v zimskih mesecih.Izbira moči ogrevalnega kotla je odvisna od stanja hiše in kakovosti izolacije njenih ograjenih konstrukcij. Načelo "kilovatov na 10 kvadratnih metrov površine" deluje v koči s povprečnim stanjem fasad, strehe in temeljev.

Ste sami izračunali ogrevalni sistem za vaš dom? Ali pa ste opazili neskladje v izračunih v članku? Delite svoje praktične izkušnje ali količino teoretičnega znanja tako, da pustite komentar v bloku pod tem člankom.