Beregning av varmesystemet til et privat hus: regler og beregningseksempler

Oppvarming av et privat hjem er et nødvendig element i komfortabel bolig. Enig at arrangementet av varmekomplekset bør nærmer seg nøye, fordi... feil vil være kostbare.Men har du aldri gjort slike beregninger og vet ikke hvordan du utfører dem riktig?

Vi vil hjelpe deg - i artikkelen vår vil vi se i detalj på hvordan du beregner varmesystemet til et privat hus for å effektivt fylle på varmetapet i vintermånedene.

Vi vil gi spesifikke eksempler, supplere artikkelen med visuelle bilder og nyttige videotips, samt relevante tabeller med indikatorer og koeffisienter som er nødvendige for beregninger.

Varmetap av et privat hus

Bygningen mister varme på grunn av forskjellen i lufttemperaturer i og utenfor huset. Jo større arealet av bygningskonvolutten (vinduer, tak, vegger, fundament), jo høyere varmetapet.

Også termisk energitap knyttet til materialene til omsluttende strukturer og deres dimensjoner. For eksempel er varmetapet fra tynne vegger større enn fra tykke vegger.

Effektiv varmeberegning for et privat hus, må det ta hensyn til materialene som brukes i konstruksjonen av omsluttende strukturer.

For eksempel, med like tykkelse på vegger laget av tre og murstein, leder de varme med forskjellige intensiteter - varmetapet gjennom trekonstruksjoner er langsommere. Noen materialer overfører varme bedre (metall, murstein, betong), andre dårligere (tre, mineralull, polystyrenskum).

Atmosfæren inne i et bolighus er indirekte relatert til det ytre luftmiljøet. Vegger, vindus- og døråpninger, tak og fundament om vinteren overfører varme fra huset til utsiden og tilfører kulde i retur. De står for 70-90 % av det totale varmetapet til hytta.

Vegger, tak, vinduer og dører – alt lar varmen slippe ut om vinteren. Termokameraet vil tydelig vise varmelekkasjer

Konstant lekkasje av termisk energi i fyringssesongen skjer også gjennom ventilasjon og avløp.

Ved beregning av varmetapet til individuell boligbygging tas vanligvis ikke disse dataene i betraktning. Men å inkludere varmetap gjennom kloakk- og ventilasjonsanlegg i den overordnede termiske beregningen av et hus er fortsatt den riktige avgjørelsen.

Et godt designet varmeisolasjonssystem kan redusere varmelekkasjer som går gjennom bygningskonstruksjoner og dør-/vindusåpninger betydelig.

Det er umulig å beregne den autonome varmekretsen til et landsted uten å vurdere varmetapet til dens omsluttende strukturer. Mer presist, det vil ikke fungere bestemme kraften til varmekjelen, tilstrekkelig til å varme hytta i de mest alvorlige frostene.

Analyse av det faktiske forbruket av termisk energi gjennom veggene vil tillate oss å sammenligne kostnadene for kjeleutstyr og drivstoff med kostnadene for termisk isolasjon av omsluttende strukturer.

Tross alt, jo mer energieffektivt et hus er, d.v.s. Jo mindre termisk energi den taper i vintermånedene, desto lavere blir kostnadene ved å kjøpe drivstoff.

For å riktig beregne varmesystemet du trenger koeffisient for varmeledningsevne vanlige byggematerialer.

Tabell over varmeledningskoeffisienter for ulike byggematerialer som oftest brukes i konstruksjon

Beregning av varmetap gjennom vegger

Ved å bruke eksemplet på en konvensjonell to-etasjers hytte, vil vi beregne varmetapet gjennom veggstrukturene.

Opprinnelige data:

• en firkantet "boks" med fasadevegger 12 m brede og 7 m høye;
• Det er 16 åpninger i veggene, hvert område er 2,5 m²;
• fasadeveggmateriale – solid keramisk murstein;
• veggtykkelse – 2 murstein.

Deretter vil vi beregne en gruppe indikatorer som utgjør den totale verdien av varmetapet gjennom veggene.

Varmeoverføringsmotstandsindeks

For å finne ut varmeoverføringsmotstandsindeksen for en fasadevegg, må du dele tykkelsen på veggmaterialet med dets varmeledningskoeffisient.

For en rekke konstruksjonsmaterialer er data om varmeledningskoeffisienten presentert i bildene over og under.

For nøyaktige beregninger trenger du varmeledningskoeffisienten til de varmeisolasjonsmaterialene som er angitt i tabellen brukt i konstruksjonen

Vår betingede vegg er bygget av keramiske solide murstein, hvis varmeledningskoeffisient er 0,56 W/m^OC. Tykkelsen, tatt i betraktning murverket på sentralgulvet, er 0,51 m. Ved å dele tykkelsen på veggen med mursteinens varmeledningskoeffisient, får vi veggens varmeoverføringsmotstand:

0,51: 0,56 = 0,91 W/m^2×oMED

Vi avrunder delingsresultatet til to desimaler; det er ikke behov for mer nøyaktige data om varmeoverføringsmotstand.

Ytterveggareal

Siden eksemplet er en firkantet bygning, bestemmes arealet av veggene ved å multiplisere bredden med høyden på en vegg, deretter med antall yttervegger:

12 7 4 = 336 m²

Så vi kjenner området til fasadeveggene. Men hva med vindus- og døråpningene, som til sammen opptar 40 m2 (2,5 16 = 40 m)²) fasadevegg, må de tas hensyn til?

Faktisk, hvordan du beregner riktig autonom oppvarming i et trehus uten å ta hensyn til varmeoverføringsmotstanden til vindus- og dørkonstruksjoner.

Termisk konduktivitetskoeffisient for varmeisolasjonsmaterialer brukt til isolering av bærende vegger

Hvis du trenger å beregne varmetapet til en stor bygning eller et varmt hus (energieffektivt) - ja, det vil være riktig å ta hensyn til varmeoverføringskoeffisienten til vindusrammer og inngangsdører ved beregning.

For lave individuelle boligbygg bygget av tradisjonelle materialer kan imidlertid dør- og vindusåpninger neglisjeres. De. ikke trekk deres areal fra det totale arealet av fasadeveggene.

Generelt varmetap fra vegger

Vi finner ut varmetapet til en vegg per kvadratmeter når lufttemperaturen i og utenfor huset er forskjellig med én grad.

For å gjøre dette, del enheten med varmeoverføringsmotstanden til veggen, beregnet tidligere:

1: 0,91 = 1,09 W/m²·^OMED

Når man kjenner til varmetapet per kvadratmeter av ytterveggenes omkrets, er det mulig å bestemme varmetapet ved visse utetemperaturer.

For eksempel hvis temperaturen på hytta er +20 ^OC, og det er -17 ute ^OC vil temperaturforskjellen være 20+17=37 ^OC. I en slik situasjon vil det totale varmetapet fra veggene i vårt betingede hus være:

0,91 336 37 = 11313 W,

Hvor: 0,91 - varmeoverføringsmotstand per kvadratmeter vegg; 336 - område med fasadevegger; 37 - temperaturforskjell mellom rom- og gateatmosfære.

Termisk konduktivitetskoeffisient for varmeisolasjonsmaterialer brukt til gulv-/veggisolasjon, tørr gulvavstøpning og veggavretting

La oss beregne den resulterende varmetapsverdien til kilowatt-timer; de er mer praktiske for oppfatning og påfølgende beregninger av kraften til varmesystemet.

Varmetap fra vegger i kilowatt-timer

Først, la oss finne ut hvor mye termisk energi som vil gå gjennom veggene på en time med en temperaturforskjell på 37 ^OMED.

Vi minner om at beregningen er utført for et hus med strukturelle egenskaper som er betinget valgt for demonstrasjonsberegninger:

11313 · 1 : 1000 = 11.313 kWh,

Hvor: 11313 er mengden varmetap oppnådd tidligere; 1 time; 1000 er antall watt i en kilowatt.

Termisk konduktivitetskoeffisient for byggematerialer som brukes til isolasjon av vegger og tak

For å beregne varmetapet per dag, multipliser det resulterende varmetapet per time med 24 timer:

11.313 24 = 271.512 kWh

For klarhets skyld, la oss finne ut tapet av termisk energi for en full fyringssesong:

7 30 271,512 = 57017,52 kWh,

Hvor: 7 er antall måneder i fyringssesongen; 30 - antall dager i en måned; 271.512 - daglig varmetap av vegger.

Så det estimerte varmetapet til et hus med egenskapene til de omsluttende strukturene valgt ovenfor vil være 57 017,52 kWh i syv måneder av fyringssesongen.

Ta hensyn til påvirkningen av ventilasjon i et privat hus

Som et eksempel vil vi beregne ventilasjonsvarmetap i fyringssesongen for en konvensjonell firkantet hytte, med vegg 12 meter bred og 7 meter høy.

Uten å ta hensyn til møbler og innvendige vegger, vil det indre volumet av atmosfæren i denne bygningen være:

12 12 7 = 1008 m³

Ved lufttemperatur +20 ^OC (norm i fyringssesongen), dens tetthet er 1,2047 kg/m³, og den spesifikke varmekapasiteten er 1,005 kJ/(kg·^OMED).

La oss beregne massen til atmosfæren i huset:

1008 · 1,2047 = 1214,34 kg,

Hvor: 1008 er volumet av hjemmeatmosfæren; 1,2047 - lufttetthet ved t +20 ^OMED .

Tabell med verdien av varmeledningskoeffisienten til materialer som kan være nødvendig ved nøyaktige beregninger

La oss anta en femdobbel endring i luftvolumet i husets lokaler. Merk at den nøyaktige forsyningsvolumbehov frisk luft avhenger av antall beboere på hytta.

Med en gjennomsnittlig temperaturforskjell mellom huset og gaten i fyringssesongen lik 27 ^OC (20 ^OHjemmefra, -7 ^OFra den ytre atmosfæren kreves følgende termisk energi per dag for å varme opp den kalde tilluften:

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

Hvor: 5 er antall innendørs luftskift; 27 - temperaturforskjell mellom rom- og gateatmosfære; 1214,34 - lufttetthet ved t +20 ^OMED; 1,005 er den spesifikke varmekapasiteten til luft.

La oss konvertere kilojoule til kilowatt-timer ved å dele verdien på antall kilojoule i én kilowatt-time (3600):

164755,58 : 3600 = 45,76 kWh

Etter å ha funnet ut kostnadene for termisk energi for oppvarming av luften i huset når den skiftes ut fem ganger gjennom tvungen ventilasjon, kan vi beregne "luft" varmetapet for en syv måneder lang fyringssesong:

7 30 45,76 = 9609,6 kWh,

Hvor: 7 er antall "oppvarmede" måneder; 30 er gjennomsnittlig antall dager i en måned; 45,76 - daglig termisk energiforbruk for oppvarming av tilluft.

Energiforbruk for ventilasjon (infiltrasjon) er uunngåelig, siden oppdatering av luften i hyttelokalene er avgjørende.

Oppvarmingsbehovet til den skiftende luftatmosfæren i huset skal beregnes, summeres med varmetap gjennom bygningsskjermen og tas i betraktning ved valg av varmekjele. Det er en annen type termisk energiforbruk, den siste er tap av kloakkvarme.

Energiforbruk for klargjøring av varmtvann

Hvis kaldt vann i varme måneder kommer fra springen inn i hytta, er det isete i løpet av fyringssesongen, med en temperatur som ikke er høyere enn +5 ^OC. Bading, oppvask og klesvask er umulig uten å varme opp vannet.

Vannet som samles opp i toalettsisternen kommer gjennom veggene i kontakt med hjemmeatmosfæren, og tar bort litt varme. Hva skjer med vann som varmes opp ved å brenne ikke-fritt drivstoff og brukes til husholdningsbehov? Det helles i kloakken.

Dobbeltkretskjele med indirekte varmekjele, brukt både til oppvarming av kjølevæsken og til å levere varmt vann til kretsen som er konstruert for den

La oss se på et eksempel. La oss si at en familie på tre bruker 17 m³ vann månedlig. 1000 kg/m³ er tettheten av vann, og 4.183 kJ/kg^OC er dens spesifikke varmekapasitet.

La den gjennomsnittlige oppvarmingstemperaturen for vann beregnet for husholdningsbehov være +40 ^OC. Følgelig er forskjellen i gjennomsnittstemperatur mellom det kalde vannet som kommer inn i huset (+5 ^OC) og varmes opp i en kjele (+30 ^OC) det viser seg 25 ^OMED.

For å beregne tap av avløpsvarme vurderer vi:

17 1000 25 4,183 = 1777775 kJ,

Hvor: 17 er det månedlige volumet av vannforbruk; 1000 er tettheten til vann; 25 - temperaturforskjell mellom kaldt og oppvarmet vann; 4.183 - spesifikk varmekapasitet til vann;

Slik konverterer du kilojoule til mer forståelige kilowattimer:

1777775 : 3600 = 493,82 kWh

I løpet av den syv måneder lange perioden av fyringssesongen går termisk energi inn i kloakken i mengden av:

493,82 7 = 3456,74 kWh

Termisk energiforbruk til oppvarming av vann for hygieniske behov er lite sammenlignet med varmetap gjennom vegger og ventilasjon. Men dette er også energikostnader som belaster varmekjelen eller kjelen og forårsaker drivstofforbruk.

Beregning av varmekjeleeffekt

Kjelen som en del av varmesystemet er designet for å kompensere for varmetapet til bygningen. Og også, i tilfelle dobbeltkretssystem eller når du utstyrer kjelen med en indirekte varmekjele for å varme vann for hygieniske behov.

Ved å beregne det daglige varmetapet og forbruket av varmt vann "til kloakken", kan du nøyaktig bestemme nødvendig kjelekraft for en hytte i et bestemt område og egenskapene til de omsluttende strukturene.

En enkeltkretskjele varmer kun opp kjølevæsken til varmesystemet

For å bestemme kraften til varmekjelen, er det nødvendig å beregne kostnadene for termisk energi til huset gjennom fasadeveggene og for oppvarming av den skiftende luftatmosfæren i interiøret.

Det kreves data om varmetap i kilowatt-timer per dag - i tilfelle av et konvensjonelt hus, beregnet som et eksempel, er dette:

271.512 + 45.76 = 317.272 kWh,

Hvor: 271.512 - daglig varmetap fra yttervegger; 45,76 - daglig varmetap for oppvarming av tilluft.

Følgelig vil den nødvendige varmeeffekten til kjelen være:

317,272: 24 (timer) = 13,22 kW

Imidlertid vil en slik kjele være under konstant høy belastning, noe som reduserer levetiden. Og på spesielt frostige dager vil ikke kjelens designkraft være nok, siden med en høy temperaturforskjell mellom rom- og gateatmosfæren vil varmetapet til bygningen øke kraftig.

Derfor velg en kjele i henhold til gjennomsnittlig beregning av termiske energikostnader, er det ikke verdt det - det kan ikke være i stand til å takle alvorlig frost.

Det ville være rasjonelt å øke den nødvendige kraften til kjeleutstyr med 20 %:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 kW

For å beregne den nødvendige kraften til den andre kretsen til kjelen som varmer opp vann for oppvask, bading osv., må du dele det månedlige varmeforbruket til "kloakk" varmetap med antall dager i måneden og med 24 timer :

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

Basert på beregningene er optimal kjeleeffekt for eksempelhytta 15,86 kW for varmekretsen og 0,68 kW for varmekretsen.

Utvalg av varmeradiatorer

Tradisjonelt varmeradiatoreffekt Det anbefales å velge i henhold til området til det oppvarmede rommet, og med en 15-20% overvurdering av strømbehovet, bare i tilfelle.

Ved å bruke et eksempel, la oss se på hvor riktig metoden for å velge en radiator er "10 m2 areal - 1,2 kW".

Den termiske kraften til radiatorer avhenger av tilkoblingsmetoden, som må tas i betraktning når du beregner varmesystemet

Opprinnelige data: hjørnerom på første nivå av en to-etasjers individuell boligbygging; ytre vegg laget av dobbel-rads keramiske murstein; rombredde 3 m, lengde 4 m, takhøyde 3 m.

Ved å bruke et forenklet utvalgsskjema, foreslås det å beregne arealet av rommet, vi vurderer:

3 (bredde) 4 (lengde) = 12 m²

De. den nødvendige effekten til varmeradiatoren med 20 % økning er 14,4 kW. La oss nå beregne effektparametrene til varmeradiatoren basert på varmetapet i rommet.

Faktisk påvirker området av rommet tapet av termisk energi mindre enn arealet av veggene, vendt mot den ene siden utenfor bygningen (fasaden).

Derfor vil vi beregne nøyaktig arealet av "gate"-veggene i rommet:

3 (bredde) 3 (høyde) + 4 (lengde) 3 (høyde) = 21 m²

Når vi kjenner til området til veggene som overfører varme "til gaten", vil vi beregne varmetapet hvis rom- og gatetemperaturen avviker med 30^O (i huset +18 ^OC, utenfor -12 ^OC), og umiddelbart i kilowatt-timer:

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

Hvor: 0,91 - varmeoverføringsmotstand m2 av romvegger som vender "utenfor"; 21 - område med "gate" vegger; 30 - temperaturforskjell i og utenfor huset; 1000 er antall watt i en kilowatt.

I henhold til bygningsstandarder er varmeapparater plassert i områder med maksimalt varmetap.For eksempel er radiatorer installert under vindusåpninger, varmepistoler er installert over inngangen til huset. I hjørnerom installeres batterier på blanke vegger utsatt for maksimal eksponering for vind.

Det viser seg at for å kompensere for varmetap gjennom fasadeveggene til denne strukturen, ved 30^O På grunn av forskjellen i temperaturer i huset og ute er oppvarming med en kapasitet på 0,57 kWh tilstrekkelig. La oss øke den nødvendige effekten med 20, til og med 30 % - vi får 0,74 kWh.

Dermed kan reelle varmeeffektbehov være betydelig lavere enn handelsordningen "1,2 kW per kvadratmeter romareal."

Dessuten vil korrekt beregning av den nødvendige kraften til varmeradiatorer redusere volumet kjølevæske i varmesystemet, som vil redusere belastningen på kjelen og drivstoffkostnadene.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Hvor går varmen fra huset - svarene er gitt av en visuell video:

Videoen diskuterer fremgangsmåten for å beregne varmetapet til et hus gjennom bygningskonvolutten. Når du kjenner til varmetapet, kan du nøyaktig beregne kraften til varmesystemet:

For en detaljert video om prinsippene for valg av kraftkarakteristikkene til en varmekjele, se nedenfor:

Varmeproduksjonen blir dyrere for hvert år – drivstoffprisene stiger. Og det er alltid ikke nok varme. Det er umulig å være likegyldig til energiforbruket til en hytte - det er helt ulønnsomt.

På den ene siden koster hver ny fyringssesong huseieren mer og mer. På den annen side koster det gode penger å isolere vegger, fundament og tak på et landsted. Men jo mindre varme som forlater bygningen, jo billigere vil det være å varme den opp.

Å bevare varmen i husets lokaler er hovedoppgaven til varmesystemet i vintermånedene.Valget av varmekjelekraft avhenger av husets tilstand og kvaliteten på isolasjonen til dens omsluttende strukturer. Prinsippet om "kilowatt per 10 kvadratmeter areal" fungerer i en hytte i gjennomsnittlig tilstand av fasade, tak og fundament.

Har du beregnet varmesystemet til boligen din selv? Eller la du merke til et avvik i beregningene gitt i artikkelen? Del din praktiske erfaring eller mengden av teoretisk kunnskap ved å legge igjen en kommentar i blokken under denne artikkelen.