يبلغ متوسط ​​استهلاك الغاز لتدفئة المنزل 150 مترًا مربعًا: مثال على الحسابات ونظرة عامة على تركيبات الهندسة الحرارية

يعد تمويل موسم التدفئة جزءًا كبيرًا من الميزانية التي يتم إنفاقها على صيانة المساكن. معرفة السعر ومتوسط ​​استهلاك الغاز لتدفئة المنزل 150 م²، يمكنك تحديد تكلفة تسخين المبنى بدقة. من السهل القيام بهذه الحسابات من تلقاء نفسها دون دفع مقابل خدمات مهندسي الحرارة.

سوف تتعلم كل شيء عن معايير وأساليب استهلاك الغاز لحساب استهلاك الغاز من مقالتنا. سنتحدث عن مقدار الطاقة اللازمة للتعويض عن فقدان الحرارة للمنزل خلال موسم التدفئة. دعنا نوضح لك الصيغ التي يجب استخدامها في الحسابات.

تدفئة البيوت الريفية

عند حساب معدل تدفق الغاز ، وهو ضروري لتدفئة المنزل ، ستكون المهمة الأكثر صعوبة حساب فقدان الحرارة، والتي يجب تعويضها بالكامل بواسطة نظام التدفئة أثناء التشغيل.

يعتمد مجمع خسائر الحرارة على المناخ وخصائص التصميم للمبنى والمواد المستخدمة ومعلمات نظام التهوية.

حساب الحرارة المعوضة

يجب أن يعوض نظام التسخين في أي مبنى عن فقده للحرارة س (W) في فترة البرد. تحدث لسببين:

1. نقل الحرارة من خلال محيط المنزل ؛
2. فقدان الحرارة بسبب دخول الهواء البارد من خلال نظام التهوية.

رسميا ، فقدان الحرارة من خلال الجدار والسقف س_TP يمكن حسابها باستخدام الصيغة التالية:

س_TP = S * dT / R,

حيث:

• ق - مساحة السطح (م²);
• د - فرق درجة الحرارة بين الهواء الداخلي والخارجي (° C) ؛
• ص - مؤشر مقاومة انتقال الحرارة للمواد (م² * ° C / W).

يمكن أخذ المؤشر الأخير (يسمى أيضًا "معامل المقاومة الحرارية") من الجداول المرفقة بمواد البناء أو المنتجات.

يعتمد نوع النافذة الزجاجية المزدوجة بشكل كبير على مؤشر فقدان الحرارة في المنزل. سيتم تبرير ارتفاع سعر النوافذ المعزولة بسبب الاقتصاد في استهلاك الوقود

مثال. دع مساحة الجدار الخارجي للغرفة تبلغ مساحتها 12 مترًا²منها 2 م² يأخذ نافذة.

مؤشرات مقاومة انتقال الحرارة هي كما يلي:

• كتل الخرسانة الخلوية D400: ص = 3.5.
• غرفة مزدوجة نافذة زجاجية مزدوجة مع الأرجون "4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I": ص = 0.75.

في هذه الحالة ، في درجة حرارة الغرفة "+ 22 درجة مئوية" وفي الخارج - "-30 درجة مئوية" ، يكون فقدان الحرارة للجدار الخارجي للغرفة:

• س_TP (الحائط) = 10 * (22 - (- 30)) / 3.5 = 149 واط:
• س_TP (نافذة) = 2 * (22 - (- 30)) / 0.75 = 139 واط:
• س_TP = س_TP (جدار) + س_TP (نافذة) = 288 واط.

يعطي هذا الحساب النتيجة الصحيحة إذا لم يكن هناك تبادل هواء غير خاضع للرقابة (تسلل).

يمكن أن يحدث في الحالات التالية:

• وجود عيوب هيكلية ، مثل عدم ملاءمة إطارات النوافذ للجدران أو تقشير المواد العازلة. يجب القضاء عليهم.
• شيخوخة المبنى ، ونتيجة لذلك تتشكل الرقائق أو الشقوق أو الفراغات في البناء. في هذه الحالة ، من الضروري إدخال عوامل تصحيح في مؤشر مقاومة انتقال الحرارة للمواد.

بنفس الطريقة ، من الضروري تحديد فقدان الحرارة من خلال السقف ، إذا كان الكائن موجودًا في الطابق العلوي. من خلال الأرضية ، لا يحدث أي فقدان كبير للطاقة إلا إذا كان هناك قبو غير مدفأ ومتفجر مثل المرآب. بالكاد تترك الحرارة الأرض.

لحساب مقاومة نقل الحرارة للمواد متعددة الطبقات ، من الضروري تلخيص أداء الطبقات الفردية. عادة ، يتم أخذ المواد غير الموصلة فقط لإجراء العمليات الحسابية.

ضع في اعتبارك السبب الثاني لفقد الحرارة - تهوية المبنى. استهلاك الطاقة لتسخين هواء التزويد (س_في) يمكن حسابها بالصيغة:

س_في = L * q * c * dTحيث:

• لام - استهلاك الهواء (م³ / ح) ؛
• س - كثافة الهواء (كجم / م³);
• ج - الحرارة النوعية للهواء الداخل (kJ / kg * ° C) ؛
• د - فرق درجة الحرارة بين الهواء الداخلي والخارجي (درجة مئوية).

الحرارة النوعية للهواء في نطاق درجة الحرارة التي تهمنا [-50 .. +30 درجة مئوية] تساوي 1.01 كيلو جول / كجم * درجة مئوية أو من حيث البعد المطلوب: 0.28 واط * ساعة / كجم * درجة مئوية. تعتمد كثافة الهواء على درجة الحرارة والضغط ، ولكن بالنسبة للحسابات ، يمكنك أخذ قيمة 1.3 كجم / م³.

مثال. للغرفة 12 م² مع نفس الفرق في درجة الحرارة كما في المثال السابق ، فإن فقدان الحرارة بسبب أعمال التهوية سيكون:

س_في = (12 * 3) * 1.3 * 0.28 * (22 - (- 30)) = 681 وات

يأخذ المصممون تدفق الهواء وفقًا لـ SNiP 41-01-2003 (في مثالنا 3 م³ / ساعة عند 1 م² منطقة غرفة المعيشة) ، ولكن يمكن تقليل هذه القيمة بشكل كبير من قبل مالك المبنى.

إجمالي فقدان الحرارة الكلي للغرفة النموذجية هو:

س = س_TP + س_في = 969 واط

لحساب فقدان الحرارة يوميًا أو أسبوعيًا أو شهريًا ، تحتاج إلى معرفة متوسط ​​درجة الحرارة لهذه الفترات.

يتضح من الصيغ أعلاه أن حساب حجم الغاز المستهلك لفترة قصيرة من الوقت ولموسم البرد بأكمله يجب أن يتم مع مراعاة مناخ المنطقة حيث يوجد الجسم الساخن. لذلك ، من الممكن استخدام حلول قياسية مثبتة جيدًا فقط لظروف بيئية مماثلة.

لتحديد المعلمات المناخية المماثلة ، يمكنك استخدام خرائط متوسط ​​درجات الحرارة الشهرية في فصل الشتاء. يمكن العثور عليها بسهولة على الإنترنت.

مع الهندسة المعقدة للمنزل ومجموعة متنوعة من المواد المستخدمة في بنائه وعزله ، يمكنك استخدام خدمات المتخصصين لحساب الكمية المطلوبة من الحرارة.

طرق لتقليل فقدان الحرارة

تعد تكلفة تدفئة المنزل جزءًا كبيرًا من تكلفة صيانته. لذلك ، من المعقول القيام ببعض أنواع الأعمال التي تهدف إلى تقليل فقدان الحرارة عن طريق عزل السقفجدران المنزل عزل الأرضيات والتصاميم ذات الصلة.

التطبيق مخططات العزل في الخارج وداخل المنزل يمكن أن يقلل هذا الرقم بشكل كبير. هذا ينطبق بشكل خاص على المباني القديمة ذات التآكل القوي للجدران والأرضيات. نفس ألواح رغوة البوليسترين لا تسمح فقط بتقليل التجمد أو القضاء عليه تمامًا ، ولكن أيضًا تقليل تسرب الهواء من خلال الطلاء المحمي.

يمكن أيضًا تحقيق وفورات كبيرة إذا لم تكن المناطق الصيفية من المنزل ، مثل الشرفة الأرضية أو العلية ، متصلة بالتدفئة. في هذه الحالة ، سيكون هناك انخفاض كبير في محيط الجزء الساخن من المنزل.

استخدام أرضية العلية فقط في الصيف يوفر بشكل كبير تكلفة تدفئة المنزل في فصل الشتاء. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، يجب عزل سقف الطابق العلوي بشكل جيد

إذا اتبعت بدقة معايير التهوية للمباني ، والموصوفة في SNiP 41-01-2003 ، فإن فقد الحرارة من تبادل الهواء سيكون أعلى من تجميد الجدران وسقف المبنى. هذه القواعد إلزامية للمصممين وأي كيانات قانونية إذا تم استخدام المباني للإنتاج أو تقديم الخدمات. ومع ذلك ، يجوز لسكان المنزل ، حسب تقديرهم ، تقليل القيم الموضحة في الوثيقة.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام المبادلات الحرارية لتسخين الهواء البارد القادم من الشارع ، بدلاً من الأجهزة التي تستهلك الكهرباء أو الغاز. لذلك يمكن لمبادل حراري عادي للوحة توفير أكثر من نصف الطاقة ، ويمكن لجهاز أكثر تعقيدًا مع سائل التبريد توفير حوالي 75 ٪.

حساب الحجم المطلوب للغاز

يجب أن يعوض الغاز القابل للاشتعال عن فقدان الحرارة. لهذا ، بالإضافة إلى فقدان الحرارة في المنزل ، من الضروري معرفة كمية الطاقة التي يتم إطلاقها أثناء الاحتراق ، والتي تعتمد على كفاءة المرجل والقيمة الحرارية للخليط.

قاعدة اختيار المرجل

يجب أن يتم اختيار السخان مع مراعاة فقدان الحرارة في المنزل. يجب أن تكون كافية للفترة التي يتم فيها الوصول إلى درجة الحرارة الدنيا السنوية. في جواز السفر أو غلاية غاز مثبتة على الحائط معلمة "الطاقة الحرارية الاسمية" ، التي تقاس بالكيلوواط للأجهزة المنزلية ، مسؤولة عن ذلك.

نظرًا لأن أي هيكل يحتوي على قصور حراري ، لحساب سعة الغلاية اللازمة لدرجة الحرارة الدنيا ، عادة ما يتم أخذ مؤشر أبرد فترة خمسة أيام. بالنسبة لمنطقة معينة ، يمكن العثور عليها في المنظمات المشاركة في جمع ومعالجة معلومات الطقس ، أو من الجدول 1. SNiP 23-01-99 (العمود رقم 4).

جزء من الجدول 1 من SNiP 23-01-99. باستخدامه ، يمكنك الحصول على البيانات اللازمة عن مناخ المنطقة حيث يوجد الجسم الساخن

إذا تجاوزت قوة المرجل المؤشر الكافي لتدفئة الغرفة ، فهذا لا يؤدي إلى زيادة استهلاك الغاز. في هذه الحالة ، سيكون تعطل المعدات أطول.

في بعض الأحيان يكون هناك سبب لاختيار غلاية ذات طاقة أقل قليلاً. يمكن أن تكون هذه الأجهزة أرخص بكثير عند الشراء والتشغيل. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، من الضروري الحصول على مصدر حرارة احتياطي (على سبيل المثال ، سخان بمولد غاز) ، والذي يمكن استخدامه في الصقيع الشديد.

المؤشر الرئيسي لكفاءة وكفاءة المرجل هو الكفاءة. للمعدات المنزلية الحديثة ، تتراوح من 88 إلى 95٪. يتم تسجيل الكفاءة في جواز سفر الجهاز ويستخدم في حساب استهلاك الغاز.

صيغة إطلاق الحرارة

لحساب استهلاك الغاز الطبيعي أو المسال بشكل صحيح لتسخين منزل بمساحة حوالي 150 م² تحتاج إلى معرفة مؤشر آخر - القيمة الحرارية (حرارة الاحتراق المحددة) للوقود المزود. وفقًا لنظام SI ، يتم قياسه بوحدة ج / كجم للغاز المسال أو بوحدة ج / م³ طبيعي.

تتميز حاملات الغاز (خزانات لتخزين الغاز المسال) باللتر. لمعرفة مقدار الوقود الذي ستدخله بالكيلوغرام ، يمكنك تطبيق نسبة 0.54 كجم / 1 لتر

هناك قيمتان لهذا المؤشر - القيمة الحرارية المنخفضة (ح_ل) وأعلى (ح_ح) يعتمد ذلك على رطوبة الوقود ودرجة حرارته. عند الحساب خذ مؤشر ح_ل - تحتاج إلى معرفة ذلك من مورد الغاز.

إذا لم تكن هناك مثل هذه المعلومات ، فيمكنك في الحسابات أخذ القيم التالية:

• للغاز الطبيعي ح_ل = 33.5 مللي جول / م³;
• للغاز المسال ح_ل = 45.2 مللي جول / كجم.

بالنظر إلى أن 1 mJ = 278 W * h ، نحصل على القيم الحرارية التالية:

• للغاز الطبيعي ح_ل = 9.3 كيلوواط * ساعة / م³;
• للغاز المسال ح_ل = 12.6 كيلوواط * ساعة / كجم.

حجم الغاز المستهلك خلال فترة زمنية معينة خامسا (م³ أو كغ) يمكن حسابها باستخدام الصيغة التالية:

V = Q * E / (ح_ل * ك)حيث:

• س - فقدان الحرارة للمبنى (كيلوواط) ؛
• هـ - مدة فترة التسخين (ح) ؛
• ح_ل - القيمة الحرارية الدنيا للغاز (كيلوواط * ساعة / م)³);
• ك - كفاءة المرجل.

بالنسبة للغاز المسال ، البعد ح_ل يساوي kW * h / kg.

مثال لحساب استهلاك الغاز

على سبيل المثال ، خذ منزلًا خشبيًا نموذجيًا مؤلفًا من طابقين. المنطقة - إقليم ألتاي ، بارناول.

حجم الكوخ 10 × 8.5 م ، ومنحدر سقف الجملون 30 درجة. يتميز هذا المشروع بعلية دافئة ، ومساحة كبيرة نسبيا من الزجاج ، وغياب قبو وأجزاء بارزة من المنزل.

الخطوة الأولى نحسب المعلمات الرئيسية للمنزل لحساب فقدان الحرارة:

• بول في حالة عدم وجود قبو تم تطهيره ، يمكن إهمال الخسائر من خلال الأرضية والأساس.
• النوافذ. زجاج مزدوج النافذة المزدوجة "4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I": ص_س = 0.75. منطقة التزجيج ق_س = 40 م².
• الجدران. تبلغ مساحة الجدار الطولي (الجانبي) 10 * 3.5 = 35 م². مساحة الجدار العرضي (الأمامي) هي 8.5 * 3.5 + 8.5² * TG(30) / 4 = 40 م². وبالتالي ، يبلغ إجمالي محيط المبنى 150 م²، مع مراعاة التزجيج ، القيمة المرغوبة ق_ق = 150 - 40 = 110 م².
• الجدران. المواد العازلة للحرارة الرئيسية عبارة عن شعاع ملصوق ، بسمك 200 مم (ص_ب = 1.27) وعزل البازلت ، 150 مم (ص_ش = 3.95). إجمالي مقاومة نقل الحرارة للجدار ص_ق = ص_ب + ص_ش = 5.22.
• السقف. يكرر الاحترار تمامًا شكل السقف. مساحة السطح بدون نتوءات ق_ك = 10 * 8.5 / cos (30) = 98 م².
• السقف. المواد العازلة للحرارة الرئيسية هي البطانة ، بسمك 12.5 ملم (ص_v = 0.07) وعزل البازلت ، بسمك 200 ملم (ص_ش = 5.27). إجمالي مقاومة انتقال الحرارة للسقف ص_ك = ص_v + ص_ش = 5.34.
• التهوية. دع معدل تدفق الهواء لا يحسب حسب مساحة المنزل ، ولكن مع مراعاة المتطلبات ، تأكد من قيمة 30 م على الأقل³ للشخص الواحد في الساعة. منذ الكوخ يسكنها باستمرار 4 أشخاص ، ثم لام = 30 * 4 = 120 م³ / ح

الخطوة. 2. نحسب قوة المرجل المطلوبة. إذا تم شراء المعدات بالفعل ، فيمكن تخطي هذه الخطوة.

لحساباتنا ، من الضروري معرفة مؤشرين فقط لغلاية الغاز: الكفاءة والقوة المقدرة. يجب أن تكون مسجلة في جواز سفر الجهاز.

درجة حرارة أبرد خمسة أيام هي "-41 درجة مئوية". سنأخذ درجة حرارة مريحة مثل "+24 درجة مئوية". وبالتالي ، فإن متوسط ​​فرق درجة الحرارة خلال هذه الفترة سيكون د = 65 درجة مئوية

نحسب فقدان الحرارة:

• من خلال النوافذ: س_س = ق_س * د / ص_س = 40 * 65 / 0.75 = 3467 واط ؛
• من خلال الجدران: س_ق = ق_ق * د / ص_ق = 110 * 65 / 5.22 = 1370 واط ؛
• من خلال السقف: س_ك = ق_ك * د / ص_ك = 98 * 65 / 5.34 = 1199 واط ؛
• بسبب التهوية: س_v = لام * س * ج * د = 120 * 1.3 * 0.28 * 65 = 2839 واط

سيكون إجمالي فقدان الحرارة للمنزل بأكمله خلال فترة الخمسة أيام الباردة:

س = س_س + س_ق + س_ك + س_v = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 وات.

وبالتالي ، بالنسبة لهذا المنزل النموذجي ، يمكنك اختيار غلاية غاز ذات معلمة طاقة حرارية قصوى تبلغ 10-12 كيلو واط. إذا تم استخدام الغاز أيضًا لتوفير الماء الساخن ، فسيتعين عليك أخذ جهاز أكثر إنتاجية.

الخطوة الثالثة نحسب مدة فترة التسخين ومتوسط ​​فقدان الحرارة.

تحت موسم البرد ، عندما يكون التسخين ضروريًا ، افهم الموسم بمتوسط ​​درجات حرارة يومي أقل من 8-10 درجة مئوية. لذلك ، للحسابات ، يمكنك أن تأخذ إما الأعمدة رقم 11-12 أو الأعمدة رقم 13-14 من الجدول 1 من SNiP 23-01-99.

يتم ترك هذا الخيار لأصحاب الكوخ. في هذه الحالة ، لن يكون هناك فرق كبير في استهلاك الوقود السنوي. في حالتنا ، سوف نسهب في فترة تقل فيها درجة الحرارة عن "+ 10 درجة مئوية". مدة هذه الفترة 235 يوما او هـ = 5640 ساعة.

مع التدفئة المركزية ، يتم تشغيل وإيقاف إمدادات المبرد وفقًا للمعايير المعمول بها. واحدة من مزايا المنزل الخاص هي إطلاق وضع التدفئة بناء على طلب السكان

يتم حساب فقدان الحرارة للمنزل لمتوسط ​​درجة الحرارة لهذه الفترة كما في الخطوة 2 ، فقط المعلمة د = 24 - (- 6.7) = 30.7 درجة مئوية. بعد إجراء الحسابات ، نحصل عليها س = 4192 واط.

الخطوة 4 نحسب كمية الغاز المستهلكة.

دع كفاءة المرجل ك = 0.92. ثم يكون حجم الغاز المستهلك (مع متوسط ​​مؤشرات للحد الأدنى من القيمة الحرارية لمزيج الغاز) للفترة الباردة:

• للغاز الطبيعي: خامسا = س * هـ / (ح_ل * ك) = 4192 * 5640 / (9300 * 0.92) = 2763 م³;
• للغاز المسال: خامسا = س * هـ / (ح_ل * ك) = 4192 * 5640 / (12600 * 0.92) = 2040 كجم.

بمعرفة أسعار الغاز ، يمكن للمرء حساب التكاليف المالية للتدفئة.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

تقليل استهلاك الغاز من خلال إزالة الأخطاء المرتبطة بالعزل المنزلي. مثال حقيقي:

تدفق الغاز عند خرج حراري معروف:

يمكن إجراء جميع حسابات فقدان الحرارة بشكل مستقل فقط عندما تكون خصائص توفير الحرارة للمواد التي تم بناء المنزل منها معروفة. إذا كان المبنى قديمًا ، فمن الضروري أولاً فحصه للتجميد والقضاء على المشاكل المحددة.

بعد ذلك ، باستخدام الصيغ الواردة في المقالة ، من الممكن حساب تدفق الغاز بدقة عالية.

يرجى ترك التعليقات في مربع الملاحظات أدناه. انشر صورة حول موضوع المقال ، اطرح أسئلة حول النقاط المهتمة. شارك المعلومات المفيدة التي قد تكون مفيدة لزوار موقعنا.