Berechnung des Heizungssystems eines Privathauses: Regeln und Berechnungsbeispiele

Das Heizen eines Privathauses ist ein notwendiges Element für komfortables Wohnen. Stimmen Sie zu, dass die Anordnung des Heizkomplexes sorgfältig angegangen werden sollte, wie Fehler sind teuer. Aber Sie haben solche Berechnungen noch nie durchgeführt und wissen nicht, wie Sie sie richtig durchführen sollen?

Wir helfen Ihnen - in unserem Artikel werden wir detailliert untersuchen, wie die Berechnung des Heizungssystems eines Privathauses durchgeführt wird, um den Wärmeverlust in den Wintermonaten effektiv auszugleichen.

Wir geben spezifische Beispiele, die das Material des Artikels durch visuelle Fotos und nützliche Videotipps ergänzen, sowie relevante Tabellen mit Indikatoren und Koeffizienten, die für Berechnungen erforderlich sind.

Wärmeverlust eines Privathauses

Das Gebäude verliert aufgrund der unterschiedlichen Lufttemperatur innerhalb und außerhalb des Hauses Wärme. Der Wärmeverlust ist umso höher, je bedeutender der Bereich der Gebäudehülle (Fenster, Dächer, Wände, Fundamente) ist.

Auch Wärmeverlust verbunden mit den Materialien der umschließenden Strukturen und deren Größen. Beispielsweise ist der Wärmeverlust dünner Wände größer als dick.

Wirksam Heizungsberechnung Denn ein Privathaus muss die beim Bau von Gebäudehüllen verwendeten Materialien berücksichtigen.

Beispielsweise wird bei gleicher Wandstärke aus Holz und Ziegel Wärme mit unterschiedlicher Intensität ausgeführt - der Wärmeverlust durch Holzkonstruktionen ist langsamer. Einige Materialien lassen die Wärme besser durch (Metall, Ziegel, Beton), andere schlechter (Holz, Mineralwolle, Polystyrolschaum).

Die Atmosphäre in einem Wohngebäude hängt indirekt mit der Außenluft zusammen. Wände, Öffnungen von Fenstern und Türen, Dach und Fundament im Winter übertragen Wärme vom Haus nach außen und liefern im Gegenzug Kälte. Sie machen 70-90% des gesamten Wärmeverlustes der Hütte aus.

Wände, Dach, Fenster und Türen - im Winter lässt alles Wärme ab. Die Wärmebildkamera zeigt deutlich Wärmelecks an

Ein ständiges Austreten von Wärmeenergie während der Heizperiode tritt auch durch Belüftung und Abwasser auf.

Bei der Berechnung des Wärmeverlusts eines einzelnen Wohnungsbaus werden diese Daten in der Regel nicht berücksichtigt. Die Einbeziehung von Wärmeverlusten durch die Kanalisation und die Lüftungssysteme in die allgemeine Wärmeberechnung des Hauses ist jedoch immer noch die richtige Entscheidung.

Ein signifikant angeordnetes Wärmedämmsystem kann die Wärmeleckage durch Gebäudestrukturen, Tür- / Fensteröffnungen erheblich reduzieren

Es ist unmöglich, den autonomen Heizkreislauf eines Landhauses zu berechnen, ohne den Wärmeverlust seiner umschließenden Strukturen zu bewerten. Genauer gesagt wird es nicht funktionieren Bestimmen Sie die Leistung des Kesselsausreichend, um das Haus bei stärksten Frösten zu heizen.

Durch die Analyse des tatsächlichen Wärmeenergieverbrauchs durch die Wände können Sie die Kosten für Kesselausrüstung und Brennstoff mit den Kosten für die Wärmedämmung von Wänden vergleichen.

Denn je energieeffizienter das Haus ist, d.h. Je weniger Wärme in den Wintermonaten verloren geht, desto geringer sind die Kosten für die Anschaffung von Kraftstoff.

Für eine kompetente Berechnung des Heizungssystems benötigen Sie Wärmeleitfähigkeitskoeffizient gängige Baumaterialien.

Die Wertetabelle des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten verschiedener Baustoffe, die am häufigsten beim Bau von verwendet wird

Berechnung des Wärmeverlustes durch Wände

Am Beispiel des bedingten zweistöckigen Häuschens berechnen wir den Wärmeverlust durch seine Wandstrukturen.

Ausgangsdaten:

• quadratische "Box" mit 12 m breiten und 7 m hohen Vorderwänden;
• Innerhalb der Mauern von 16 Öffnungen beträgt die Fläche jeweils 2,5 m²;
• Material der Vorderwände - vollmundiger Keramikziegel;
• Wandstärke - 2 Steine.

Als nächstes berechnen wir die Gruppe von Indikatoren, aus denen der Gesamtwert des Wärmeverlusts durch die Wände addiert wird.

Wärmeübertragungswiderstand

Um den Wärmeübertragungswiderstandsindex für eine Fassadenwand zu ermitteln, muss die Dicke des Wandmaterials durch seinen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten dividiert werden.

Für eine Reihe von Strukturmaterialien sind Daten zum Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten in den Bildern oben und unten dargestellt.

Für genaue Berechnungen wird der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient benötigt, der in der Tabelle der im Bau verwendeten Wärmedämmstoffe angegeben ist.

Unsere bedingte Wand besteht aus massivem Keramikziegel, dessen Wärmeleitfähigkeit 0,56 W / m beträgt^überUnter Berücksichtigung des Mauerwerks im zentralen Verteilungszentrum beträgt seine Dicke 0,51 m. Wenn wir die Wandstärke durch den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten des Ziegels dividieren, erhalten wir den Wandwärmeübertragungswiderstand:

0,51: 0,56 = 0,91 W / m^{2 × o}Mit

Wir runden das Ergebnis der Division auf zwei Dezimalstellen, da keine genaueren Daten zum Wärmeübertragungswiderstand erforderlich sind.

Außenwandbereich

Da ein quadratisches Gebäude als Beispiel gewählt wurde, wird die Fläche seiner Wände bestimmt, indem die Breite mit der Höhe einer Wand und dann mit der Anzahl der Außenwände multipliziert wird:

12 · 7 · 4 = 336 m²

Wir kennen also den Bereich der Vorderwände. Aber was ist mit den Öffnungen von Fenstern und Türen, die zusammen 40 m2 einnehmen (2,5 · 16 = 40 m)?²) der Vorderwand, sollten sie berücksichtigt werden?

In der Tat, wie man richtig berechnet autonome Heizung in einem Holzhaus ohne Wärmeübertragungsbeständigkeit von Fenster- und Türstrukturen.

Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von wärmeisolierenden Materialien zur Isolierung von tragenden Wänden

Wenn der Wärmeverlust eines großflächigen Gebäudes oder eines warmen Hauses (energieeffizient) berechnet werden muss - ja, die Berücksichtigung der Wärmeübergangskoeffizienten von Fensterrahmen und Eingangstüren ist bei der Berechnung korrekt.

Bei niedrigen Gebäuden, die aus traditionellen Materialien gebaut wurden, können Tür- und Fensteröffnungen vernachlässigt werden. Das heißt, Nehmen Sie ihre Fläche nicht von der Gesamtfläche der Vorderwände weg.

Gemeinsamer Wandwärmeverlust

Wir ermitteln den Wärmeverlust der Wand von einem Quadratmeter, wenn der Temperaturunterschied zwischen der Luft innerhalb und außerhalb des Hauses einen Grad beträgt.

Teilen Sie dazu die Einheit durch den zuvor berechneten Wärmeübertragungswiderstand der Wand:

1: 0,91 = 1,09 W / m²·^überMit

Wenn Sie den Wärmeverlust pro Quadratmeter des Umfangs der Außenwände kennen, können Sie den Wärmeverlust bei bestimmten Straßentemperaturen bestimmen.

Zum Beispiel, wenn die Temperatur in der Hütte +20 ist ^überC und auf der Straße -17 ^überC beträgt die Temperaturdifferenz 20 + 17 = 37 ^überC. In dieser Situation beträgt der Gesamtwärmeverlust der Wände unseres bedingten Hauses:

0,91 · 336 · 37 = 11313 W.,

Wobei: 0,91 - Wärmeübertragungswiderstand pro Quadratmeter Wand; 336 - Bereich der Vorderwände; 37 - Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außenatmosphäre.

Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von wärmeisolierenden Materialien, die für die Boden- / Wanddämmung, für den trockenen Estrich und die Wandausrichtung verwendet werden

Wir berechnen den resultierenden Wärmeverlust in Kilowattstunden neu, sie sind bequemer für die Wahrnehmung und anschließende Berechnung der Leistung des Heizungssystems.

Wandwärmeverlust in Kilowattstunden

Stellen Sie zunächst fest, wie viel Wärmeenergie in einer Stunde mit einem Temperaturunterschied von 37 durch die Wände fließt ^überC.

Wir erinnern Sie daran, dass die Berechnung für ein Haus mit strukturellen Merkmalen durchgeführt wird, das bedingt für Demonstrations- und Demonstrationsberechnungen ausgewählt wurde:

113131: 1000 = 11,313 kWh,

Wobei: 11313 - die Menge des früher erhaltenen Wärmeverlusts; 1 Stunde; 1000 ist die Anzahl der Watt pro Kilowatt.

Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Baustoffen zur Dämmung von Wänden und Böden

Um den Wärmeverlust pro Tag zu berechnen, wird der erhaltene Wärmeverlust pro Stunde mit 24 Stunden multipliziert:

11,31324 = 271,512 kWh

Aus Gründen der Klarheit ermitteln wir den Verlust an Wärmeenergie für die gesamte Heizperiode:

7 · 30 · 271.512 = 57017.52 kWh,

Wo: 7 - die Anzahl der Monate in der Heizperiode; 30 - die Anzahl der Tage in einem Monat; 271.512 - täglicher Wärmeverlust der Wände.

Der geschätzte Wärmeverlust des Hauses mit den oben genannten Merkmalen der Gebäudehülle beträgt also sieben Monate der Heizperiode 57017,52 kWh.

Berücksichtigung der Auswirkungen der privaten Hauslüftung

Als Beispiel berechnen wir den Wärmeverlust der Lüftung während der Heizperiode für ein bedingtes Häuschen mit quadratischer Form, einer 12 Meter breiten und 7 Meter hohen Wand.

Ohne Möbel und Innenwände beträgt das Innenvolumen der Atmosphäre in diesem Gebäude:

12 · 12 · 7 = 1008 m³

Bei Lufttemperatur +20 ^überC (Norm in der Heizperiode) seine Dichte beträgt 1,2047 kg / m³und die spezifische Wärme beträgt 1,005 kJ / (kg^überC)

Wir berechnen die Masse der Atmosphäre im Haus:

10081,2047 = 1214,34 kg,

Wo: 1008 - das Volumen der häuslichen Atmosphäre; 1,2047 - Luftdichte bei t +20 ^überS.

Eine Tabelle mit dem Wert des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von Materialien, der für genaue Berechnungen erforderlich sein kann

Angenommen, das Luftvolumen in den Räumlichkeiten des Hauses wird um das Fünffache geändert. Beachten Sie, dass die genaue Liefervolumenbedarf Die frische Luft hängt von der Anzahl der Bewohner der Hütte ab.

Mit einem durchschnittlichen Temperaturunterschied zwischen Haus und Straße in der Heizperiode von 27 ^überC (20 ^überC nach Hause, -7 ^überMit der Außenatmosphäre) pro Tag zum Erhitzen der Kaltluftversorgung benötigen Sie Wärmeenergie:

5,271214,34-1,005 = 164755,58 kJ,

Wo: 5 - die Anzahl der Luftwechsel in den Räumlichkeiten; 27 - Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außenatmosphäre; 1214,34 - Luftdichte bei t +20 ^überC; 1.005 - spezifische Luftwärme.

Wir rechnen Kilojoule in Kilowattstunden um und teilen den Wert durch die Anzahl der Kilojoule in einer Kilowattstunde (3600):

164755,58: 3600 = 45,76 kWh

Nachdem wir die Kosten für Wärmeenergie für die Erwärmung der Luft im Haus während ihres fünffachen Austauschs durch die Versorgungslüftung ermittelt haben, können wir den Wärmeverlust „Luft“ für die siebenmonatige Heizperiode berechnen:

7 · 30 · 45,76 = 9609,6 kWh,

Wobei: 7 - die Anzahl der "erhitzten" Monate; 30 - die durchschnittliche Anzahl von Tagen in einem Monat; 45,76 - tägliche Wärmeenergiekosten für die Erwärmung der Zuluft.

Der Energieverbrauch durch Belüftung (Infiltration) ist unvermeidlich, da die Lufterneuerung in der Hütte von entscheidender Bedeutung ist.

Der Heizbedarf der austauschbaren Luftatmosphäre im Haus muss berechnet, mit den Wärmeverlusten durch die Gebäudehülle summiert und bei der Auswahl eines Heizkessels berücksichtigt werden. Es gibt eine andere Art des Wärmeenergieverbrauchs, nämlich den Wärmeverlust des Abwasserkanals.

Energiekosten für die Warmwasserbereitung

Wenn in den wärmeren Monaten kaltes Wasser aus dem Wasserhahn in die Hütte fließt, ist es in der Heizperiode eisig mit einer Temperatur von nicht mehr als +5 ° C. ^überC. Baden, Geschirr spülen und Spülen sind ohne Erhitzen des Wassers nicht möglich.

Das in die Toilettenschüssel gesaugte Wasser berührt die häusliche Atmosphäre durch die Wände und nimmt ein wenig Wärme auf. Was passiert mit Wasser, das durch Verbrennen von nicht freiem Kraftstoff erwärmt und für den Haushaltsbedarf ausgegeben wird? Es wird in den Abwasserkanal gegossen.

Ein Zweikreis-Kessel mit einem indirekten Heizkessel, der sowohl zum Erhitzen des Kühlmittels als auch zum Zuführen von heißem Wasser zu dem dafür konstruierten Kreislauf verwendet wird

Schauen wir uns ein Beispiel an. Eine dreiköpfige Familie soll 17 m verbringen³ Wasser monatlich. 1000 kg / m³ - die Dichte des Wassers und 4,183 kJ / kg^überC ist seine spezifische Wärme.

Die durchschnittliche Temperatur des Heizwassers für den Hausbedarf beträgt +40 ^überDementsprechend ist die Differenz der Durchschnittstemperatur zwischen kaltem Wasser, das in das Haus eintritt (+5 ^überC) und in einem Kessel erhitzt (+30 ^überC) es stellt sich heraus 25 ^überC.

Um den Wärmeverlust des Abwasserkanals zu berechnen, berücksichtigen wir:

17 · 1000 · 25 · 4,183 = 1777775 kJ,

Wo: 17 - monatliches Wasserverbrauchsvolumen; 1000 ist die Dichte von Wasser; 25 - Temperaturunterschied zwischen kaltem und erwärmtem Wasser; 4.183 - spezifische Wärme von Wasser;

Um Kilojoule in verständlichere Kilowattstunden umzurechnen:

1777775: 3600 = 493,82 kWh

Während eines Zeitraums von sieben Monaten der Heizperiode gelangt Wärmeenergie in folgender Menge in den Abwasserkanal:

493,827 = 3456,74 kWh

Der Verbrauch von Wärmeenergie zum Erhitzen von Wasser für Hygienebedürfnisse ist im Vergleich zum Wärmeverlust durch Wände und Lüftung gering. Dies ist aber auch der Energieverbrauch, der den Kessel oder den Kessel belädt und den Brennstoffverbrauch verursacht.

Berechnung der Leistung des Kessels

Der Kessel in der Heizungsanlage soll den Wärmeverlust des Gebäudes ausgleichen. Und auch im Fall von Zweikreissystem oder wenn der Kessel mit einem indirekten Heizkessel ausgestattet wird, um Wasser für hygienische Bedürfnisse zu erwärmen.

Durch Berechnung des täglichen Wärmeverlusts und des Verbrauchs von warmem Wasser „für das Abwasser“ ist es möglich, die erforderliche Kesselkapazität für ein Häuschen eines bestimmten Gebiets und die Eigenschaften der umschließenden Strukturen genau zu bestimmen.

Ein Einkreiskessel erzeugt nur Heizmedium für das Heizsystem

Um die Leistung des Heizkessels zu bestimmen, müssen die Kosten für die Wärmeenergie des Hauses durch die Fassadenwände und die Erwärmung der austauschbaren Luftatmosphäre des Innenraums berechnet werden.

Daten zu Wärmeverlusten in Kilowattstunden pro Tag sind erforderlich - im Fall eines als Beispiel berechneten bedingten Hauses sind dies:

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

Wo: 271.512 - täglicher Wärmeverlust durch Außenwände; 45,76 - täglicher Wärmeverlust zum Erhitzen der Zuluft.

Dementsprechend beträgt die erforderliche Heizleistung des Kessels:

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

Ein solcher Kessel steht jedoch unter konstant hoher Last, was seine Lebensdauer verringert. Und an besonders frostigen Tagen reicht die Nennleistung des Kessels nicht aus, da bei einem hohen Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außenatmosphäre der Wärmeverlust des Gebäudes stark zunimmt.

Deshalb Wähle einen Kessel Laut einer durchschnittlichen Berechnung der Kosten für Wärmeenergie lohnt es sich nicht - es kann nicht mit starken Frösten fertig werden.

Es ist sinnvoll, die erforderliche Kapazität der Kesselausrüstung um 20% zu erhöhen:

13,22,2 + 13,22 = 15,86 kW

Um die erforderliche Leistung des zweiten Kreislaufs des Kessels, des Heizwassers zum Spülen von Geschirr, zum Baden usw. zu berechnen, muss der monatliche Wärmeverbrauch der Wärmeverluste des Abwasserkanals durch die Anzahl der Tage im Monat und durch 24 Stunden geteilt werden:

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

Nach den Berechnungsergebnissen beträgt die optimale Kesselleistung für das Hüttenbeispiel 15,86 kW für den Heizkreis und 0,68 kW für den Heizkreis.

Die Wahl der Heizkörper

Traditionell Heizkörperleistung Es wird empfohlen, den Bereich des beheizten Raums mit einer 15-20% igen Überbewertung des Strombedarfs für alle Fälle zu wählen.

Betrachten wir als Beispiel, wie korrekt die Methode zur Auswahl eines Heizkörpers „10 m2 Fläche - 1,2 kW“ ist.

Die Wärmeleistung von Heizkörpern hängt davon ab, wie sie angeschlossen sind, was bei der Berechnung des Heizungssystems berücksichtigt werden muss

Anfangsdaten: Eckzimmer auf der ersten Ebene eines zweistöckigen Hauses IZHS; Außenwand aus zweireihigem Keramikmauerwerk; Raumbreite 3 m, Länge 4 m, Deckenhöhe 3 m.

Nach dem vereinfachten Auswahlschema wird vorgeschlagen, die Fläche des Raumes zu berechnen, wir betrachten:

3 (Breite) · 4 (Länge) = 12 m²

Das heißt, Die benötigte Leistung des Heizkörpers mit einer Prämie von 20% beträgt 14,4 kW. Berechnen wir nun die Leistungsparameter des Heizkörpers basierend auf dem Wärmeverlust des Raums.

Tatsächlich beeinflusst die Fläche eines Raums den Verlust an Wärmeenergie weniger als die Fläche seiner Wände, die sich auf einer Seite des Gebäudes erstrecken (Vorderseite).

Daher werden wir genau den Bereich der im Raum verfügbaren "Straßen" -Wände berücksichtigen:

3 (Breite) · 3 (Höhe) + 4 (Länge) · 3 (Höhe) = 21 m²

Wenn wir den Bereich der Wände kennen, der Wärme „auf die Straße“ überträgt, berechnen wir den Wärmeverlust mit einer Differenz der Raum- und Straßentemperatur von 30^über (im Haus +18 ^überC, außerhalb -12 ^überC) und sofort in Kilowattstunden:

0,91 · 21 · 30: ​​1000 = 0,57 kW,

Wobei: 0,91 - Wärmeübertragungswiderstand m2 der Raumwände zur Straße hin; 21 - der Bereich der "Straßenmauern"; 30 - Temperaturunterschied innerhalb und außerhalb des Hauses; 1000 ist die Anzahl der Watt pro Kilowatt.

Heizgeräte befinden sich laut Gebäudestandard an Orten mit maximalem Wärmeverlust. Zum Beispiel werden Heizkörper unter den Fensteröffnungen, Heißluftpistolen - über dem Eingang zum Haus installiert. In Eckräumen werden Batterien an stumpfen Wänden installiert, die maximalem Wind ausgesetzt sind.

Es stellt sich heraus, dass zum Ausgleich des Wärmeverlustes durch die Fassadenwände dieses Entwurfs bei 30^über Der Temperaturunterschied im Haus und auf der Straße reicht für eine Heizleistung mit einer Leistung von 0,57 kWh. Wir erhöhen die benötigte Leistung um 20, sogar um 30% - wir erhalten 0,74 kWh.

Somit kann der tatsächliche Strombedarf der Heizung erheblich niedriger sein als das Handelsschema „1,2 kW pro Quadratmeter Nutzfläche“.

Darüber hinaus reduziert die korrekte Berechnung der erforderlichen Leistung von Heizkörpern das Volumen Kühlmittel im HeizsystemDies reduziert die Belastung des Kessels und die Brennstoffkosten.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Wo die Hitze von zu Hause kommt - das Video liefert die Antworten:

In dem Video wird das Verfahren zur Berechnung des Wärmeverlusts eines Hauses durch die Gebäudehülle betrachtet.Wenn der Wärmeverlust bekannt ist, kann die Leistung des Heizungssystems genau berechnet werden:

Ein detailliertes Video zu den Prinzipien der Auswahl der Leistungseigenschaften eines Heizkessels finden Sie unten:

Die Wärmeerzeugung steigt jährlich - die Kraftstoffpreise steigen. Und die Hitze reicht ständig nicht aus. Der Energieverbrauch des Hauses kann Ihnen nicht gleichgültig sein - es ist völlig unrentabel.

Einerseits kostet jede neue Heizperiode den Hausbesitzer immer teurer. Andererseits kostet die Dämmung von Wänden, Fundamenten und Vorortdächern gutes Geld. Je weniger Wärme das Gebäude verlässt, desto billiger ist es jedoch, es zu heizen..

Die Wärmespeicherung in den Räumlichkeiten des Hauses ist die Hauptaufgabe des Heizungssystems in den Wintermonaten. Die Wahl der Leistung des Heizkessels hängt vom Zustand des Hauses und von der Qualität der Isolierung seiner umschließenden Strukturen ab. Das Prinzip „Kilowatt pro 10 Quadratmeter Fläche“ gilt in einem Cottage mit einem durchschnittlichen Zustand von Fassaden, Dächern und Fundamenten.

Haben Sie unabhängig ein Heizsystem für Ihr Zuhause berechnet? Oder haben Sie eine Nichtübereinstimmung in den im Artikel angegebenen Berechnungen festgestellt? Teilen Sie Ihre praktischen Erfahrungen oder das Volumen des theoretischen Wissens mit, indem Sie im Block unter diesem Artikel einen Kommentar hinterlassen.