Calcolo del sistema di riscaldamento di una casa privata: regole ed esempi di calcolo

Il riscaldamento di una casa privata è un elemento necessario per un alloggio confortevole. Concordare che la disposizione del complesso di riscaldamento dovrebbe essere affrontata attentamente, come gli errori sono costosi. Ma non hai mai fatto questi calcoli e non sai come eseguirli correttamente?

Ti aiuteremo - nel nostro articolo considereremo in dettaglio come viene eseguito il calcolo del sistema di riscaldamento di una casa privata per compensare efficacemente la perdita di calore nei mesi invernali.

Forniamo esempi specifici, integrando il materiale dell'articolo con foto visive e utili suggerimenti video, nonché tabelle pertinenti con indicatori e coefficienti necessari per i calcoli.

Perdita di calore di una casa privata

L'edificio perde calore a causa della differenza di temperatura dell'aria all'interno e all'esterno della casa. La perdita di calore è maggiore, maggiore è l'area dell'involucro dell'edificio (finestre, tetti, pareti, fondamenta).

anche perdita di calore collegato con i materiali delle strutture di chiusura e le loro dimensioni. Ad esempio, la perdita di calore delle pareti sottili è maggiore di quella spessa.

efficace calcolo del riscaldamento per una casa privata deve tenere conto dei materiali utilizzati nella costruzione di involucri edilizi.

Ad esempio, con lo stesso spessore di un muro fatto di legno e mattoni, il calore viene eseguito con intensità diverse - la perdita di calore attraverso le strutture in legno è più lenta. Alcuni materiali lasciano passare meglio il calore (metallo, mattoni, cemento), altri peggio (legno, lana minerale, schiuma di polistirolo).

L'atmosfera all'interno di un edificio residenziale è indirettamente correlata all'ambiente aereo esterno. Pareti, aperture di finestre e porte, tetto e fondamenta in inverno trasferiscono calore dalla casa verso l'esterno, fornendo in cambio freddo. Rappresentano il 70-90% della perdita di calore totale del cottage.

Pareti, tetto, finestre e porte: tutto lascia fuoriuscire il calore in inverno. La termocamera mostra chiaramente le perdite di calore

Una perdita costante di energia termica durante la stagione di riscaldamento si verifica anche attraverso la ventilazione e le acque reflue.

Nel calcolare la perdita di calore di una singola struttura abitativa, questi dati di solito non vengono presi in considerazione. Ma l'inclusione delle perdite di calore attraverso le fognature e i sistemi di ventilazione nel calcolo termico generale della casa è ancora la decisione giusta.

Un sistema di isolamento termico organizzato in modo significativo può ridurre significativamente la dispersione di calore che passa attraverso le strutture dell'edificio, le aperture di porte / finestre

È impossibile calcolare il circuito di riscaldamento autonomo di una casa di campagna senza valutare la perdita di calore delle sue strutture chiuse. Più precisamente, non funzionerà determinare la potenza della caldaiasufficiente per riscaldare il cottage nelle gelate più gravi.

L'analisi del consumo effettivo di energia termica attraverso le pareti consentirà di confrontare i costi delle apparecchiature della caldaia e del combustibile con i costi dell'isolamento termico delle pareti.

Dopo tutto, più la casa è efficiente dal punto di vista energetico, ad es. minore è il calore che perde durante i mesi invernali, minore è il costo di acquisizione del carburante.

Per un calcolo competente del sistema di riscaldamento, è necessario coefficiente di conducibilità termica materiali da costruzione comuni.

La tabella dei valori del coefficiente di conduttività termica di vari materiali da costruzione, più spesso utilizzati nella costruzione di

Calcolo della perdita di calore attraverso le pareti

Usando il cottage condizionale a due piani come esempio, calcoliamo la perdita di calore attraverso le sue strutture murarie.

Dati di origine:

• “scatola” quadrata con pareti frontali larghe 12 me alte 7 m;
• all'interno delle mura di 16 aperture, l'area di ciascuna 2,5 m²;
• materiale delle pareti anteriori - mattone ceramico corposo;
• spessore della parete - 2 mattoni.

Successivamente, calcoleremo il gruppo di indicatori da cui viene aggiunto il valore totale della perdita di calore attraverso le pareti.

Resistenza al trasferimento di calore

Per scoprire l'indice di resistenza al trasferimento di calore per una parete di facciata, è necessario dividere lo spessore del materiale della parete per il suo coefficiente di conducibilità termica.

Per una serie di materiali strutturali, i dati sul coefficiente di conducibilità termica sono presentati nelle immagini sopra e sotto.

Per calcoli accurati, sarà richiesto il coefficiente di conduttività termica indicato nella tabella dei materiali di isolamento termico utilizzati nella costruzione.

La nostra parete condizionale è costruita in solido mattone ceramico, la cui conducibilità termica è di 0,56 W / m^suC. Il suo spessore, tenendo conto della muratura sul centro di distribuzione centrale, è di 0,51 m. Dividendo lo spessore della parete per il coefficiente di conducibilità termica del mattone, otteniamo la resistenza del trasferimento di calore della parete:

0,51: 0,56 = 0,91 W / m^{2 × o}C

Arrotondiamo il risultato della divisione a due cifre decimali; non sono necessari dati più precisi sulla resistenza del trasferimento di calore.

Area muro esterno

Poiché un edificio quadrato è stato scelto come esempio, l'area delle sue pareti è determinata moltiplicando la larghezza per l'altezza di una parete, quindi per il numero di pareti esterne:

12 · 7 · 4 = 336 m²

Quindi conosciamo l'area delle pareti anteriori. Ma che dire delle aperture di finestre e porte, che occupano insieme 40 m2 (2,5 · 16 = 40 m²) della parete frontale, dovrebbero essere presi in considerazione?

In effetti, come calcolare correttamente riscaldamento autonomo in una casa di legno esclusa la resistenza al trasferimento di calore delle strutture di finestre e porte.

Coefficiente di conducibilità termica dei materiali termoisolanti utilizzati per l'isolamento di pareti portanti

Se è necessario calcolare la perdita di calore di un edificio di grandi dimensioni o di una casa calda (efficienza energetica) - sì, tenendo conto dei coefficienti di scambio termico dei telai delle finestre e delle porte d'ingresso sarà corretto nel calcolo.

Tuttavia, per gli edifici bassi IZHS costruiti con materiali tradizionali, le aperture di porte e finestre possono essere trascurate. ie Non togliere la loro area dalla superficie totale delle pareti anteriori.

Perdita di calore comune delle pareti

Scopriamo la perdita di calore del muro dal suo metro quadrato quando la differenza di temperatura tra l'aria all'interno e all'esterno della casa è di un grado.

Per fare ciò, dividere l'unità per la resistenza al trasferimento di calore del muro, calcolata in precedenza:

1: 0,91 = 1,09 W / m²·^suC

Conoscendo la perdita di calore per metro quadrato del perimetro delle pareti esterne, è possibile determinare la perdita di calore a determinate temperature stradali.

Ad esempio, se la temperatura nel cottage è +20 ^suC, e sulla strada -17 ^suC, la differenza di temperatura sarà 20 + 17 = 37 ^suC. In questa situazione, la perdita di calore totale delle pareti della nostra casa condizionale sarà:

0,91 · 336 · 37 = 11313 O.,

Dove: 0,91 - resistenza al trasferimento di calore per metro quadrato del muro; 336 - area delle pareti anteriori; 37 - differenza di temperatura tra atmosfera interna ed esterna.

Coefficiente di conducibilità termica dei materiali termoisolanti utilizzati per l'isolamento di pavimenti / pareti, massetti a secco e allineamento delle pareti

Ricalcoliamo la conseguente perdita di calore in chilowattora, sono più convenienti per la percezione e i successivi calcoli della potenza del sistema di riscaldamento.

Perdita di calore a parete in chilowattora

Innanzitutto, scopri quanta energia termica passerà attraverso le pareti in un'ora con una differenza di temperatura di 37 ^suS.

Ti ricordiamo che il calcolo viene eseguito per una casa con caratteristiche strutturali, condizionatamente selezionata per calcoli dimostrativi e dimostrativi:

113131: 1000 = 11.313 kWh,

Dove: 11313 - la quantità di perdita di calore ottenuta in precedenza; 1 ora; 1000 è il numero di watt per chilowatt.

Coefficiente di conducibilità termica dei materiali da costruzione utilizzati per l'isolamento di pareti e pavimenti

Per calcolare la perdita di calore al giorno, la perdita di calore ottenuta all'ora viene moltiplicata per 24 ore:

11.31324 = 271.512 kWh

Per chiarezza, scopriamo la perdita di energia termica per l'intera stagione di riscaldamento:

7 · 30 · 271.512 = 57017.52 kWh,

Dove: 7 - il numero di mesi nella stagione di riscaldamento; 30 - il numero di giorni in un mese; 271.512 - perdita di calore giornaliera delle pareti.

Pertanto, la perdita di calore stimata di una casa con le caratteristiche delle strutture di chiusura sopra selezionate ammonterà a 57017,52 kWh per sette mesi della stagione di riscaldamento.

Tenendo conto degli effetti della ventilazione di case private

Ad esempio, calcoleremo la perdita di calore di ventilazione durante la stagione di riscaldamento per un cottage condizionale di forma quadrata, con una parete larga 12 metri e alta 7 metri.

Escludendo i mobili e le pareti interne, il volume interno dell'atmosfera in questo edificio sarà:

12 · 12 · 7 = 1008 m³

Alla temperatura dell'aria +20 ^suC (norma nella stagione di riscaldamento) la sua densità è 1,2047 kg / m³e il calore specifico è di 1.005 kJ / (kg^suC).

Calcoliamo la massa dell'atmosfera nella casa:

10081.2047 = 1214.34 kg,

Dove: 1008 - il volume dell'atmosfera domestica; 1.2047 - densità dell'aria a t +20 ^suC.

Una tabella con il valore del coefficiente di conducibilità termica dei materiali che può essere richiesto per calcoli accurati

Supponi un cambiamento di cinque volte nel volume d'aria nei locali della casa. Si noti che l'esatto fabbisogno di volume di approvvigionamento l'aria fresca dipende dal numero di residenti del cottage.

Con una differenza di temperatura media tra la casa e la strada nella stagione di riscaldamento, pari a 27 ^suC (20 ^suC casa, -7 ^suCon l'atmosfera esterna) al giorno per riscaldare la fornitura di aria fredda è necessaria energia termica:

5.271214.34-1.005 = 164755.58 kJ,

Dove: 5 - il numero di cambi d'aria nei locali; 27 - differenza di temperatura tra atmosfera interna ed esterna; 1214.34 - densità dell'aria a t +20 ^suC; 1.005 - calore specifico dell'aria.

Convertiamo i chilojoule in chilowattora, dividendo il valore per il numero di chilojoule in un chilowattora (3600):

164755,58: 3600 = 45,76 kWh

Avendo scoperto il costo dell'energia termica per il riscaldamento dell'aria in casa durante la sua sostituzione di cinque volte attraverso la ventilazione di alimentazione, possiamo calcolare la perdita di calore "aria" per la stagione di riscaldamento di sette mesi:

7 · 30 · 45.76 = 9609.6 kWh,

Dove: 7 - il numero di mesi "riscaldati"; 30 - il numero medio di giorni in un mese; 45.76 - costi giornalieri di energia termica per il riscaldamento dell'aria di mandata.

Il consumo energetico di ventilazione (infiltrazione) è inevitabile, poiché il rinnovo dell'aria nel cottage è vitale.

Il fabbisogno di riscaldamento dell'atmosfera d'aria mutevole in casa deve essere calcolato, sommato alla perdita di calore attraverso l'involucro dell'edificio e preso in considerazione quando si sceglie una caldaia di riscaldamento. Esiste un altro tipo di consumo di energia termica, quest'ultimo - la perdita di calore nelle fognature.

Costi energetici per preparazione ACS

Se durante i mesi più caldi l'acqua fredda viene dal rubinetto al cottage, quindi nella stagione di riscaldamento è gelida, con una temperatura non superiore a +5 ^suC. Non è possibile fare il bagno, lavare i piatti e lavare senza riscaldare l'acqua.

L'acqua aspirata nella tazza del gabinetto contatta l'atmosfera domestica attraverso le pareti, prendendo un po 'di calore. Cosa succede all'acqua riscaldata bruciando carburante non libero e speso per le necessità domestiche? Viene versato nella fogna.

Una caldaia a doppio circuito con una caldaia a riscaldamento indiretto, utilizzata sia per il riscaldamento del liquido di raffreddamento che per la fornitura di acqua calda al circuito costruito per esso

Diamo un'occhiata a un esempio. Una famiglia di tre persone, supponiamo di trascorrere 17 m³ acqua mensile. 1000 kg / m³ - la densità dell'acqua e 4,183 kJ / kg^suC è il suo calore specifico.

La temperatura media dell'acqua di riscaldamento destinata alle esigenze domestiche, lascia che sia +40 ^suC. Di conseguenza, la differenza di temperatura media tra l'acqua fredda che entra nella casa (+5 ^suC) e riscaldato in una caldaia (+30 ^suC) risulta 25 ^suS.

Per calcolare la perdita di calore delle fognature, consideriamo:

17 · 1000 · 25 · 4.183 = 1777775 kJ,

Dove: 17 - volume mensile di consumo di acqua; 1000 è la densità dell'acqua; 25 - differenza di temperatura tra acqua fredda e acqua calda; 4.183 - calore specifico dell'acqua;

Per convertire i kilojoule in chilowattora più comprensibili:

1777775: 3600 = 493,82 kWh

Pertanto, per un periodo di sette mesi della stagione di riscaldamento, l'energia termica entra nelle fogne nella quantità di:

493.827 = 3456.74 kWh

Il consumo di energia termica per il riscaldamento dell'acqua per esigenze igieniche è ridotto, rispetto alla perdita di calore attraverso le pareti e la ventilazione. Ma questo è anche consumo di energia, caricamento della caldaia o della caldaia e conseguente consumo di carburante.

Calcolo della potenza della caldaia

La caldaia nell'impianto di riscaldamento è progettata per compensare la perdita di calore dell'edificio. E anche, nel caso di sistema a doppio circuito o quando si equipaggia la caldaia con una caldaia a riscaldamento indiretto, per il riscaldamento dell'acqua per esigenze igieniche.

Calcolando la perdita di calore giornaliera e il consumo di acqua calda "per fognature", è possibile determinare con precisione la capacità della caldaia necessaria per un cottage di una determinata area e le caratteristiche delle strutture circostanti.

Una caldaia a circuito singolo produce solo mezzo di riscaldamento per il sistema di riscaldamento

Per determinare la potenza della caldaia per il riscaldamento, è necessario calcolare il costo dell'energia termica della casa attraverso le pareti della facciata e il riscaldamento dell'atmosfera dell'aria sostituibile all'interno.

Sono richiesti i dati sulla perdita di calore in chilowattora al giorno - nel caso di una casa condizionale, calcolata come esempio, si tratta di:

271.512 + 45.76 = 317.272 kWh,

Dove: 271.512 - perdita di calore giornaliera da pareti esterne; 45.76 - perdita di calore giornaliera per il riscaldamento dell'aria di mandata.

Di conseguenza, la capacità di riscaldamento necessaria della caldaia sarà:

317.272: 24 (ore) = 13.22 kW

Tuttavia, una tale caldaia sarà costantemente sottoposta a un carico elevato, riducendo la sua durata. E nei giorni particolarmente gelidi, la capacità nominale della caldaia non sarà sufficiente, poiché con una differenza di temperatura elevata tra atmosfera interna ed esterna, la perdita di calore dell'edificio aumenterà notevolmente.

pertanto scegli una caldaia secondo un calcolo medio del costo dell'energia termica non ne vale la pena - potrebbe non far fronte a forti gelate.

Sarà razionale aumentare la capacità richiesta dell'attrezzatura della caldaia del 20%:

13.22.2 + 13.22 = 15.86 kW

Per calcolare la potenza richiesta del secondo circuito della caldaia, dell'acqua di riscaldamento per lavare i piatti, fare il bagno, ecc., È necessario dividere il consumo mensile di calore delle perdite di calore "fognature" per il numero di giorni del mese e per 24 ore:

493.82: 30: 24 = 0.68 kW

Secondo i risultati del calcolo, la potenza ottimale della caldaia per l'esempio del cottage è di 15,86 kW per il circuito di riscaldamento e 0,68 kW per il circuito di riscaldamento.

La scelta dei radiatori

tradizionalmente, potenza del radiatore di riscaldamento Si consiglia di scegliere l'area della stanza riscaldata, con una sopravvalutazione del 15-20% dei requisiti di alimentazione, per ogni evenienza.

Ad esempio, consideriamo quanto sia corretto il metodo di scelta di un radiatore "10 m2 di superficie - 1,2 kW".

La potenza termica dei radiatori dipende da come sono collegati, che devono essere presi in considerazione nel calcolo del sistema di riscaldamento

Dati iniziali: stanza d'angolo al primo livello di una casa a due piani IZHS; parete esterna in muratura a doppia fila di mattoni in ceramica; larghezza della camera 3 m, lunghezza 4 m, altezza del soffitto 3 m.

Secondo lo schema di selezione semplificato, si propone di calcolare l'area della stanza, consideriamo:

3 (larghezza) · 4 (lunghezza) = 12 m²

ie la potenza richiesta del radiatore di riscaldamento con un premio del 20% è di 14,4 kW. Ora calcoliamo i parametri di potenza del radiatore di riscaldamento in base alla perdita di calore della stanza.

In effetti, l'area di una stanza influisce sulla perdita di energia termica meno dell'area delle sue pareti che si estendono su un lato dell'edificio (fronte).

Pertanto, considereremo esattamente l'area delle pareti "stradali" disponibili nella stanza:

3 (larghezza) · 3 (altezza) + 4 (lunghezza) · 3 (altezza) = 21 m²

Conoscendo l'area delle pareti che trasferiscono il calore "alla strada", calcoliamo la perdita di calore con una differenza nella temperatura ambiente e della strada di 30^su (nella casa +18 ^suC, fuori da -12 ^suC), e immediatamente in chilowattora:

0.91 · 21 · 30: ​​1000 = 0,57 kW,

Dove: 0.91 - resistenza al trasferimento di calore m2 delle pareti della stanza che si affacciano "sulla strada"; 21 - l'area delle mura "di strada"; 30 - differenza di temperatura all'interno e all'esterno della casa; 1000 è il numero di watt per chilowatt.

Secondo gli standard di costruzione, gli apparecchi di riscaldamento si trovano in luoghi con la massima perdita di calore. Ad esempio, i radiatori sono installati sotto le aperture delle finestre, le pistole termiche - sopra l'ingresso della casa. Nelle stanze d'angolo, le batterie sono installate su pareti opache che sono soggette al massimo vento.

Si scopre che per compensare la perdita di calore attraverso le pareti della facciata di questo design, a 30^su la differenza di temperatura in casa e in strada è abbastanza riscaldamento con una capacità di 0,57 kWh. Aumentiamo la potenza richiesta di 20, anche del 30% - otteniamo 0,74 kWh.

Pertanto, i reali requisiti di potenza del riscaldamento possono essere significativamente inferiori allo schema commerciale "1,2 kW per metro quadrato di superficie".

Inoltre, il corretto calcolo della potenza richiesta dei radiatori per riscaldamento ridurrà il volume liquido di raffreddamento nel sistema di riscaldamento, che ridurrà il carico sulla caldaia e i costi del carburante.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Dove va il calore da casa - il video fornisce le risposte:

Nel video, viene considerata la procedura per il calcolo della perdita di calore di una casa attraverso l'involucro dell'edificio.Conoscendo la perdita di calore, sarà possibile calcolare con precisione la potenza del sistema di riscaldamento:

Per un video dettagliato sui principi di selezione delle caratteristiche di potenza di una caldaia per riscaldamento, vedere di seguito:

La produzione di calore aumenta ogni anno - i prezzi del carburante sono in aumento. E il calore non è costantemente sufficiente. Non puoi essere indifferente al consumo di energia del cottage - è completamente non redditizio.

Da un lato, ogni nuova stagione di riscaldamento costa sempre più al proprietario di casa. D'altra parte, l'isolamento di muri, fondamenta e tetti di periferia costa un buon prezzo. Tuttavia, meno calore lascia l'edificio, più economico sarà riscaldarlo..

La conservazione del calore nei locali della casa è il compito principale del sistema di riscaldamento nei mesi invernali. La scelta della potenza di riscaldamento della caldaia dipende dalle condizioni della casa e dalla qualità dell'isolamento delle sue strutture chiuse. Il principio di "kilowatt per 10 quadrati di area" funziona in un cottage di uno stato medio di facciate, tetti e fondamenta.

Hai calcolato autonomamente un sistema di riscaldamento per la tua casa? O hai notato una discrepanza nei calcoli indicati nell'articolo? Condividi la tua esperienza pratica o il volume di conoscenze teoriche lasciando un commento nel blocco sotto questo articolo.