Berekening van het verwarmingssysteem van een privéwoning: regels en voorbeelden van berekening

Het verwarmen van een privéwoning is een noodzakelijk element van comfortabele huisvesting. Spreek af dat de opstelling van het verwarmingscomplex zorgvuldig moet worden benaderd, zoals fouten zijn duur. Maar u hebt dergelijke berekeningen nog nooit gedaan en u weet niet hoe u ze correct moet uitvoeren?

We zullen u helpen - in ons artikel zullen we in detail bekijken hoe de berekening van het verwarmingssysteem van een privéwoning wordt gedaan om warmteverlies in de wintermaanden effectief te compenseren.

We geven specifieke voorbeelden, waarbij we het materiaal van het artikel aanvullen met visuele foto's en handige videotips, evenals relevante tabellen met indicatoren en coëfficiënten die nodig zijn voor berekeningen.

Warmteverlies van een privéwoning

Het gebouw verliest warmte door het verschil in luchttemperatuur binnen en buiten het huis. Het warmteverlies is groter naarmate de oppervlakte van de gebouwschil groter is (ramen, daken, muren, funderingen).

Ook warmteverlies verbonden met de materialen van de omhullende structuren en hun afmetingen. Zo is het warmteverlies van dunne wanden groter dan dik.

Effectief verwarming berekening voor een privéwoning moet rekening worden gehouden met de materialen die worden gebruikt bij de constructie van bouwschillen.

Zo wordt bij een even dikke wand van hout en baksteen warmte met verschillende intensiteiten uitgevoerd - warmteverlies door houten constructies gaat langzamer. Sommige materialen laten de warmte beter door (metaal, baksteen, beton), andere slechter (hout, minerale wol, polystyreenschuim).

De sfeer in een woongebouw is indirect gerelateerd aan de buitenluchtomgeving. Muren, openingen van ramen en deuren, dak en fundering dragen in de winter warmte van het huis naar buiten over en leveren in ruil daarvoor koude. Ze zijn verantwoordelijk voor 70-90% van het totale warmteverlies van het huisje.

Muren, dak, ramen en deuren - alles laat warmte in de winter naar buiten. De warmtebeeldcamera vertoont duidelijk warmtelekken

Een constant lek van thermische energie tijdens het stookseizoen treedt ook op door ventilatie en riolering.

Bij de berekening van het warmteverlies van een individuele woningbouw wordt met deze gegevens meestal geen rekening gehouden. Maar het opnemen van warmteverliezen via de riolering en ventilatiesystemen in de algemene thermische berekening van de woning is nog steeds de juiste beslissing.

Een duidelijk opgesteld thermisch isolatiesysteem kan warmteverlies door gebouwen, deur- / raamopeningen aanzienlijk verminderen

Het is onmogelijk om het autonome verwarmingscircuit van een landhuis te berekenen zonder het warmteverlies van de omsluitende structuren te evalueren. Om precies te zijn, het zal niet werken bepaal het vermogen van de ketelvoldoende om het huisje bij de meest strenge vorst te verwarmen.

Door het werkelijke verbruik van thermische energie door de muren te analyseren, kunt u de kosten van ketelapparatuur en brandstof vergelijken met de kosten van thermische isolatie van muren.

Immers, hoe energiezuiniger het huis, d.w.z. hoe minder warmte het verliest tijdens de wintermaanden, hoe lager de kosten voor het verkrijgen van brandstof.

Voor een competente berekening van het verwarmingssysteem heeft u nodig warmtegeleidingscoëfficiënt gemeenschappelijke bouwmaterialen.

De tabel met waarden van de warmtegeleidingscoëfficiënt van verschillende bouwmaterialen, meestal gebruikt bij de constructie van

Berekening van warmteverlies door muren

Met het voorwaardelijke huisje met twee verdiepingen als voorbeeld berekenen we het warmteverlies via de muurstructuren.

Brongegevens:

• vierkante “box” met voorwanden 12 m breed en 7 m hoog;
• binnen de muren van 16 openingen, de oppervlakte van elk 2,5 m²;
• materiaal van voorwanden - volle keramische baksteen;
• wanddikte - 2 stenen.

Vervolgens berekenen we de groep indicatoren waaruit de totale waarde van warmteverlies via de wanden wordt opgeteld.

Weerstand tegen warmteoverdracht

Om de warmteoverdrachtsweerstandsindex voor een gevelmuur te achterhalen, is het noodzakelijk om de dikte van het wandmateriaal te delen door zijn warmtegeleidingscoëfficiënt.

Voor een aantal structurele materialen worden gegevens over de warmtegeleidingscoëfficiënt weergegeven in de afbeeldingen hierboven en hieronder.

Voor nauwkeurige berekeningen is de warmtegeleidingscoëfficiënt vereist die wordt vermeld in de tabel met thermische isolatiematerialen die in de bouw worden gebruikt.

Onze voorwaardelijke muur is gebouwd van massief keramiek, met een warmtegeleidingsvermogen van 0,56 W / m^ongeveerC. Zijn dikte, rekening houdend met het metselwerk op het centrale distributiecentrum, is 0,51 m. Door de wanddikte te delen door de warmtegeleidingscoëfficiënt van de baksteen, verkrijgen we de warmteoverdrachtsweerstand van de muur:

0,51: 0,56 = 0,91 W / m^{2 × o}Met

We ronden het resultaat van de deling af tot twee cijfers achter de komma; er zijn geen nauwkeurigere gegevens nodig over de weerstand tegen warmteoverdracht.

Buitenmuurgebied

Omdat als voorbeeld een vierkant gebouw is gekozen, wordt het oppervlak van de muren bepaald door de breedte te vermenigvuldigen met de hoogte van één muur en vervolgens met het aantal buitenmuren:

12,7 · 4 = 336 m²

We kennen dus het gebied van de voormuren. Maar hoe zit het met de openingen van ramen en deuren, die samen 40 m2 beslaan (2,5-16 = 40 m²) van de voormuur, moet hiermee rekening worden gehouden?

Inderdaad, hoe correct te berekenen autonome verwarming in een houten huis exclusief warmteoverdrachtsweerstand van raam- en deurconstructies.

Warmtegeleidingscoëfficiënt van warmte-isolerende materialen die worden gebruikt voor de isolatie van dragende muren

Als het nodig is om het warmteverlies van een groot gebouw of een warm huis (energiezuinig) te berekenen - ja, rekening houdend met de warmteoverdrachtscoëfficiënten van raamkozijnen en toegangsdeuren zal dit correct zijn in de berekening.

Voor laagbouw IZHS gebouwd van traditionele materialen kunnen deur- en raamopeningen echter worden verwaarloosd. D.w.z. Neem hun gebied niet weg van het totale gebied van de voormuren.

Gemeenschappelijk warmteverlies aan de muur

We ontdekken het warmteverlies van de muur vanaf één vierkante meter wanneer het temperatuurverschil tussen de lucht binnen en buiten het huis één graad is.

Om dit te doen, deelt u het apparaat door de warmteoverdrachtsweerstand van de muur, eerder berekend:

1: 0,91 = 1,09 W / m²·^ongeveerMet

Als u het warmteverlies per vierkante meter van de omtrek van de buitenmuren kent, kunt u het warmteverlies bij bepaalde straattemperaturen bepalen.

Als de temperatuur in het huisje bijvoorbeeld +20 is ^ongeveerC, en op straat -17 ^ongeveerC, het temperatuurverschil zal 20 + 17 = 37 zijn ^ongeveerC. In deze situatie is het totale warmteverlies van de muren van onze voorwaardelijke woning:

0.91 · 336 · 37 = 11313 W,

Waar: 0.91 - warmteoverdrachtsweerstand per vierkante meter van de muur; 336 - gebied van voormuren; 37 - temperatuurverschil tussen binnen- en buitenatmosfeer.

Warmtegeleidingscoëfficiënt van warmte-isolerende materialen die worden gebruikt voor vloer- / muurisolatie, droge dekvloer en muuruitlijning

We berekenen het resulterende warmteverlies opnieuw in kilowattuur, ze zijn handiger voor perceptie en latere berekeningen van het vermogen van het verwarmingssysteem.

Wandwarmteverlies in kilowattuur

Zoek eerst uit hoeveel thermische energie in één uur door de muren gaat met een temperatuurverschil van 37 ^ongeveerC.

We herinneren u eraan dat de berekening wordt uitgevoerd voor een huis met structurele kenmerken, voorwaardelijk geselecteerd voor demonstratie- en demonstratieberekeningen:

113131: 1000 = 11.313 kWh,

Waar: 11313 - de hoeveelheid eerder verkregen warmteverlies; 1 uur; 1000 is het aantal watt per kilowatt.

Warmtegeleidingscoëfficiënt van bouwmaterialen die worden gebruikt voor isolatie van muren en vloeren

Om het warmteverlies per dag te berekenen, wordt het verkregen warmteverlies per uur vermenigvuldigd met 24 uur:

11.31324 = 271.512 kWh

Voor de duidelijkheid ontdekken we het verlies aan thermische energie voor het volledige verwarmingsseizoen:

7,30 · 271,512 = 57017,52 kWh,

Waar: 7 - het aantal maanden in het stookseizoen; 30 - het aantal dagen in een maand; 271.512 - dagelijks warmteverlies van de muren.

Het geschatte warmteverlies van het huis met de bovenstaande kenmerken van de bouwschil zal dus gedurende zeven maanden van het stookseizoen 57017,52 kWh bedragen.

Rekening houdend met de effecten van privéhuisventilatie

Als voorbeeld berekenen we het warmteverlies van de ventilatie tijdens het stookseizoen voor een voorwaardelijk huisje met een vierkante vorm, met een muur van 12 meter breed en 7 meter hoog.

Exclusief meubilair en binnenmuren zal het interne volume van de sfeer in dit gebouw zijn:

12, 12, 7 = 1008 m³

Bij luchttemperatuur +20 ^ongeveerC (norm in het stookseizoen) de dichtheid is 1,2047 kg / m³en de soortelijke warmte is 1.005 kJ / (kg^ongeveerC)

We berekenen de massa van de atmosfeer in huis:

10081.2047 = 1214,34 kg,

Waar: 1008 - het volume van de huiselijke atmosfeer; 1.2047 - luchtdichtheid op t +20 ^ongeveerS

Een tabel met de waarde van de warmtegeleidingscoëfficiënt van materialen die nodig kan zijn voor nauwkeurige berekeningen

Stel dat het luchtvolume in de gebouwen van het huis vijfvoudig verandert. Merk op dat de exacte leveren volumevereiste frisse lucht is afhankelijk van het aantal bewoners van het huisje.

Met een gemiddeld temperatuurverschil tussen huis en straat in het stookseizoen, gelijk aan 27 ^ongeveerC (20 ^ongeveerC huis, -7 ^ongeveerMet de externe atmosfeer) per dag voor het verwarmen van de toevoer van koude lucht heeft u thermische energie nodig:

5.271214.34-1.005 = 164755.58 kJ,

Waar: 5 - het aantal luchtverversingen in de gebouwen; 27 - temperatuurverschil tussen binnen- en buitenatmosfeer; 1214.34 - luchtdichtheid op t +20 ^ongeveerC; 1.005 - specifieke warmte van lucht.

We zetten kilojoules om in kilowattuur, waarbij we de waarde delen door het aantal kilojoule in één kilowattuur (3600):

164755.58: 3600 = 45,76 kWh

Nadat we de kosten van thermische energie voor het verwarmen van de lucht in huis hebben ontdekt tijdens de vijfvoudige vervanging ervan via de toevoerventilatie, kunnen we het warmteverlies van de "lucht" voor het verwarmingsseizoen van zeven maanden berekenen:

7,30 · 45,76 = 9609,6 kWh,

Waar: 7 - het aantal "verwarmde" maanden; 30 - het gemiddelde aantal dagen in een maand; 45,76 - dagelijkse kosten voor warmte-energie voor het verwarmen van de toevoerlucht.

Ventilatie (infiltratie) energieverbruik is onvermijdelijk, omdat luchtverversing in het huisje van vitaal belang is.

De verwarmingsbehoeften van de vervangbare luchtatmosfeer in de woning moeten worden berekend, opgeteld bij warmteverliezen door de gebouwschil en bij de keuze van een verwarmingsketel moet rekening worden gehouden. Er is een ander type warmte-energieverbruik, de laatste - rioolwarmteverlies.

Energiekosten voor warmwaterbereiding

Als tijdens de warmere maanden koud water uit de kraan in het huisje stroomt, is het in het stookseizoen ijskoud, met een temperatuur van niet meer dan +5 ^ongeveerC. Baden, afwassen en wassen is niet mogelijk zonder het water te verwarmen.

Het water dat in de toiletpot wordt gezogen, komt via de muren in contact met de huiselijke atmosfeer en neemt een beetje warmte op. Wat gebeurt er met water dat wordt verwarmd door niet-vrije brandstof te verbranden en aan huishoudelijke behoeften wordt besteed? Het wordt in het riool gegoten.

Een dubbelcircuitketel met een indirecte verwarmingsketel, zowel gebruikt voor het verwarmen van de koelvloeistof als voor het toevoeren van warm water aan het daarvoor gebouwde circuit

Laten we een voorbeeld bekijken. Een gezin van drie personen, veronderstel 17 miljoen te besteden³ maandelijks water. 1000 kg / m³ - de dichtheid van water en 4,183 kJ / kg^ongeveerC is de specifieke warmte.

De gemiddelde temperatuur van verwarmingswater bedoeld voor huishoudelijke behoeften, laat het +40 zijn ^ongeveerC. Dienovereenkomstig is het verschil in gemiddelde temperatuur tussen koud water dat het huis binnenkomt (+5 ^ongeveerC) en verwarmd in een ketel (+30 ^ongeveerC) het blijkt 25 ^ongeveerC.

Om het warmteverlies van het riool te berekenen, overwegen we:

17 · 1000 · 25 · 4.183 = 1777775 kJ,

Waar: 17 - maandelijks volume van waterverbruik; 1000 is de dichtheid van water; 25 - temperatuurverschil tussen koud en verwarmd water; 4.183 - specifieke warmte van water;

Om kilojoules om te zetten in begrijpelijkere kilowatturen:

1777775: 3600 = 493,82 kWh

Dus gedurende een periode van zeven maanden van het stookseizoen gaat warmte-energie in het riool in de hoeveelheid:

493.827 = 3456,74 kWh

Het verbruik van thermische energie voor het verwarmen van water voor hygiënische behoeften is klein in vergelijking met warmteverlies door muren en ventilatie. Maar dit is ook energieverbruik, het laden van de ketel of ketel en het veroorzaken van brandstofverbruik.

Berekening van het vermogen van de ketel

De ketel in het verwarmingssysteem is ontworpen om het warmteverlies van het gebouw te compenseren. En ook in het geval van dubbel circuit systeem of wanneer de ketel wordt uitgerust met een indirecte verwarmingsketel, voor het verwarmen van water voor hygiënische behoeften.

Door het dagelijkse warmteverlies en het verbruik van warm water "voor riolering" te berekenen, is het mogelijk om nauwkeurig de benodigde ketelcapaciteit voor een huisje van een bepaald gebied en de kenmerken van de omsluitende structuren te bepalen.

Een ketel met één circuit produceert alleen verwarmingsmedium voor het verwarmingssysteem

Om het vermogen van de verwarmingsketel te bepalen, is het noodzakelijk om de kosten van thermische energie van het huis via de gevelmuren en de verwarming van de vervangbare luchtatmosfeer van het interieur te berekenen.

Gegevens over warmteverliezen in kilowattuur per dag zijn vereist - in het geval van een voorwaardelijk huis, berekend als voorbeeld, is dit:

271.512 + 45,76 = 317,272 kWh,

Waar: 271.512 - dagelijks warmteverlies door buitenmuren; 45,76 - dagelijks warmteverlies voor het verwarmen van de toevoerlucht.

Dienovereenkomstig is het benodigde verwarmingsvermogen van de ketel:

317.272: 24 (uur) = 13,22 kW

Een dergelijke ketel zal echter constant onder hoge belasting staan, waardoor de levensduur wordt verkort. En op bijzonder ijzige dagen zal het nominale vermogen van de ketel niet voldoende zijn, want bij een groot temperatuurverschil tussen binnen- en buitenatmosfeer zal het warmteverlies van het gebouw sterk toenemen.

Daarom kies een ketel volgens een gemiddelde berekening van de kosten van thermische energie is het niet de moeite waard - het is mogelijk niet bestand tegen strenge vorst.

Het zal rationeel zijn om de vereiste capaciteit van ketelapparatuur met 20% te verhogen:

13.22.2 + 13.22 = 15,86 kW

Om het vereiste vermogen van het tweede circuit van de ketel, verwarmingswater voor het afwassen, baden, etc. te berekenen, is het noodzakelijk om het maandelijkse warmteverbruik van het “riool” warmteverlies te delen door het aantal dagen in de maand en door 24 uur:

493.82: 30: 24 = 0,68 kW

Volgens de berekeningsresultaten is het optimale ketelvermogen voor het cottage-voorbeeld 15,86 kW voor het verwarmingscircuit en 0,68 kW voor het verwarmingscircuit.

De keuze van radiatoren

Traditioneel verwarming radiator vermogen Het wordt aanbevolen om het gebied van de verwarmde kamer te kiezen, met een overdrijving van 15-20% voor het geval dat nodig is.

Laten we als voorbeeld bekijken hoe correct de methode voor het kiezen van een radiator "10 m2 oppervlakte - 1,2 kW" is.

De warmteafgifte van radiatoren hangt af van hoe ze zijn aangesloten, waarmee rekening moet worden gehouden bij het berekenen van het verwarmingssysteem

Eerste gegevens: hoekkamer op de eerste verdieping van een huis met twee verdiepingen IZHS; buitenmuur van dubbelrijig metselwerk van keramische baksteen; breedte kamer 3 m, lengte 4 m, plafondhoogte 3 m.

Volgens het vereenvoudigde selectieschema wordt voorgesteld om de oppervlakte van de kamer te berekenen, we overwegen:

3 (breedte) · 4 (lengte) = 12 m²

D.w.z. het benodigde vermogen van de verwarmingsradiator met een premie van 20% is 14,4 kW. Laten we nu de vermogensparameters van de verwarmingsradiator berekenen op basis van het warmteverlies van de kamer.

In feite beïnvloedt het gebied van een kamer het verlies aan thermische energie minder dan het gebied van de muren dat zich aan één kant van het gebouw (voorkant) uitstrekt.

Daarom zullen we precies het gebied van "straatmuren" in de kamer beschouwen:

3 (breedte) · 3 (hoogte) + 4 (lengte) · 3 (hoogte) = 21 m²

Als we het gebied van de muren kennen dat warmte "naar de straat" overbrengt, berekenen we het warmteverlies met een verschil in kamer- en straattemperatuur van 30^ongeveer (in het huis +18 ^ongeveerC, buiten -12 ^ongeveerC), en onmiddellijk in kilowattuur:

0.91 · 21.30: 1000 = 0,57 kW,

Waar: 0.91 - warmteoverdrachtsweerstand m2 kamerwanden met uitzicht op "de straat"; 21 - het gebied van "straatmuren"; 30 - temperatuurverschil binnen en buiten het huis; 1000 is het aantal watt per kilowatt.

Volgens bouwnormen bevinden verwarmingsapparaten zich op plaatsen met maximaal warmteverlies. Zo worden er radiatoren geïnstalleerd onder de raamopeningen, warmtepistolen - boven de ingang van het huis. In hoekkamers worden batterijen geplaatst op saaie muren die onderhevig zijn aan maximale wind.

Het blijkt dat ter compensatie van warmteverlies via de gevelwanden van dit ontwerp, op 30^ongeveer het temperatuurverschil in huis en op straat is voldoende verwarmingsvermogen van 0,57 kWh. We verhogen het benodigde vermogen met 20, zelfs met 30% - we krijgen 0,74 kWh.

De werkelijke energiebehoefte van verwarming kan dus aanzienlijk lager zijn dan het handelsschema "1,2 kW per vierkante meter vloeroppervlak".

Bovendien zal de juiste berekening van het vereiste vermogen van verwarmingsradiatoren het volume verminderen koelvloeistof in het verwarmingssysteem, wat de belasting van de ketel en brandstofkosten zal verminderen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Waar de warmte van huis gaat - de video geeft de antwoorden:

In de video wordt de procedure voor het berekenen van het warmteverlies van een huis via de gebouwschil overwogen.Als u het warmteverlies kent, kunt u het vermogen van het verwarmingssysteem nauwkeurig berekenen:

Zie hieronder voor een gedetailleerde video over de principes van het selecteren van de vermogenskenmerken van een verwarmingsketel:

De warmteproductie stijgt jaarlijks - de brandstofprijzen stijgen. En de hitte is constant niet genoeg. Je kunt niet onverschillig staan ​​tegenover het energieverbruik van het huisje - dit is volledig nadelig.

Enerzijds kost elk nieuw stookseizoen de huiseigenaar steeds duurder. Aan de andere kant kost isolatie van muren, funderingen en daken in de voorsteden goed geld. Maar hoe minder warmte het gebouw verlaat, hoe goedkoper het wordt om het te verwarmen..

Het behoud van warmte in de gebouwen van het huis is de belangrijkste taak van het verwarmingssysteem in de wintermaanden. De keuze van het vermogen van de verwarmingsketel hangt af van de staat van het huis en van de kwaliteit van de isolatie van de omhullende structuren. Het principe van "kilowatt per 10 vierkante oppervlakte" werkt in een cottage met een gemiddelde staat van gevels, daken en funderingen.

Heeft u zelf een verwarmingssysteem voor uw woning berekend? Of heb je een verkeerde combinatie opgemerkt in de berekeningen in het artikel? Deel uw praktische ervaring of de hoeveelheid theoretische kennis door een opmerking achter te laten in het blok onder dit artikel.