Gassforbruk for oppvarming av et hus 200 m²: bestemmelse av kostnader ved bruk av hoved- og flaskeolje
Eiere av mellomstore og store hytter må planlegge kostnadene for å opprettholde boliger. Derfor oppstår oppgaven ofte med å beregne gassforbruket for oppvarming av et hus 200 m2 eller større område. Den originale arkitekturen lar deg vanligvis ikke bruke metodene til analogier og finne ferdige beregninger.
Det er imidlertid ikke nødvendig å betale penger for å løse dette problemet. Alle beregninger kan gjøres uavhengig av hverandre. Dette vil kreve kunnskap om visse forskrifter, samt forståelse av fysikk og geometri på skolenivå.
Vi hjelper deg med å finne ut av denne viktige saken for en hjemmeøkonom. Vi viser deg med hvilke formler beregningene er gjort, hvilke egenskaper du trenger å vite for å få resultatet. Artikkelen vi har presentert gir eksempler på bakgrunn av hvilke det vil være lettere å gjøre din egen beregning.
Innholdet i artikkelen:
Finne verdien av energitap
For å bestemme mengden energi som et hus mister, er det nødvendig å kjenne til de klimatiske egenskapene til området, den termiske ledningsevnen til materialer og ventilasjonshastigheten. Og for å beregne det nødvendige volumet av gass, er det nok å vite dens brennverdi. Det viktigste i dette arbeidet er oppmerksomhet på detaljer.
Å varme opp en bygning skal kompensere for varmetap som oppstår av to hovedgrunner: varmelekkasje rundt omkretsen av huset og tilstrømningen av kald luft gjennom ventilasjonssystemet. Begge disse prosessene er beskrevet av matematiske formler, i henhold til hvilke du uavhengig kan utføre beregninger.
Varmeledningsevne og termisk motstand for materialet
Ethvert materiale kan lede varme. Intensiteten av transmisjonen uttrykkes gjennom koeffisienten for varmeledningsevne λ (W / (m × ° C)). Jo lavere den er, jo bedre er strukturen beskyttet mot frysing om vinteren.
Imidlertid kan bygninger brettes eller isoleres med materialer i forskjellige tykkelser. Derfor, i praktiske beregninger, brukes varmeoverføringsmotstandskoeffisienten:
R (m2 × ° C / W)
Det er assosiert med varmeledningsevne ved følgende formel:
R = h / λ,
hvor h - materialtykkelse (m).
Et eksempel. Vi bestemmer koeffisienten for motstand mot varmeoverføring av luftede betongblokker av forskjellig bredde av merket D700 kl λ = 0.16:
- bredde 300 mm: R = 0.3 / 0.16 = 1.88;
- bredde 400 mm: R = 0.4 / 0.16 = 2.50.
for isolasjonsmaterialer og vindusblokker kan gis både koeffisienten for varmeledningsevne og koeffisienten for motstand mot varmeoverføring.
Hvis den omsluttende strukturen består av flere materialer, blir koeffisientene til de enkelte lag oppsummert når du bestemmer resistensskoeffisienten mot varmeoverføring av hele "kaken".
Et eksempel. Veggen er bygget av luftede betongblokker (λb = 0,16), 300 mm tykk. Utenfor er det isolert ekstrudert polystyrenskum (λp = 0,03) 50 mm tykt og foret med fôr fra innsiden (λv = 0,18), 20 mm tykk.
Nå kan du beregne den totale motstandskoeffisienten mot varmeoverføring:
R = 0.3 / 0.16 + 0.05 / 0.03 + 0.02 / 0.18 = 1.88 + 1.66 + 0.11 = 3.65.
Bidraget fra lag som er ubetydelige i parameteren "varmebesparende" kan overses.
Beregning av varmetap gjennom byggekonvolutter
Varmetap Q (W) gjennom en homogen overflate kan beregnes som følger:
Q = S × dT / R,
der:
- S - areal av den betraktede overflaten (m2);
- dT - temperaturforskjell mellom luften i og utenfor rommet (° C);
- R - overflatevarmeoverføringskoeffisient (m2 * ° C / W).
For å bestemme den totale indikatoren for alle varmetap, utfør følgende handlinger:
- tildele områder som er enhetlige i motstandskoeffisienten mot varmeoverføring;
- beregne arealet;
- bestemme indikatorene for termisk motstand;
- beregne varmetap for hvert av nettstedene;
- oppsummer de oppnådde verdiene.
Et eksempel. Hjørnerom 3 × 4 meter i toppetasjen med kaldt loft. Den endelige takhøyden er 2,7 meter. Det er 2 vinduer som måler 1 × 1,5 m.
Vi finner varmetapet gjennom omkretsen ved en lufttemperatur inne i “+25 ° С”, og utenfor “–15 ° С”:
- La oss skille ut seksjoner som er ensartet i motstandskoeffisient: tak, vegg, vinduer.
- Takareal Sn = 3 × 4 = 12 moh2. Vindusområdet Somtrent = 2 × (1 × 1,5) = 3 moh2. Veggområdet Smed = (3 + 4) × 2.7 – Somtrent = 29,4 moh2.
- Koeffisienten for termisk motstand i taket er sammensatt av overlappingsindeksen (bordtykkelse 0,025 m), isolasjon (mineralullsplater 0,10 m tykk) og tregulvet på loftet (tre og kryssfiner med en total tykkelse på 0,05 m): Rn = 0,025 / 0,18 + 0,1 / 0,037 + 0,05 / 0,18 = 3,12. For vinduer tas verdien fra passet til et dobbeltvindus med to kammer: Romtrent = 0,50. For en vegg brettet som i forrige eksempel: Rmed = 3.65.
- Qn = 12 × 40 / 3,12 = 154 watt. Qomtrent = 3 × 40 / 0,50 = 240 watt. Qmed = 29,4 × 40 / 3,65 = 322 W.
- Generelt varmetap av modellrommet gjennom konvolutten Q = Qn + Qomtrent + Qmed = 716 watt.
Beregning ved å bruke de ovennevnte formlene gir en god tilnærming, forutsatt at materialet oppfyller den angitte varmeledningsevnen og det ikke er noen feil som kan gjøres under konstruksjonen. Et problem kan også være aldring av materialer og strukturen i huset som helhet.
Typisk vegg- og takgeometri
De lineære parametrene (lengde og høyde) på konstruksjonen når du bestemmer varmetap blir vanligvis tatt i stedet for utvendig. Det vil si at ved beregning av varmeoverføring gjennom materialet blir det tatt kontakt med området for varm, ikke kald luft.
Således, for eksempel når dimensjonene til huset er 8 × 10 meter og veggtykkelsen er 0,3 meter, er den indre omkretsen Pvnut = (9,4 + 7,4) × 2 = 33,6 m, og den ytre Pekstern = (8 + 10) × 2 = 36 moh.
Grensesnittoverlappingen har vanligvis en tykkelse fra 0,20 til 0,30 m. Derfor vil høyden på to etasjer fra gulvet i den første til taket på den andre fra utsiden være lik Hekstern = 2,7 + 0,2 + 2,7 = 5,6 m. Hvis du bare legger opp etterbehandlingshøyden, får du en lavere verdi: Hvnut = 2,7 + 2,7 = 5,4 m. Overflate mellom gulv, i motsetning til vegger, har ikke funksjonen til isolasjon, for beregninger er det derfor nødvendig å ta Hekstern.
For to etasjers hus med dimensjoner på rundt 200 moh2 forskjellen mellom veggenes område ute og ute er fra 6 til 9%. Tilsvarende, med hensyn til interne dimensjoner, tas de geometriske parametrene til taket og gulvene i betraktning.
Beregningen av veggområdet for enkle hytter i geometri er elementær, siden fragmentene består av rektangulære seksjoner og pedimenter på loftet og loftet.
Når du beregner varmetap gjennom taket i de fleste tilfeller, er det nok å bruke formler for å finne områdene i en trekant, rektangel og trapes.
Arealet til det lagt taket kan ikke tas når du bestemmer varmetap, siden det også går til overheng som ikke er tatt hensyn til i formelen. I tillegg blir ofte materialet (for eksempel taktekking eller profilert galvanisert ark) plassert med en liten overlapping.
Den rektangulære geometrien til vinduene skaper heller ikke problemer i beregningene. Hvis vinduer med doble vinduer har en sammensatt form, kan ikke arealet deres beregnes, men læres av produktpasset.
Varmetap gjennom gulv og grunnmur
Beregningen av varmetap til jorden gjennom gulvet i underetasjen, samt gjennom veggene og gulvet i kjelleren, vurderes i henhold til reglene foreskrevet i vedlegg "E" SP 50.13330.2012. Faktum er at frekvensen av varmeutbredelse i jorden er mye lavere enn i atmosfæren, derfor kan jord også betinget tilskrives isolasjonsmateriale.
Men siden de er preget av frysing, er gulvet delt i 4 soner. Bredden på de tre første er 2 meter, og resten henvises til den fjerde.
For hver sone må du bestemme koeffisienten for motstand mot varmeoverføring, som tilfører jord:
- sone 1: R1 = 2.1;
- sone 2: R2 = 4.3;
- sone 3: R3 = 8.6;
- sone 4: R4 = 14.2.
om gulvene er isolertfor deretter å bestemme den totale koeffisienten for termisk motstand legge opp indikatorene for isolasjon og jord.
Et eksempel. Anta at et hus med ytre dimensjoner på 10 × 8 m og en veggtykkelse på 0,3 meter har en kjeller med en dybde på 2,7 meter. Taket er plassert på bakkenivå. Det er nødvendig å beregne varmetapet til jorda ved en indre lufttemperatur på “+25 ° C” og en ekstern temperatur på “–15 ° C”.
La veggene være laget av FBS blokker 40 cm tykke (λf = 1,69). Innvendig er de trimmet med et brett som er 4 cm tykt (λd = 0,18). Kjelleretasjen helles med utvidet leirbetong, 12 cm tykk (λtil = 0,70). Deretter koeffisienten for termisk motstand av veggene i kjelleren: Rmed = 0,4 / 1,69 + 0,04 / 0,18 = 0,46, og gulvet Rn = 0.12 / 0.70 = 0.17.
Husets indre dimensjoner vil være 9,4 × 7,4 meter.
Vi beregner områdene og koeffisientene for motstand mot varmeoverføring ved soner:
- Sone 1 løper bare langs veggen. Den har en omkrets på 33,6 m og en høyde på 2 m. Derfor S1 = 33.6 × 2 = 67.2. RP1 = Rmed + R1 = 0.46 + 2.1 = 2.56.
- Sone 2 på veggen. Den har en omkrets på 33,6 m og en høyde på 0,7 m. Derfor S2c = 33.6 × 0.7 = 23.52. Rz2s = Rmed + R2 = 0.46 + 4.3 = 4.76.
- Sone 2 på gulvet. S2n = 9.4 × 7.4 – 6.8 × 4.8 = 36.92. Rz2p = Rn + R2 = 0.17 + 4.3 = 4.47.
- Sone 3 er bare på gulvet. S3 = 6.8 × 4.8 – 2.8 × 0.8 = 30.4. RP3 = Rn + R3 = 0.17 + 8.6 = 8.77.
- Sone 4 er bare på gulvet. S4 = 2.8 × 0.8 = 2.24. RP4 = Rn + R4 = 0.17 + 14.2 = 14.37.
Første etasje varmetap Q = (S1 / RP1 + S2c / Rz2s + S2n / Rz2p + S3 / RP3 + S4 / RP4) × dT = (26,25 + 4,94 + 8,26 + 3,47 + 0,16) × 40 = 1723 W.
Regnskap for uoppvarmede lokaler
Ofte når man beregner varmetap, oppstår det en situasjon når huset har et uoppvarmet, men isolert rom. I dette tilfellet skjer energioverføring i to trinn. Vurder denne situasjonen på loftet.
Hovedproblemet er at området med overlapping mellom loftet og øverste etasje er forskjellig fra området til taket og gavlene. I dette tilfellet er det nødvendig å bruke tilstanden for varmeoverføringsbalanse Q1 = Q2.
Det kan også skrives på følgende måte:
K1 × (T1 - T#) = K2 × (T# - T2),
der:
- K1 = S1 / R1 + … + Sn / Rn for overlapping mellom den varme delen av huset og kjølerommet;
- K2 = S1 / R1 + … + Sn / Rn for overlapping mellom et kjølerom og gaten.
Fra likhet med varmeoverføring finner vi temperaturen som vil bli etablert i et kjølerom med kjente verdier i huset og på gaten. T# = (K1 × T1 + K2 × T2) / (K1 + K2). Etter det erstatter vi verdien i formelen og finner varmetapet.
Et eksempel. La husets indre størrelse være 8 x 10 meter. Takvinkelen er 30 °. Lufttemperaturen i rommene er “+25 ° С”, og utenfor “–15 ° С”.
Koeffisienten for termisk motstand i taket beregnes som i eksemplet gitt i seksjonen for beregning av varmetap gjennom bygningskonvolutter: Rn = 3,65. Overlappingsområdet er 80 moh2derfor K1 = 80 / 3.65 = 21.92.
Takområdet S1 = (10 × 8) / cos(30) = 92,38. Vi vurderer koeffisienten for termisk motstand, under hensyntagen til tykkelsen på treet (kasse og finish - 50 mm) og mineralull (10 cm): R1 = 2.98.
Vinduområde for pediment S2 = 1,5. For en vanlig to-kammer termisk motstand med dobbeltvinduer i vinduet R2 = 0,4. Arealet av pedimentet beregnes med formelen: S3 = 82 × tg(30) / 4 – S2 = 7,74. Motstandskoeffisienten mot varmeoverføring er den samme som taket: R3 = 2.98.
Vi beregner koeffisienten for taket (ikke å glemme at antall pedimenter er to):
K2 = S1 / R1 + 2 × (S2 / R2 + S3 / R3) = 92.38 / 2.98 + 2 × (1.5 / 0.4 + 7.74 / 2.98) = 43.69.
Vi beregner lufttemperaturen på loftet:
T# = (21,92 × 25 + 43,69 × (–15)) / (21,92 + 43,69) = –1.64 ° С.
Vi erstatter den oppnådde verdien i en av formlene for å beregne varmetap (hvis de er balanserte, er de like) og vi oppnår ønsket resultat:
Q1 = K1 × (T1 – T#) = 21,92 × (25 - (–1.64)) = 584 W.
Ventilasjonskjøling
Et ventilasjonssystem er installert for å opprettholde et normalt mikroklima i huset. Dette fører til en tilstrømning av kald luft inn i rommet, som også må tas med i beregningen når man beregner varmetap.
Krav til ventilasjonsmengde er stavet ut i flere forskriftsdokumenter. Når man utformer et internt hyttesystem, må man først og fremst ta hensyn til kravene i §7 SNiP 41-01-2003 og §4 SanPiN 2.1.2.2645-10.
Siden watt er den generelt aksepterte enheten for å måle varmetap, er luftens varmekapasitet c (kJ / kg × ° C) må reduseres til dimensjonen “W × h / kg × ° C”. For luft på havnivå kan du ta verdien c = 0,28 W × h / kg × ° C.
Siden ventilasjonsvolumet måles i kubikk i timen, er det også nødvendig å kjenne lufttettheten q (kg / m3). Ved normalt atmosfæretrykk og gjennomsnittlig luftfuktighet kan denne verdien tas = 1,30 kg / m3.
Energiforbruket for kompensasjon av varmetap på grunn av ventilasjon kan beregnes ved hjelp av følgende formel:
Q = L × q × c × dT = 0,364 × L × dT,
der:
- L - luftforbruk (m3 / h);
- dT - temperaturforskjell mellom rom og innkommende luft (° C).
Hvis kald luft kommer direkte inn i huset, så:
dT = T1 - T2,
der:
- T1 - innetemperatur;
- T2 - temperatur ute.
Men for store gjenstander i ventilasjonssystemet vanligvis integrere recuperator (varmeveksler). Det kan spare energi betydelig, da delvis oppvarming av den innkommende luften skjer på grunn av utløpsstrømmen.
Effektiviteten til slike enheter måles i effektiviteten k (%). I dette tilfellet vil den forrige formelen ha formen:
dT = (T1 - T2) × (1 - k / 100).
Beregning av gasstrøm
vite totalt varmetap, kan du bare beregne det nødvendige forbruket av naturlig eller flytende gass for oppvarming av et hus med et areal på 200 meter2.
Mengden energi som frigjøres, i tillegg til drivstoffvolumet, påvirkes av dens brennverdi. For gass avhenger denne indikatoren av fuktighet og kjemisk sammensetning av den tilførte blandingen. Skill den høyeste (Hh) og lavere (Hl) brennverdi.
For å beregne mengden drivstoff som garantert er tilstrekkelig til oppvarming, erstattes den lavere brennverdien, som kan fås fra gassleverandøren, i formelen. Standardenheten for brennverdi er “mJ / m3”Eller“ mJ / kg ”. Men siden måleenhetene og effekten til kjelene og varmetapene fungerer med watt, ikke joules, er det nødvendig å utføre konverteringen, gitt 1 mJ = 278 W × h.
Hvis verdien av blandingens lavere brennverdi er ukjent, er det tillatt å ta følgende gjennomsnittlige tall:
- for naturgass Hl = 9,3 kW × h / m3;
- for flytende gass Hl = 12,6 kW × t / kg.
En annen indikator som er nødvendig for beregninger er kjelens effektivitet K. Vanligvis måles det i prosent. Den endelige formelen for gasstrøm over en periode E (h) har følgende skjema:
V = Q × E / (Hl × K / 100).
Perioden når sentralvarme i hus slås på, bestemmes av den gjennomsnittlige daglige lufttemperaturen.
Hvis det i løpet av de siste fem dagene ikke har overskredet "+ 8 ° С", må det i henhold til dekret fra Russlands føderasjon nr. 307 datert 05/13/2006 leveres varmeforsyning til huset. For private hjem med autonom oppvarming brukes disse tallene også ved beregning av drivstofforbruk.
De nøyaktige dataene om antall dager med en temperatur ikke høyere enn “+ 8 ° С” for området der hytta er bygd, finner du i den lokale grenen til Hydrometeorological Center.
Hvis huset ligger nær et stort bebyggelse, er det lettere å bruke bordet. 1. SNiP 23-01-99 (kolonne nr. 11). Ved å multiplisere denne verdien med 24 (timer per dag) får vi parameteren E fra ligningen for beregning av gasstrøm.
Hvis volumet av luftinnstrømning og temperaturen i rommene er konstant (eller med svake svingninger), vil varmetapet gjennom bygningskonvolutten og på grunn av ventilasjonen i rommene være direkte proporsjonal med utetemperaturen.
Derfor per parameter T2 i ligningene for beregning av varmetap kan du ta verdien fra kolonne nr. 12 i tabellen. 1. SNiP 23-01-99.
Eksempel på en 200 m hytte2
Vi beregner gassforbruket for en hytte i nærheten av byen Rostov-på-Don. Varighet av oppvarmingsperiode: E = 171 × 24 = 4104 t. Gjennomsnittlig gatetemperatur T2 = - 0,6 ° C. Ønsket temperatur i huset: T1 = 24 ° C.
Trinn 1 Vi beregner varmetapet gjennom omkretsen uten å ta hensyn til garasjen.
For å gjøre dette, velg homogene seksjoner:
- Vinduene. Totalt er det 9 vinduer 1,6 × 1,8 m i størrelse, ett vindu 1,0 × 1,8 m i størrelse og 2,5 runde vinduer 0,38 m i størrelse2 hver og en. Totalt vinduområde: Svinduer = 28,60 moh2. I følge passet av produkter Rvinduer = 0,55. deretter Qvinduer = 1279 watt.
- Door. Det er 2 isolerte dører som måler 0,9 x 2,0 m. Området deres: Sdøren = 3,6 moh2. I følge produktpasset Rdøren = 1,45. deretter Qdøren = 61 watt.
- Tom vegg. Seksjon “ABVGD”: 36,1 × 4,8 = 173,28 moh2. Tomt “JA”: 8,7 × 1,5 = 13,05 moh2. Plott “DEJ”: 18,06 moh2. Arealet av takvelgen: 8,7 × 5,4 / 2 = 23,49. Totalt tomt veggområde: Sveggen = 251.37 – Svinduer – Sdøren = 219,17 moh2. Veggene er laget av luftbetong 40 cm tykk og hulvendt murstein. Rveggene = 2,50 + 0,63 = 3,13. deretter Qveggene = 1723 W.
Totalt varmetap gjennom omkretsen:
QPerim = Qvinduer + Qdøren + Qveggene = 3063 watt
Trinn 2 Vi beregner varmetapet gjennom taket.
Isolasjonen er en kontinuerlig kasse (35 mm), mineralull (10 cm) og fôr (15 mm). Rtaket = 2,98. Takareal over hovedbygningen: 2 × 10 × 5,55 = 111 moh2og over kjelerommet: 2,7 × 4,47 = 12,07 moh2. totalt Staket = 123,07 moh2. deretter Qtaket = 1016 watt.
Trinn 3 Beregn varmetap gjennom gulvet.
Motstand mot varmeoverføring tilveiebringes av brettene i det grove gulvet og kryssfiner under laminatet (5 cm totalt), samt basaltisolering (5 cm). Rkjønn = 1,72. Da vil varmetapet gjennom gulvet være lik:
Qetasje = (S1 / (Retasje + 2.1) + S2 / (Retasje + 4.3) + S3 / (Retasje + 2.1)) × dT = 546 watt.
Trinn 4 Vi beregner varmetapet gjennom en kald garasje. Gulvet er ikke isolert.
Fra et oppvarmet hus trenger varme på to måter:
- Gjennom bæreveggen. S1 = 28.71, R1 = 3.13.
- Gjennom en murvegg med et fyrrom. S2 = 11.31, R2 = 0.89.
Vi får K1 = S1 / R1 + S2 / R2 = 21.88.
Fra garasjen går varmen ut som følger:
- Gjennom vinduet. S1 = 0.38, R1 = 0.55.
- Gjennom porten. S2 = 6.25, R2 = 1.05.
- Gjennom veggen. S3 = 19.68, R3 = 3.13.
- Gjennom taket. S4 = 23.89, R4 = 2.98.
- Over hele gulvet. Sone 1. S5 = 17.50, R5 = 2.1.
- Over hele gulvet. Sone 2. S6 = 9.10, R6 = 4.3.
Vi får K2 = S1 / R1 + … + S6 / R6 = 31.40
Vi beregner temperaturen i garasjen, med forbehold om balansen i varmeoverføring: T# = 9,2 ° C. Da vil varmetapet være lik: Qgarasjen = 324 watt.
Trinn 5 Vi beregner varmetapet på grunn av ventilasjon.
La det beregnede ventilasjonsvolumet for en slik hytte med 6 personer som bor der være 440 moh3/ time En recuperator med en effektivitet på 50% er installert i systemet. Under disse forholdene, varmetap: Qvent = 1970 watt
Trinn. 6. Vi bestemmer det totale varmetapet ved å legge til alle lokale verdier: Q = 6919 watt
Trinn 7 Vi beregner mengden gass som trengs for å varme opp modellhuset om vinteren med en kjeleeffektivitet på 92%:
- Naturgass. V = 3319 moh3.
- Flytende gass. V = 2450 kg.
Etter beregninger kan du analysere de økonomiske kostnadene ved oppvarming og gjennomførbarheten av investeringer som har som mål å redusere varmetapet.
Konklusjoner og nyttig video om emnet
Varme ledningsevne og varmeoverføringsmotstand av materialer. Beregningsregler for vegger, tak og gulv:
Den vanskeligste delen av beregningene for å bestemme volumet av gass som trengs for oppvarming, er å finne varmetapet til den oppvarmede gjenstanden. Her må du først og fremst vurdere geometriske beregninger nøye.
Hvis de økonomiske kostnadene ved oppvarming virker for høye, bør du tenke på ytterligere isolering av huset. Videre viser beregninger av varmetap godt frysestrukturen.
Legg igjen kommentarer i blokken nedenfor, still spørsmål om uklare og interessante punkter, legg ut et bilde om emnet for artikkelen. Del din egen erfaring med å lage beregninger for å finne ut kostnadene ved oppvarming. Det er mulig at rådene dine vil hjelpe besøkende på nettstedet.