Výpočet vykurovacieho systému súkromného domu: pravidlá a príklady výpočtu

Kúrenie v súkromnom dome je nevyhnutným prvkom pohodlného bývania. Dohodli sa na tom, že k usporiadaniu vykurovacieho komplexu by sa malo pristupovať opatrne, pretože chyby sú drahé. Nikdy ste však také výpočty neurobili a neviete, ako ich správne vykonať?

Pomôžeme vám - v našom článku podrobne zvážime, ako sa vykonáva výpočet vykurovacieho systému súkromného domu, aby sa v zimných mesiacoch efektívne kompenzovali tepelné straty.

Uvádzame konkrétne príklady, ktoré dopĺňajú materiál článku vizuálnymi fotografiami a užitočnými videonahrávkami, ako aj príslušné tabuľky s ukazovateľmi a koeficientmi potrebnými na výpočty.

Tepelné straty súkromného domu

Budova stráca teplo v dôsledku rozdielu teploty vzduchu vo vnútri a mimo domu. Tepelné straty sú vyššie, čím je plocha plášťa budovy významnejšia (okná, strechy, steny, základy).

tiež tepelné straty spojené s materiálmi uzatváracích štruktúr a ich veľkosťami. Napríklad tepelné straty tenkých stien sú väčšie ako silné.

efektívna výpočet kúrenia pre súkromný dom musí vziať do úvahy materiály použité pri stavbe obálky budovy.

Napríklad pri rovnakej hrúbke steny vyrobenej z dreva a tehly sa teplo vykonáva s rôznou intenzitou - tepelné straty drevených štruktúr sú pomalšie. Niektoré materiály prepúšťajú teplo lepšie (kov, tehla, betón), iné horšie (drevo, minerálna vlna, polystyrénová pena).

Atmosféra v obytnej budove nepriamo súvisí s vonkajším ovzduším. Steny, otvory okien a dverí, strecha a základy v zime prenášajú teplo z domu von, dodávajúc na oplátku chlad. Predstavujú 70-90% z celkových tepelných strát chaty.

Steny, strecha, okná a dvere - všetko v zime umožňuje teplo. Termokamera jasne ukazuje únik tepla

Neustálym únikom tepelnej energie počas vykurovacieho obdobia dochádza tiež prostredníctvom vetrania a splaškov.

Pri výpočte tepelných strát jednotlivej bytovej výstavby sa tieto údaje obvykle nezohľadňujú. Avšak zahrnutie tepelných strát cez kanalizačné a vetracie systémy do všeobecného tepelného výpočtu domu je stále správnym rozhodnutím.

Výrazne usporiadaný tepelnoizolačný systém môže výrazne znížiť únik tepla prechádzajúci cez stavebné konštrukcie, otvory dverí / okien

Je nemožné vypočítať autonómny vykurovací okruh vidieckeho domu bez vyhodnotenia tepelných strát jeho obvodových štruktúr. Presnejšie povedané, nebude to fungovať určiť výkon kotladostatočné na vykurovanie chaty v tých najťažších mrazoch.

Analýza skutočnej spotreby tepelnej energie stenami vám umožní porovnať náklady na vybavenie kotla a palivo s nákladmi na tepelnú izoláciu steny.

Koniec koncov, čím je dom energeticky úspornejší, t. čím menej tepla stráca počas zimných mesiacov, tým nižšie sú náklady na nákup paliva.

Na kvalifikovaný výpočet vykurovacieho systému budete potrebovať koeficient tepelnej vodivosti bežné stavebné materiály.

Tabuľka hodnôt koeficientu tepelnej vodivosti rôznych stavebných materiálov, najčastejšie používaných pri stavbe

Výpočet tepelných stien stenami

Ako príklad použijeme podmienenú dvojposchodovú chalupu, vypočítame tepelné straty prostredníctvom jej stenových štruktúr.

Zdrojové údaje:

• štvorcový „box“ s prednými stenami širokými 12 ma vysokými 7 m;
• vo vnútri stien 16 otvorov plocha každého 2,5 m²;
• materiál predných stien - keramická tehla s plným telom;
• hrúbka steny - 2 tehly.

Ďalej vypočítame skupinu indikátorov, z ktorých sa pridá celková hodnota tepelných strát cez steny.

Odolnosť proti prestupu tepla

Na zistenie indexu prestupu tepla fasádnej steny je potrebné vydeliť hrúbku materiálu steny koeficientom tepelnej vodivosti.

Pre množstvo stavebných materiálov sú údaje o koeficiente tepelnej vodivosti uvedené na obrázkoch nad a pod.

Na presné výpočty sa bude vyžadovať koeficient tepelnej vodivosti uvedený v tabuľke tepelnoizolačných materiálov použitých v stavebníctve.

Naša podmienená stena je vyrobená z pevnej keramickej tehly, ktorej tepelná vodivosť je 0,56 W / m^oC. Jeho hrúbka, berúc do úvahy murivo v centrálnom distribučnom centre, je 0,51 m. Ak sa hrúbka steny delí koeficientom tepelnej vodivosti tehly, získame odpor prenosu tepla na stene:

0,51: 0,56 = 0,91 W / m^{2 × o}C

Zaokrúhlime výsledok rozdelenia na dve desatinné miesta, nie sú potrebné presnejšie údaje o odpore prenosu tepla.

Vonkajšia stena

Pretože ako príklad bola vybraná štvorcová budova, plocha jej stien je určená vynásobením šírky výškou jednej steny a potom počtom vonkajších stien:

12,7,4 = 336 m²

Takže poznáme oblasť predných stien. Ale čo otvory a okná a dvere zaberajúce spolu 40 m2 (2,5 · 16 = 40 m²) prednej steny, mali by sa zohľadniť?

Ako správne vypočítať autonómne kúrenie v drevenom dome okrem odolnosti proti prestupu tepla u okenných a dverových konštrukcií.

Koeficient tepelnej vodivosti tepelne izolačných materiálov používaných na izoláciu nosných stien

Ak je potrebné vypočítať tepelné straty veľkoplošnej budovy alebo teplého domu (energeticky efektívne) - áno, pri výpočte bude správne zohľadniť koeficient prestupu tepla okenných rámov a vstupných dverí.

Avšak pri nízkopodlažných budovách, ktoré sú vyrobené z tradičných materiálov, je možné zanedbať dvere a okná. tj Nevyberajte ich plochu z celkovej plochy predných stien.

Bežné tepelné straty steny

Tepelné straty steny zistíme z jedného štvorcového metra, keď je teplotný rozdiel medzi vzduchom vo vnútri a mimo domu jeden stupeň.

Za týmto účelom vydelte jednotku odporom prestupu tepla steny vypočítaným skôr:

1: 0,91 = 1,09 W / m²·^oC

Znalosť tepelných strát na meter štvorcový obvodu vonkajších stien, môžete určiť tepelné straty pri určitých teplotách na ulici.

Napríklad, ak je teplota v chate +20 ^oC a na ulici -17 ^oC, teplotný rozdiel bude 20 + 17 = 37 ^oC. V tejto situácii bude celková tepelná strata stien nášho podmieneného domu:

0,91 336 · 37 = 11313 W,

Kde: 0,91 - odpor prenosu tepla na meter štvorcový steny; 336 - plocha predných stien; 37 - teplotný rozdiel medzi vnútornou a vonkajšou atmosférou.

Koeficient tepelnej vodivosti tepelne izolačných materiálov používaných na izoláciu podlahy / steny, na suchú podlahu a vyrovnanie stien

Prepočítame výsledné tepelné straty v kilowatthodinách, sú vhodnejšie na vnímanie a následné výpočty výkonu vykurovacieho systému.

Tepelná strata steny v kilowatthodinách

Najprv zistite, koľko tepelnej energie prejde stenami za hodinu s teplotným rozdielom 37 ^oS.

Pripomíname, že výpočet sa vykonáva pre dom so štrukturálnymi charakteristikami, ktorý je podmienečne vybraný na demonštračné a demonštračné výpočty:

113131: 1000 = 11,313 kWh,

Kde: 11313 - množstvo predtým získaných tepelných strát; 1 hodina; 1000 je počet wattov na kilowatt.

Koeficient tepelnej vodivosti stavebných materiálov používaných na izoláciu stien a podláh

Na výpočet tepelnej straty za deň sa získaná tepelná strata za hodinu vynásobí 24 hodinami:

11,31324 = 271,512 kWh

Kvôli prehľadnosti zisťujeme stratu tepelnej energie za celú vykurovaciu sezónu:

7,30 · 271,512 = 57017,52 kWh,

Kde: 7 - počet mesiacov v vykurovacej sezóne; 30 - počet dní v mesiaci; 271 512 - denné tepelné straty stien.

Odhadovaná tepelná strata domu s vyššie uvedenými charakteristikami plášťa budovy bude teda predstavovať 57017,52 kWh počas siedmich mesiacov vykurovacej sezóny.

Zohľadnenie účinkov vetrania súkromného domu

Ako príklad budeme počítať tepelné straty vetrania počas vykurovacieho obdobia pre podmienečnú chalupu štvorcového tvaru so stenou šírkou 12 metrov a výškou 7 metrov.

Okrem nábytku a vnútorných stien bude vnútorný objem atmosféry v tejto budove:

12,12,7 = 1008 m³

Pri teplote vzduchu +20 ^oC (norma v vykurovacej sezóne) je jeho hustota 1,2047 kg / m³a merné teplo je 1,005 kJ / (kg^oC).

Vypočítame hmotnosť atmosféry v dome:

10081,2047 = 1214,34 kg,

Kde: 1008 - objem domácej atmosféry; 1,2047 - hustota vzduchu pri t +20 ^oC.

Tabuľka s hodnotou koeficientu tepelnej vodivosti materiálov, ktorá môže byť potrebná na presné výpočty

Predpokladajme päťnásobnú zmenu objemu vzduchu v priestoroch domu. Všimnite si, že presný požiadavka na objem dodávky čerstvý vzduch závisí od počtu obyvateľov chaty.

Priemerný teplotný rozdiel medzi domom a ulicou v vykurovacej sezóne je 27 ^oC (20%) ^oC domov, -7 ^oS vonkajšou atmosférou) za deň na ohrev prívodu studeného vzduchu potrebujete tepelnú energiu:

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

Kde: 5 - počet zmien vzduchu v priestoroch; 27 - teplotný rozdiel medzi vnútornou a vonkajšou atmosférou; 1214,34 - hustota vzduchu pri t +20 ^oC; 1.005 - špecifické teplo vzduchu.

Prepočítavame kilojouly na kilowatthodiny vydelením hodnoty počtom kilojoulov za jednu kilowatthodinu (3600):

164755,58: 3600 = 45,76 kWh

Po zistení nákladov na tepelnú energiu na ohrev vzduchu v dome počas jeho päťnásobnej výmeny pomocou prívodného vetrania, môžeme vypočítať tepelnú stratu „vzduchu“ pre sedemmesačné vykurovacie obdobie:

7,30 · 45,76 = 9609,6 kWh,

Kde: 7 - počet „vyhrievaných“ mesiacov; 30 - priemerný počet dní v mesiaci; 45,76 - denné náklady na tepelnú energiu na ohrev privádzaného vzduchu.

Spotreba energie vetraním (infiltráciou) je nevyhnutná, pretože je nevyhnutná obnova vzduchu v chate.

Potreby vykurovania vymeniteľnej vzduchovej atmosféry v dome sa musia vypočítať, spočítať s tepelnými stratami cez plášť budovy a zohľadniť pri výbere vykurovacieho kotla. Existuje aj iný druh spotreby tepelnej energie, druhý - tepelné straty z kanalizácie.

Náklady na energiu na prípravu TÚV

Ak v teplejších mesiacoch tečie studená voda z kohútika do chaty, potom je v vykurovacej sezóne ľadová, s teplotou nepresahujúcou + 5 ^oC. Kúpanie, umývanie riadu a umývanie nie je možné bez zahrievania vody.

Voda vtiahnutá do záchodovej misy sa dotýka domácej atmosféry cez steny a trochu sa zohreje. Čo sa stane s vodou, ktorá sa zohrieva spálením nesvobodného paliva a spotrebou na potreby domácnosti? Nalieva sa do kanalizácie.

Dvojokruhový kotol s nepriamym vykurovacím kotlom, ktorý sa používa na vykurovanie chladiacej kvapaliny, ako aj na prívod teplej vody do okruhu, ktorý je pre ňu skonštruovaný.

Pozrime sa na príklad. Trojčlenná rodina by mala stráviť 17 m³ voda mesačne. 1000 kg / m³ - hustota vody a 4,183 kJ / kg^oC je jeho špecifické teplo.

Priemerná teplota vykurovacej vody určenej pre domáce potreby je +40 ^oC. Preto rozdiel priemernej teploty medzi studenou vodou vstupujúcou do domu (+5 ^oC) a zohrieva sa v kotli (+30 ^oC) ukáže sa 25 ^oS.

Pri výpočte tepelných strát v kanalizácii berieme do úvahy:

17 · 1000 · 25 · 4,183 = 1777775 kJ,

Kde: 17 - mesačný objem spotreby vody; 1000 je hustota vody; 25 - teplotný rozdiel medzi studenou a zahrialou vodou; 4,183 - špecifické teplo vody;

Prevod kilojoulov na zrozumiteľnejšie kilowatthodiny:

1777775: 3600 = 493,82 kWh

Preto počas siedmich mesiacov vykurovacej sezóny prechádza do kanalizácie tepelná energia v množstve:

493,827 = 3456,74 kWh

Spotreba tepelnej energie na ohrev vody na hygienické potreby je v porovnaní so stratami tepla stenami a vetraním malá. Ale to je tiež spotreba energie, zaťaženie kotla alebo kotla a spôsobenie spotreby paliva.

Výpočet výkonu kotla

Kotol vo vykurovacom systéme je navrhnutý tak, aby kompenzoval tepelné straty budovy. A tiež v prípade dvojobvodový systém alebo pri vybavení kotla nepriamym vykurovacím kotlom na ohrev vody na hygienické účely.

Vypočítaním denných tepelných strát a spotreby teplej vody „na splaškovú vodu“ je možné presne určiť potrebnú kapacitu kotla pre chalupu v určitej oblasti a charakteristiky uzatváracích štruktúr.

Jednokruhový kotol produkuje iba vykurovacie médium pre vykurovací systém

Na určenie výkonu vykurovacieho kotla je potrebné vypočítať náklady na tepelnú energiu domu cez fasádne steny a vykurovanie vymeniteľnej vzduchovej atmosféry v interiéri.

Vyžadujú sa údaje o tepelných stratách v kilowatthodinách denne - v prípade podmieneného domu vypočítané napríklad:

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

Kde: 271,512 - denné tepelné straty vonkajších stien; 45,76 - denné tepelné straty na ohrev privádzaného vzduchu.

Preto bude potrebný vykurovací výkon kotla:

317,222: 24 (hodiny) = 13,22 kW

Takýto kotol však bude neustále zaťažený, čím sa zníži jeho životnosť. A predovšetkým v mrazivých dňoch nebude menovitá kapacita kotla stačiť, pretože pri vysokom teplotnom rozdiele medzi vnútornou a vonkajšou atmosférou sa tepelné straty budovy prudko zvýšia.

teda zvoliť kotol podľa priemerného výpočtu ceny tepelnej energie to nestojí - nemusí sa vyrovnať so silnými mrazmi.

Bude racionálne zvýšiť požadovanú kapacitu kotlového zariadenia o 20%:

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

Na výpočet požadovaného výkonu druhého okruhu kotla, vykurovacej vody na umývanie riadu, kúpania atď. Je potrebné vydeliť mesačnú spotrebu tepla „stokových“ tepelných strát počtom dní v mesiaci a 24 hodinami:

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

Podľa výsledkov výpočtu je optimálny výkon kotla pre príklad chaty 15,86 kW pre vykurovací okruh a 0,68 kW pre vykurovací okruh.

Výber radiátorov

tradične, výkon vykurovacieho telesa Odporúča sa zvoliť oblasť vykurovanej miestnosti s 15 až 20% nadhodnotením požiadaviek na energiu.

Ako príklad uvážime, ako správny je spôsob výberu radiátora „plocha 10 m2 - 1,2 kW“.

Tepelný výkon vykurovacích telies závisí od spôsobu ich pripojenia, čo je potrebné zohľadniť pri výpočte vykurovacieho systému

Počiatočné údaje: rohová miestnosť na prvom poschodí dvojposchodového domu IZHS; vonkajšia stena z dvojradového keramického muriva; šírka miestnosti 3 m, dĺžka 4 m, výška stropu 3 m.

Podľa zjednodušenej schémy výberu sa navrhuje vypočítať plochu miestnosti, zvážime:

3 (šírka) · 4 (dĺžka) = 12 m²

tj požadovaný výkon vykurovacieho radiátora s prémiou 20% je 14,4 kW. Teraz vypočítajme energetické parametre vykurovacieho telesa na základe tepelných strát v miestnosti.

V skutočnosti plocha miestnosti ovplyvňuje stratu tepelnej energie menej ako plocha jej stien, ktoré siahajú po jednej strane budovy (predná strana).

Preto budeme brať do úvahy presne oblasť „uličných“ stien dostupných v miestnosti:

3 (šírka) · 3 (výška) + 4 (dĺžka) · 3 (výška) = 21 m²

Známe oblasti stien, ktoré prenášajú teplo „na ulicu“, vypočítame tepelné straty s rozdielom teploty v miestnosti a na ulici 30^o (v dome +18 ^oC, mimo -12 ^oC) a okamžite v kilowatthodinách:

0,91 · 21 · 30: ​​1 000 = 0,57 kW,

Kde: 0,91 - tepelný odpor m2 stien miestnosti obrátených k „ulici“; 21 - oblasť „uličných“ stien; 30 - teplotný rozdiel vo vnútri a mimo domu; 1000 je počet wattov na kilowatt.

Podľa stavebných noriem sú vykurovacie zariadenia umiestnené na miestach s maximálnymi tepelnými stratami. Napríklad, radiátory sú inštalované pod oknami, horúcimi pištoľami - nad vchodom do domu. V rohových miestnostiach sú batérie inštalované na matných stenách, ktoré sú vystavené maximálnemu vetra.

Ukazuje sa, že kompenzovať tepelné straty fasádnymi stenami tohto dizajnu pri 30 ° C^o teplotný rozdiel v dome a na ulici je dostatočné na vykurovanie s kapacitou 0,57 kWh. Požadovaný výkon zvyšujeme o 20, dokonca o 30% - dostávame 0,74 kWh.

Skutočná energetická náročnosť vykurovania tak môže byť výrazne nižšia ako schéma obchodovania „1,2 kW na meter štvorcový podlahovej plochy“.

Okrem toho správny výpočet požadovaného výkonu vykurovacích telies zníži objem chladiace médium vo vykurovacom systéme, čo zníži zaťaženie kotla a náklady na palivo.

Závery a užitočné video na túto tému

Tam, kde teplo prúdi z domu - video poskytuje odpovede:

Vo videu sa zvažuje postup na výpočet tepelných strát domu cez plášť budovy.Po znalosti tepelných strát bude možné presne vypočítať výkon vykurovacieho systému:

Podrobné video o princípoch výberu energetických charakteristík vykurovacieho kotla nájdete nižšie:

Výroba tepla ročne stúpa - ceny pohonných hmôt rastú. A teplo stále nestačí. Nemusíte byť ľahostajní k energetickej spotrebe chaty - je to úplne nerentabilné.

Na jednej strane každá nová vykurovacia sezóna stojí majiteľa domu drahšie. Na druhej strane stojí izolácia stien, základov a prímestských striech dobré peniaze. Čím menej tepla však opúšťa budovu, tým lacnejšie bude vykurovať..

V zimných mesiacoch je hlavnou úlohou vykurovacieho systému udržiavanie tepla v priestoroch domu. Výber výkonu vykurovacieho kotla závisí od stavu domu a od kvality izolácie jeho obvodových konštrukcií. Princíp „kilowattov na 10 štvorcových plôch“ funguje v chate s priemerným stavom fasád, striech a základov.

Vypočítali ste nezávisle vykurovací systém pre váš domov? Alebo ste si všimli nesúlad vo výpočtoch uvedených v článku? Podeľte sa o svoje praktické skúsenosti alebo objem teoretických vedomostí zanechaním komentára v bloku podľa tohto článku.