Beräkning av värmesystemet i ett privat hus: regler och exempel på beräkning

Att värma ett privat hus är ett nödvändigt inslag i bekväma bostäder. Håller med om att arrangemanget för värmekomplexet bör närmas noggrant, som misstag är dyra. Men du har aldrig gjort sådana beräkningar och vet inte hur du ska utföra dem korrekt?

Vi hjälper dig - i vår artikel kommer vi att överväga i detalj hur beräkningen av värmesystemet i ett privat hus görs för att effektivt kompensera för värmeförlust under vintermånaderna.

Vi ger specifika exempel, kompletterar materialet i artikeln med visuella foton och användbara videotips, samt relevanta tabeller med indikatorer och koefficienter som är nödvändiga för beräkningar.

Värme förlust av ett privat hus

Byggnaden förlorar värmen på grund av skillnaden i lufttemperatur i och utanför huset. Värmeförlusten är högre, desto mer betydande är byggnadens kuvert (fönster, tak, väggar, fundament).

också värmeförlust anslutna till materialen i de slutna strukturerna och deras storlekar. Exempelvis är värmeförlusten för tunna väggar större än tjock.

effektiv värmeberäkning för ett privat hus måste ta hänsyn till material som används i konstruktionen av byggnads kuvert.

Till exempel, med samma tjocklek på en vägg av trä och tegel, utförs värme med olika intensiteter - värmeförlust genom träkonstruktioner är långsammare. Vissa material låter värmen passera bättre (metall, tegel, betong), andra sämre (trä, mineralull, polystyrenskum).

Atmosfären i ett bostadshus är indirekt relaterat till den yttre luftmiljön. Väggar, öppningar av fönster och dörrar, tak och fundament på vintern överför värme från huset till utsidan, som ger tillbaka kyla. De står för 70-90% av stugans totala värmeförlust.

Väggar, tak, fönster och dörrar - allt släpper ut värmen på vintern. Den termiska avbildaren visar tydligt värmeläckage

En konstant läcka av termisk energi under uppvärmningssäsongen inträffar också genom ventilation och avlopp.

Vid beräkning av värmeförlusten för en enskild bostadsbyggnad tas dessa data vanligtvis inte med i beräkningen. Men införandet av värmeförluster genom avlopp och ventilationssystem i den allmänna värmeberäkningen av huset är fortfarande rätt beslut.

Betydligt arrangerat värmeisoleringssystem kan minska värmeläckage som passerar genom byggnadskonstruktioner, dörr / fönsteröppningar avsevärt

Det är omöjligt att beräkna den autonoma värmekretsen i ett hus på landet utan att utvärdera värmeförlusten för dess inneslutna strukturer. Mer exakt kommer det inte att fungera bestämma pannans effekttillräckligt för att värma stugan i de svåraste frostarna.

Analys av den faktiska förbrukningen av termisk energi genom väggarna gör att du kan jämföra kostnaderna för pannutrustning och bränsle med kostnaderna för värmeisolering av väggar.

Ju ju mer energieffektivt huset, dvs ju mindre värme den förlorar under vintermånaderna, desto lägre kostar det att skaffa bränsle.

För en behörig beräkning av värmesystemet behöver du värmeledningskoefficient vanliga byggnadsmaterial.

Tabellen över värden för koefficienten för värmeledningsförmåga för olika byggnadsmaterial, oftast används vid konstruktion av

Beräkning av värmeförlust genom väggar

Med hjälp av den villkorade två våningar som stuga som exempel beräknar vi värmeförlusten genom dess väggkonstruktioner.

Källdata:

• fyrkantig "låda" med 12 m breda och 7 m främre väggar;
• inom väggarna i 16 öppningar, varje 2,5 meters yta²;
• material i främre väggar - fyllda keramiska tegelstenar;
• väggtjocklek - 2 tegelstenar.

Därefter kommer vi att beräkna den grupp indikatorer från vilka det totala värdet på värmeförlust genom väggarna läggs till.

Värmeöverföringsmotstånd

För att ta reda på värmeöverföringsmotståndet för en fasadvägg, är det nödvändigt att dela väggmaterialets tjocklek med dess värmeledningsförmågan.

För ett antal konstruktionsmaterial presenteras data om koefficienten för värmeledningsförmåga på bilderna ovan och nedan.

För exakta beräkningar krävs den termiska konduktivitetskoefficienten som anges i tabellen över värmeisolerande material som används i konstruktionen.

Vår villkorade vägg är byggd av massiv keramisk tegel, vars värmeledningsförmåga är 0,56 W / m^omC. Dess tjocklek, med hänsyn till murverket på det centrala distributionscentret, är 0,51 m. Genom att dela väggtjockleken med en värmeledningskoefficient för tegelsten får vi väggvärmeöverföringsmotståndet:

0,51: 0,56 = 0,91 W / m^{2 × o}C

Vi rundar resultatet av uppdelningen till två decimaler; det finns inget behov av mer exakta data om värmeöverföringsmotstånd.

Yttre väggområde

Eftersom en fyrkantig byggnad valdes som ett exempel bestäms dess väggar area genom att multiplicera bredden med höjden på en vägg, sedan med antalet ytterväggar:

12 · 7 · 4 = 336 m²

Så vi känner till frontväggarna. Men hur är det med öppningar av fönster och dörrar, tillsammans 40 m2 (2,5 · 16 = 40 m)²) på främre väggen, ska de beaktas?

Faktum är att korrekt beräkna autonom uppvärmning i ett trähus exklusive värmeöverföringsmotstånd för fönster- och dörrkonstruktioner.

Termisk konduktivitetskoefficient för värmeisolerande material som används för isolering av bärande väggar

Om det är nödvändigt att beräkna värmeförlusten i en stor byggnad eller ett varmt hus (energieffektivt) - ja, med hänsyn till värmeöverföringskoefficienterna för fönsterramar och ingångsdörrar kommer att vara korrekta i beräkningen.

Men för lågbyggnad IZHS byggda av traditionella material kan dörr- och fönsteröppningar försummas. dvs Ta inte bort deras område från frontväggarnas totala yta.

Vanlig väggförlust

Vi hittar väggens värmeförlust från dess en kvadratmeter när temperaturskillnaden mellan luften inuti och utanför huset är en grad.

För att göra detta, dela enheten med väggens värmeöverföringsmotstånd, beräknat tidigare:

1: 0,91 = 1,09 W / m²·^omC

Genom att känna till värmeförlusten per kvadratmeter av ytterväggens omkrets kan du bestämma värmeförlusten vid vissa gatttemperaturer.

Om till exempel temperaturen i stugan är +20 ^omC, och på gatan -17 ^omC, temperaturskillnaden kommer att vara 20 + 17 = 37 ^omC. I denna situation kommer den totala värmeförlusten på väggarna i vårt villkorade hem att vara:

0,91 · 336 · 37 = 11313 W,

Var: 0,91 - värmeöverföringsmotstånd per kvadratmeter av väggen; 336 - yta av främre väggar; 37 - temperaturskillnad mellan inomhus- och utomhusatmosfär.

Termisk konduktivitetskoefficient för värmeisolerande material som används för golv / väggisolering, för torrt golvbeläggning och vägginriktning

Vi beräknar den resulterande värmeförlusten i kilowattimmar, de är mer praktiska för uppfattning och efterföljande beräkningar av värmesystemets effekt.

Väggförlust i kilowattimmar

Först, ta reda på hur mycket termisk energi som går igenom väggarna på en timme med en temperaturskillnad på 37 ^omS.

Vi påminner dig om att beräkningen utförs för ett hus med strukturella egenskaper, villkorligt utvalda för demonstration och demonstrationsberäkningar:

113131: 1000 = 11.313 kWh,

Var: 11313 - mängden värmeförlust som erhållits tidigare; 1 - timme; 1000 är antalet watt per kilowatt.

Termisk konduktivitetskoefficient för byggnadsmaterial som används för isolering av väggar och golv

För att beräkna värmeförlusten per dag multipliceras den erhållna värmeförlusten per timme med 24 timmar:

11,31324 = 271,512 kWh

För tydlighetens skull ser vi ut förlusten av värmeenergi under hela värmesäsongen:

7 · 30 · 271,512 = 57017,52 kWh,

Var: 7 - antalet månader under uppvärmningssäsongen; 30 - antalet dagar i en månad; 271,512 - daglig värmeförlust av väggarna.

Så den uppskattade värmeförlusten i huset med ovanstående egenskaper hos byggnadshöljet kommer att uppgå till 57017,52 kWh under sju månader av värmesäsongen.

Med hänsyn till effekterna av privathusventilation

Som ett exempel kommer vi att beräkna ventilationsvärmeförlusten under uppvärmningssäsongen för en villkorad stuga med kvadratisk form, med en vägg på 12 meter bred och 7 meter hög.

Exklusive möbler och innerväggar kommer den inre volymen av atmosfären i denna byggnad att vara:

12 · 12 · 7 = 1008 m³

Vid lufttemperatur +20 ^omC (norm under uppvärmningssäsongen) densitet är 1.2047 kg / m³och den specifika värmen är 1,005 kJ / (kg^omC).

Vi beräknar atmosfären i huset:

10081,2047 = 1214,34 kg,

Var: 1008 - volymen på hematmosfären; 1.2047 - lufttäthet vid t +20 ^omC.

En tabell med värdet på koefficienten för värmeledningsförmåga för material som kan krävas för exakta beräkningar

Anta att en femfaldig förändring av luftvolym i husets lokaler. Observera att det exakta krav på leveransvolym frisk luft beror på antalet boende i stugan.

Med en genomsnittlig temperaturskillnad mellan huset och gatan under uppvärmningssäsongen, lika med 27 ^omC (20 ^omC hem, -7 ^omMed den yttre atmosfären) per dag för uppvärmning av tillförsel av kall luft behöver du termisk energi:

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

Var: 5 - antalet luftförändringar i lokalerna; 27 - temperaturskillnad mellan inomhus- och utomhusatmosfär; 1214.34 - lufttäthet vid t +20 ^omC; 1.005 - specifik luftvärme.

Vi omvandlar kilojoules till kilowattimmar och delar värdet med antalet kilojoules på en kilowattimmar (3600):

164755,58: 3600 = 45,76 kWh

Efter att ha tagit reda på kostnaden för värmeenergi för uppvärmning av luften i huset under dess femfaldiga byte genom tilluftsventilationen, kan vi beräkna värmeförlusten "luft" för den sju månaders uppvärmningssäsongen:

7 · 30 · 45,76 = 9609,6 kWh,

Var: 7 - antalet "uppvärmda" månader; 30 - det genomsnittliga antalet dagar i en månad; 45,76 - dagliga värmeenergikostnader för uppvärmning av tilluften.

Ventilation (infiltration) energiförbrukning är oundviklig, eftersom luftförnyelse i stugan är avgörande.

Uppvärmningsbehovet för den utbytbara luftatmosfären i huset måste beräknas, summeras med värmeförluster genom bygghöljet och beaktas vid val av värmepanna. Det finns en annan typ av värmeenergiförbrukning, den senare - avloppsvattenförlust.

Energikostnader för varmvattenberedning

Om under de varmare månaderna kallt vatten rinner från kranen till stugan, är det under uppvärmningssäsongen iskallt, med en temperatur som inte överstiger +5 ^omC. Att bada, tvätta diskar och tvätta är inte möjligt utan att värma upp vattnet.

Vattnet som dras in i toalettskålen kommer i kontakt med hematmosfären genom väggarna och tar lite värme. Vad händer med vatten som värms upp genom att bränna icke-fritt bränsle och spenderas till hushållens behov? Det hälls i avloppet.

En dubbelkretspanna med en indirekt värmepanna, som används både för att värma kylvätskan och för att tillföra varmt vatten till den krets som är konstruerad för den

Låt oss titta på ett exempel. En familj på tre, antar att spendera 17 m³ vatten varje månad. 1000 kg / m³ - vattentätheten och 4,183 kJ / kg^omC är dess specifika värme.

Medeltemperaturen för uppvärmningsvatten avsedd för hushållens behov, låt det vara +40 ^omC. Följaktligen skillnaden i medeltemperatur mellan kallt vatten som kommer in i huset (+5 ^omC) och värms upp i en panna (+30 ^omC) det visar sig 25 ^omS.

För att beräkna avloppsvatten förlorar vi:

17 · 1000 · 25 · 4.183 = 1777775 kJ,

Var: 17 - månatlig vattenförbrukning; 1000 är densiteten för vatten; 25 - temperaturskillnad mellan kallt och uppvärmt vatten; 4 183 - specifik värme av vatten;

För att konvertera kilojoules till mer begripliga kilowattimmar:

1777775: 3600 = 493,82 kWh

Under en sju-månadersperiod under uppvärmningssäsongen går värmeenergi i avloppet i mängden:

493,827 = 3456,74 kWh

Förbrukningen av värmeenergi för uppvärmning av vatten för hygienbehov är liten i jämförelse med värmeförlust genom väggar och ventilation. Men detta är också energiförbrukning, att ladda pannan eller pannan och orsaka bränsleförbrukning.

Beräkning av pannans effekt

Pannan i värmesystemet är utformad för att kompensera för byggnadens värmeförlust. Och också, i fallet med dubbla kretssystem eller vid utrustning av pannan med en indirekt värmepanna, för att värma vatten för hygieniska behov.

Genom att beräkna den dagliga värmeförlusten och konsumtionen av varmt vatten ”för avloppsvatten” är det möjligt att exakt bestämma den nödvändiga pannkapaciteten för en stuga i ett visst område och egenskaperna för de inneslutna strukturerna.

En enkretsspanna producerar endast värmemedium för värmesystemet

För att bestämma värmepannans kraft är det nödvändigt att beräkna kostnaden för värmeenergi i huset genom fasadväggarna och uppvärmningen av den utbytbara luftatmosfären i interiören.

Uppgifter om värmeförlust i kilowattimmar per dag krävs - för ett villkorat hus, beräknat som exempel, är detta:

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

Var: 271,512 - daglig värmeförlust av ytterväggar; 45,76 - daglig värmeförlust för uppvärmning av tilluften.

Följaktligen är den nödvändiga värmekapaciteten för pannan:

317.272: 24 (timmar) = 13,22 kW

En sådan panna kommer dock att vara under ständigt hög belastning, vilket minskar dess livslängd. Och på särskilt frostiga dagar kommer inte pannans nominella kapacitet att räcka, eftersom med en hög temperaturskillnad mellan inomhus- och utomhusmiljöer kommer byggnadens värmeförlust att öka kraftigt.

därför välj en panna enligt en genomsnittlig beräkning av kostnaden för termisk energi är inte värt det - det kanske inte klarar svår frost.

Det kommer att vara rationellt att öka den nödvändiga kapaciteten för pannutrustning med 20%:

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

För att beräkna den erforderliga kraften för den andra kretsen i pannan, värmevatten för tvätt av disk, bad etc. är det nödvändigt att dela upp den månatliga värmeförbrukningen för "avlopp" värmeförluster med antalet dagar i månaden och med 24 timmar:

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

Enligt beräkningsresultaten är den optimala pannkraften för stugexemplet 15,86 kW för värmekretsen och 0,68 kW för värmekretsen.

Valet av radiatorer

traditionellt, värme radiator effekt Vi rekommenderar att du väljer området för det uppvärmda rummet, med 15-20% överskattning av effektbehov, för fall.

Låt oss som exempel överväga hur korrekt metoden att välja radiator är "10 m2 yta - 1,2 kW".

Kylarens värmeeffekt beror på hur de är anslutna, vilket måste beaktas vid beräkning av värmesystemet

Inledande data: hörnrum på den första nivån i ett tvåvåningshus IZHS; yttervägg av murverk av keramiskt tegel i dubbel rad; rumsbredd 3 m, längd 4 m, takhöjd 3 m.

Enligt det förenklade urvalssystemet föreslås det att beräkna rumets yta, vi överväger:

3 (bredd) · 4 (längd) = 12 m²

dvs den erforderliga kraften hos värmeelementet med 20% premium är 14,4 kW. Låt oss nu beräkna effektparametrarna för värmestrålaren baserat på värmeförlusten i rummet.

I själva verket påverkar rumets yta förlusten av värmeenergi mindre än dess väggar som sträcker sig på ena sidan av byggnaden (framsidan).

Därför kommer vi att överväga exakt det område med "gata" -väggar som finns i rummet:

3 (bredd) · 3 (höjd) + 4 (längd) · 3 (höjd) = 21 m²

Genom att känna till det väggar som överför värme "till gatan" beräknar vi värmeförlusten med en skillnad i rums- och gatttemperatur på 30^om (i huset +18 ^omC, utanför -12 ^omC) och omedelbart i kilowattimmar:

0,91 · 21 · 30: ​​1000 = 0,57 kW,

Där: 0,91 - värmeöverföringsmotstånd m2 rumsväggar som vetter mot "gatan"; 21 - området med "gata" -väggar; 30 - temperaturskillnad i och utanför huset; 1000 är antalet watt per kilowatt.

Enligt byggnadsstandarder finns värmeapparater placerade på platser med maximal värmeförlust. Till exempel är radiatorer installerade under fönsteröppningarna, värmepistoler - ovanför ingången till huset. I hörnrum installeras batterier på tråkiga väggar som utsätts för maximal vind.

Det visar sig att för att kompensera för värmeförlust genom fasadväggarna i denna design, vid 30^om temperaturskillnaden i huset och på gatan är tillräckligt med uppvärmning med en kapacitet på 0,57 kWh. Vi ökar den erforderliga effekten med 20, även med 30% - vi får 0,74 kWh.

Således kan de verkliga kraven på uppvärmning vara betydligt lägre än handelssystemet ”1,2 kW per kvadratmeter golvyta”.

Vidare kommer den korrekta beräkningen av den erforderliga kraften hos värme radiatorer att minska volymen kylvätska i värmesystemet, vilket minskar belastningen på pannan och bränslekostnaderna.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Där värmen går hemifrån - videon ger svaren:

I videon beaktas förfarandet för att beräkna värmeförlusten i ett hus genom byggnadens kuvert.Genom att känna till värmeförlusten kommer det att vara möjligt att exakt beräkna kraften i värmesystemet:

För en detaljerad video om principerna för att välja effektegenskaper för en värmepanna, se nedan:

Värmeproduktionen stiger årligen - bränslepriserna stiger. Och värmen räcker ständigt inte. Du kan inte vara likgiltig till stugans energiförbrukning - det är helt olönsamt.

Å ena sidan kostar varje ny uppvärmningssäsong husägaren mer och dyrare. Å andra sidan kostar isolering av väggar, fundament och tak i förorterna bra pengar. Ju mindre värme som lämnar byggnaden, desto billigare blir det att värma det..

Bevarandet av värme i husets lokaler är värmesystemets huvuduppgift under vintermånaderna. Valet av kraft för värmepannan beror på husets skick och på kvaliteten på isoleringen av dess inneslutna strukturer. Principen om ”kilowatt per 10 kvadratmeter” fungerar i en stuga med ett genomsnittligt tillstånd av fasader, tak och fundament.

Har du självständigt beräknat ett värmesystem för ditt hem? Eller märkte du ett missförhållande i beräkningarna i artikeln? Dela din praktiska erfarenhet eller mängden teoretisk kunskap genom att lämna en kommentar i blocket under denna artikel.