Tiêu thụ khí trung bình để sưởi ấm một ngôi nhà là 150 mét vuông: một ví dụ về tính toán và tổng quan về các công thức kỹ thuật nhiệt

Tài trợ cho mùa sưởi ấm là một phần đáng kể trong ngân sách dành cho bảo trì nhà ở. Biết giá và mức tiêu thụ gas trung bình để sưởi ấm một ngôi nhà 150 m², bạn có thể xác định chính xác chi phí sưởi ấm cơ sở. Những tính toán này dễ dàng tự thực hiện mà không phải trả tiền cho các dịch vụ của các kỹ sư nhiệt.

Bạn sẽ tìm hiểu tất cả về các tiêu chuẩn và phương pháp tiêu thụ khí để tính toán mức tiêu thụ khí từ bài viết của chúng tôi. Chúng ta sẽ nói về bao nhiêu năng lượng cần thiết để bù đắp cho sự mất nhiệt của một ngôi nhà trong mùa nóng. Hãy để cho bạn thấy những công thức nên được sử dụng trong tính toán.

Hệ thống sưởi nhà nông thôn

Khi tính toán tốc độ dòng khí cần thiết để sưởi ấm một ngôi nhà, nhiệm vụ khó khăn nhất sẽ là tính toán tổn thất nhiệt, phải được bù đầy đủ bởi hệ thống sưởi ấm trong quá trình hoạt động.

Tổ hợp mất nhiệt phụ thuộc vào khí hậu, đặc điểm thiết kế của tòa nhà, vật liệu được sử dụng và các thông số vận hành hệ thống thông gió.

Tính toán nhiệt bù

Hệ thống sưởi ấm của bất kỳ tòa nhà nào sẽ bù đắp cho sự mất nhiệt của nó Q (W) trong thời kỳ lạnh. Chúng xảy ra vì hai lý do:

1. truyền nhiệt qua chu vi của ngôi nhà;
2. mất nhiệt do không khí lạnh đi qua hệ thống thông gió.

Chính thức, mất nhiệt qua tường và mái nhà Q_tp có thể được tính bằng công thức sau:

Q_tp = S * dT / R,

trong đó:

• S - diện tích bề mặt (m²);
• dT - chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài trời (° C);
• R - một chỉ số về khả năng chống truyền nhiệt của vật liệu (m² * ° C / W).

Chỉ số cuối cùng (còn được gọi là hệ số điện trở nhiệt độ) có thể được lấy từ các bảng gắn liền với vật liệu xây dựng hoặc sản phẩm.

Loại cửa sổ kính hai lớp phụ thuộc đáng kể vào chỉ số mất nhiệt ở nhà. Giá cao của các cửa sổ cách nhiệt sẽ được chứng minh do tiết kiệm nhiên liệu

Một ví dụ. Để bức tường bên ngoài của căn phòng có diện tích 12 m²trong đó 2 m² mất một cửa sổ.

Các chỉ số về khả năng chống truyền nhiệt như sau:

• Khối bê tông khí D400: R = 3.5.
• Cửa sổ kính hai lớp có buồng đôi với argon 4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I ": R = 0.75.

Trong trường hợp này, ở nhiệt độ phòng, + 22 ° C, và ngoài trời - Nâng cấp 30 ° C, sự mất nhiệt của bức tường bên ngoài của căn phòng sẽ là:

• Q_tp (tường) = 10 * (22 - (- 30)) / 3.5 = 149 W:
• Q_tp (cửa sổ) = 2 * (22 - (- 30)) / 0,75 = 139 W:
• Q_tp = Q_tp (tường) + Q_tp (cửa sổ) = 288 watt.

Tính toán này cho kết quả chính xác nếu không có trao đổi không khí không kiểm soát (xâm nhập).

Nó có thể xảy ra trong các trường hợp sau:

• Sự hiện diện của các khuyết tật cấu trúc, chẳng hạn như lắp lỏng các khung cửa sổ vào tường hoặc bong tróc vật liệu cách nhiệt. Họ phải được loại bỏ.
• Lão hóa của tòa nhà, là kết quả của việc chip, vết nứt hoặc lỗ rỗng hình thành trong khối xây. Trong trường hợp này, cần phải đưa ra các yếu tố hiệu chỉnh trong chỉ số về khả năng chịu nhiệt của vật liệu.

Theo cách tương tự, cần xác định tổn thất nhiệt qua mái nhà, nếu đối tượng nằm ở tầng trên cùng. Thông qua sàn nhà, bất kỳ sự mất mát năng lượng đáng kể nào chỉ xảy ra nếu có một tầng hầm không bị phá hủy, chẳng hạn như nhà để xe. Nhiệt khó rời khỏi trái đất.

Để tính toán khả năng truyền nhiệt của vật liệu đa lớp, cần phải tóm tắt hiệu suất của các lớp riêng lẻ. Thông thường, chỉ có các vật liệu không dẫn điện nhất được thực hiện để tính toán.

Hãy xem xét lý do thứ hai cho việc mất nhiệt - sự thông thoáng của tòa nhà. Tiêu thụ năng lượng để sưởi ấm không khí cung cấp (Q_trong) có thể được tính theo công thức:

Q_trong = L * q * c * dTtrong đó:

• L - tiêu thụ không khí (m³ / h);
• q - mật độ không khí (kg / m³);
• c - nhiệt dung riêng của không khí đến (kJ / kg * ° C);
• dT - chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài trời (° C).

Nhiệt dung riêng của không khí trong phạm vi nhiệt độ mà chúng tôi quan tâm [HP50 .. +30 ° С] bằng 1,01 kJ / kg * ° С hoặc theo kích thước yêu cầu: 0,28 W * h / kg * ° С. Mật độ không khí phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất, nhưng để tính toán, bạn có thể lấy giá trị 1,3 kg / m³.

Một ví dụ. Đối với phòng 12 m² với cùng mức chênh lệch nhiệt độ như trong ví dụ trước, tổn thất nhiệt do công việc thông gió sẽ là:

Q_trong = (12 * 3) * 1.3 * 0.28 * (22 - (- 30)) = 681 W.

Nhà thiết kế lấy luồng không khí theo SNiP 41-01-2003 (trong ví dụ 3 m của chúng tôi³ / h ở 1 m² diện tích phòng khách), nhưng giá trị này có thể được giảm đáng kể bởi chủ sở hữu của tòa nhà.

Tổng tổn thất nhiệt của phòng mẫu là:

Q = Q_tp + Q_trong = 969 watt

Để tính toán tổn thất nhiệt mỗi ngày, tuần hoặc tháng, bạn cần biết nhiệt độ trung bình cho các khoảng thời gian này.

Từ các công thức trên, rõ ràng việc tính toán thể tích khí tiêu thụ trong một khoảng thời gian ngắn và cho toàn bộ mùa lạnh phải được thực hiện có tính đến khí hậu của khu vực có vật thể nóng. Do đó, chỉ có thể sử dụng các giải pháp tiêu chuẩn đã được chứng minh tốt cho các điều kiện môi trường tương tự.

Để xác định các thông số khí hậu tương tự, bạn có thể sử dụng bản đồ nhiệt độ trung bình hàng tháng vào mùa đông. Chúng có thể dễ dàng tìm thấy trên Internet.

Với hình dạng phức tạp của ngôi nhà và sự đa dạng của vật liệu được sử dụng trong xây dựng và cách nhiệt, bạn có thể sử dụng dịch vụ của các chuyên gia để tính toán lượng nhiệt cần thiết.

Cách giảm thiểu thất thoát nhiệt

Chi phí sưởi ấm một ngôi nhà là một phần đáng kể của chi phí bảo trì. Do đó, thật hợp lý khi thực hiện một số loại công việc nhằm giảm mất nhiệt trần cách nhiệtcác bức tường của ngôi nhà sàn cách nhiệt và các thiết kế liên quan.

Ứng dụng đề án cách nhiệt bên ngoài và bên trong ngôi nhà có thể làm giảm đáng kể con số này. Điều này đặc biệt đúng với các tòa nhà cũ với sự hao mòn mạnh mẽ của các bức tường và sàn nhà. Các tấm xốp polystyrene tương tự cho phép không chỉ giảm hoặc loại bỏ hoàn toàn sự đóng băng, mà còn giảm thiểu sự xâm nhập của không khí qua lớp phủ được bảo vệ.

Tiết kiệm đáng kể cũng có thể đạt được nếu các khu vực mùa hè của ngôi nhà, chẳng hạn như hiên hoặc gác mái, không được kết nối với hệ thống sưởi. Trong trường hợp này, sẽ có một sự giảm đáng kể về chu vi của phần nóng của ngôi nhà.

Chỉ sử dụng sàn gác mái vào mùa hè giúp tiết kiệm đáng kể chi phí sưởi ấm ngôi nhà vào mùa đông. Tuy nhiên, trong trường hợp này, trần của tầng trên nên được cách nhiệt tốt

Nếu bạn tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn thông gió của cơ sở, được quy định trong SNiP 41-01-2003, thì tổn thất nhiệt từ trao đổi không khí sẽ cao hơn so với đóng băng các bức tường và mái của tòa nhà. Các quy tắc này là bắt buộc đối với các nhà thiết kế và bất kỳ pháp nhân nào nếu cơ sở được sử dụng để sản xuất hoặc cung cấp dịch vụ. Tuy nhiên, cư dân của ngôi nhà có thể, theo quyết định của họ, giảm các giá trị được chỉ ra trong tài liệu.

Ngoài ra, các bộ trao đổi nhiệt có thể được sử dụng để làm nóng không khí lạnh từ đường phố, thay vì các thiết bị tiêu thụ điện hoặc gas. Vì vậy, một bộ trao đổi nhiệt dạng tấm thông thường có thể tiết kiệm hơn một nửa năng lượng và một thiết bị phức tạp hơn với chất làm mát có thể tiết kiệm khoảng 75%.

Tính toán thể tích khí cần thiết

Khí dễ cháy phải bù nhiệt. Đối với điều này, ngoài việc mất nhiệt ở nhà, cần phải biết lượng năng lượng được giải phóng trong quá trình đốt cháy, điều này phụ thuộc vào hiệu suất của lò hơi và giá trị nhiệt lượng của hỗn hợp.

Quy tắc lựa chọn nồi hơi

Việc lựa chọn máy sưởi phải được thực hiện có tính đến sự mất nhiệt ở nhà. Nó phải đủ cho giai đoạn khi đạt được nhiệt độ tối thiểu hàng năm. Trong hộ chiếu hoặc nồi hơi treo tường thông số nhiệt điện danh nghĩa của thành phố, được đo bằng kW cho các thiết bị gia dụng, chịu trách nhiệm cho việc này.

Do bất kỳ cấu trúc nào có quán tính nhiệt, để tính toán công suất lò hơi cần thiết cho nhiệt độ tối thiểu, chỉ báo về thời gian năm ngày lạnh nhất thường được thực hiện. Đối với một khu vực cụ thể, nó có thể được tìm thấy trong các tổ chức liên quan đến việc thu thập và xử lý thông tin thời tiết hoặc từ bảng 1. SNiP 23-01-99 (cột số 4).

Một đoạn của bảng 1 từ SNiP 23-01-99. Sử dụng nó, bạn có thể nhận được dữ liệu cần thiết về khí hậu của khu vực có vật thể nóng

Nếu công suất lò hơi vượt quá chỉ số đủ để sưởi ấm phòng, thì điều này không dẫn đến sự gia tăng tiêu thụ khí. Trong trường hợp này, thời gian ngừng hoạt động của thiết bị sẽ lâu hơn.

Đôi khi có một lý do để chọn một nồi hơi có công suất thấp hơn một chút. Các thiết bị như vậy có thể rẻ hơn nhiều khi mua và vận hành. Tuy nhiên, trong trường hợp này, cần phải có một nguồn nhiệt dự phòng (ví dụ, lò sưởi có máy phát khí), có thể được sử dụng trong sương muối nghiêm trọng.

Chỉ số chính về hiệu quả và hiệu quả của lò hơi là hiệu quả. Đối với thiết bị gia dụng hiện đại, nó dao động từ 88 đến 95%. Hiệu quả được đăng ký trong hộ chiếu của thiết bị và nó được sử dụng để tính toán mức tiêu thụ gas.

Công thức giải phóng nhiệt

Để tính toán chính xác mức tiêu thụ khí đốt tự nhiên hoặc hóa lỏng để sưởi ấm một ngôi nhà có diện tích khoảng 150 m² bạn cần biết một chỉ số khác - giá trị nhiệt lượng (nhiệt dung riêng của quá trình đốt cháy) của nhiên liệu được cung cấp. Theo hệ thống SI, nó được đo bằng J / kg đối với khí hóa lỏng hoặc J / m³ cho tự nhiên.

Bình chứa khí (bể chứa khí hóa lỏng) được đặc trưng bằng lít. Để tìm hiểu bao nhiêu nhiên liệu sẽ nhập vào nó trong kilogam, bạn có thể áp dụng tỷ lệ 0,54 kg / 1 l

Có hai giá trị của chỉ số này - giá trị nhiệt lượng thấp hơn (H_tôi) và cao hơn (H_h). Nó phụ thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ của nhiên liệu. Khi tính toán hãy lấy chỉ số H_tôi - Bạn cần tìm ra nó từ nhà cung cấp gas.

Nếu không có thông tin đó, thì trong các tính toán, bạn có thể lấy các giá trị sau:

• cho khí tự nhiên H_tôi = 33,5 mJ / m³;
• cho khí hóa lỏng H_tôi = 45,2 mJ / kg.

Cho rằng 1 mJ = 278 W * h, chúng ta thu được các giá trị nhiệt lượng sau:

• cho khí tự nhiên H_tôi = 9,3 kw * h / m³;
• cho khí hóa lỏng H_tôi = 12,6 kw * h / kg.

Khối lượng khí tiêu thụ trong một khoảng thời gian nhất định V (m³ hoặc kg) có thể được tính bằng công thức sau:

V = Q * E / (H_tôi * K)trong đó:

• Q - tổn thất nhiệt của tòa nhà (kW);
• E - thời gian của thời gian gia nhiệt (h);
• H_tôi - giá trị nhiệt lượng tối thiểu của khí (kW * h / m³);
• K - Hiệu suất lò hơi.

Đối với khí hóa lỏng, kích thước H_tôi bằng kW * h / kg.

Ví dụ về tính toán mức tiêu thụ gas

Ví dụ, lấy một ngôi nhà hai tầng bằng gỗ đúc sẵn điển hình. Vùng - Lãnh thổ Altai, Barnaul.

Kích thước của ngôi nhà là 10 x 8,5 m. Độ dốc của mái đầu hồi là 30 °. Dự án này được đặc trưng bởi một gác mái ấm áp, một khu vực kính tương đối rộng, không có tầng hầm và các phần nhô ra của ngôi nhà

Bước 1 Chúng tôi tính toán các thông số chính của ngôi nhà để tính toán tổn thất nhiệt:

• Paul Trong trường hợp không có tầng hầm thanh trừng, tổn thất qua sàn và móng có thể bị bỏ qua.
• Các cửa sổ. Cửa sổ hai lớp hai buồng "4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I": R_o = 0,75. Khu vực kính S_o = 40 m².
• Những bức tường. Diện tích của bức tường dọc (bên) là 10 * 3,5 = 35 m². Diện tích của bức tường ngang (phía trước) là 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 m². Như vậy, tổng chu vi của tòa nhà là 150 m²và có tính đến kính, giá trị mong muốn S_s = 150 - 40 = 110 m².
• Những bức tường. Các vật liệu cách nhiệt chính là chùm keo, dày 200 mm (R_b = 1,27) và cách điện bazan, dày 150 mm (R_bạn = 3,95). Tổng trở nhiệt truyền cho tường R_s = R_b + R_bạn = 5.22.
• Mái nhà. Hâm nóng hoàn toàn lặp lại hình dạng của mái nhà. Diện tích mái không có phần nhô ra S_k = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Mái nhà. Các vật liệu cách nhiệt chính là lót, dày 12,5 mm (R_v = 0,07) và cách điện bazan, dày 200 mm (R_bạn = 5,27). Tổng sức cản truyền nhiệt cho mái nhà R_k = R_v + R_bạn = 5.34.
• Thông gió. Hãy để mức tiêu thụ không khí được tính không theo diện tích của ngôi nhà, nhưng có tính đến các yêu cầu, đảm bảo giá trị ít nhất là 30 m³ mỗi người mỗi giờ. Vì nhà tranh liên tục có 4 người ở nên L = 30 * 4 = 120 m³ / h

Bước. 2. Chúng tôi tính toán công suất lò hơi cần thiết. Nếu thiết bị đã được mua, thì bước này có thể được bỏ qua.

Để tính toán, chúng ta chỉ cần biết hai chỉ số của nồi hơi gas: hiệu suất và công suất định mức. Họ phải được đăng ký trong hộ chiếu thiết bị.

Nhiệt độ của thời gian năm ngày lạnh nhất là nhiệt độ41 ° C ". Chúng tôi sẽ có một nhiệt độ thoải mái như là +24 ° С ". Do đó, chênh lệch nhiệt độ trung bình trong giai đoạn này sẽ là dT = 65 ° C.

Chúng tôi tính toán tổn thất nhiệt:

• thông qua các cửa sổ: Q_o = S_o * dT / R_o = 40 * 65 / 0,75 = 3467 W;
• xuyên qua các bức tường: Q_s = S_s * dT / R_s = 110 * 65 / 5.22 = 1370 W;
• qua mái nhà: Q_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W;
• do thông gió: Q_v = L * q * c * dT = 120 * 1.3 * 0.28 * 65 = 2839 W

Tổng thiệt hại nhiệt của toàn bộ ngôi nhà trong thời gian năm ngày lạnh sẽ là:

Q = Q_o + Q_s + Q_k + Q_v = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 W

Do đó, đối với nhà mẫu này, bạn có thể chọn nồi hơi đốt gas có thông số nhiệt điện tối đa là 10-12 mã lực. Nếu gas cũng được sử dụng để cung cấp nước nóng, bạn sẽ phải sử dụng một thiết bị hiệu quả hơn.

Bước 3 Chúng tôi tính toán thời gian của thời gian gia nhiệt và tổn thất nhiệt trung bình.

Trong mùa lạnh, khi cần sưởi ấm, hãy hiểu mùa có nhiệt độ trung bình hàng ngày dưới 8-10 ° C. Do đó, để tính toán, bạn có thể lấy các cột số 11-12 hoặc cột số 13-14 của Bảng 1 của SNiP 23-01-99.

Sự lựa chọn này được để lại cho các chủ sở hữu của ngôi nhà. Trong trường hợp này, sẽ không có sự khác biệt đáng kể trong mức tiêu thụ nhiên liệu hàng năm. Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi sẽ sống trong một khoảng thời gian có nhiệt độ dưới mức + 10 ° C. Thời hạn của giai đoạn này là 235 ngày hoặc E = 5640 giờ.

Với hệ thống sưởi tập trung, việc bật và tắt nguồn cung cấp chất làm mát được thực hiện theo các tiêu chuẩn đã được thiết lập. Một trong những lợi thế của nhà riêng là ra mắt chế độ sưởi ấm theo yêu cầu của cư dân

Sự mất nhiệt của ngôi nhà đối với nhiệt độ trung bình trong giai đoạn này được tính như ở bước 2, chỉ có tham số dT = 24 - (- 6,7) = 30,7 °. Sau khi thực hiện các tính toán, chúng tôi có được Q = 4192 watt.

Bước 4 Chúng tôi tính toán lượng khí tiêu thụ.

Hãy để hiệu quả lò hơi K = 0,92. Sau đó, thể tích khí tiêu thụ (với các chỉ số trung bình của giá trị nhiệt lượng tối thiểu của hỗn hợp khí) trong thời gian lạnh sẽ là:

• đối với khí tự nhiên: V = Q * E / (H_tôi * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 m³;
• đối với khí hóa lỏng: V = Q * E / (H_tôi * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 kg.

Biết giá gas, bạn có thể tính toán chi phí tài chính của hệ thống sưởi.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Giảm tiêu thụ khí bằng cách loại bỏ các lỗi liên quan đến cách nhiệt nhà. Ví dụ thực tế:

Lưu lượng khí ở đầu ra nhiệt đã biết:

Tất cả các tính toán tổn thất nhiệt chỉ có thể được thực hiện một cách độc lập khi biết được các đặc tính tiết kiệm nhiệt của vật liệu xây dựng ngôi nhà. Nếu tòa nhà đã cũ, thì trước hết cần kiểm tra xem nó có bị đóng băng không và loại bỏ các vấn đề đã xác định.

Sau đó, sử dụng các công thức được trình bày trong bài viết, có thể tính toán lưu lượng khí với độ chính xác cao.

Vui lòng để lại ý kiến ​​trong hộp phản hồi dưới đây. Đăng một bức ảnh về chủ đề của bài viết, đặt câu hỏi về các điểm quan tâm. Chia sẻ thông tin hữu ích có thể hữu ích cho khách truy cập vào trang web của chúng tôi.