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 värmeförluster under vintermånaderna.
Vi ger specifika exempel, lägger till material till artikeln med visuella foton och användbara videotips, samt relevanta tabeller med indikatorer och koefficienter som behövs 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).
Förlusten av värmeenergi är också förknippad med byggnadens hölje och deras storlek. Exempelvis är värmeförlusten för tunna väggar större än tjock.
Bildgalleri
Foto från
Värmesystemet i ett privat hus med två enheter
Alternativ för uppvärmning i ett timmerhus
Luft- och värmeläckage genom fönster och dörrar
Friskluftsventilationssystem
Varmvatten- och värmekretsdiagram
Val av panna efter bränsletyp
Alternativ för läggning av värmekretsar
Alternativ för utomhusvärme
En effektiv beräkning av uppvärmning för ett privat hus tar nödvändigtvis hänsyn till de material som används i konstruktionen av byggnads kuvert.
Till exempel, med en lika 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 relaterad till den yttre luftmiljön. Väggar, öppningar av fönster och dörrar, tak och fundament på vintern överför värme från huset till utsidan, vilket ger kyla i gengäld. 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 bostadskonstruktion 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 reducera värmeläckage som passerar genom byggnadskonstruktioner, dörr / fönsteröppningar avsevärt
Det är omöjligt att beräkna den autonoma värmekretsen för ett hus på landet utan att utvärdera värmeförlusten för dess inneslutna strukturer. Mer exakt kommer det inte att vara möjligt att bestämma värmepannans kapacitet, tillräcklig för att värma stugan i de svåraste frostarna.
Analys av den faktiska förbrukningen av värmeenergi genom väggarna gör att du kan jämföra kostnaderna för pannutrustning och bränsle med kostnaderna för värmeisolering av byggnads kuvert.
Ju ju mer energieffektivt huset, dvs ju mindre värme den förlorar under vintermånaderna, desto lägre blir kostnaderna för att köpa bränsle.
För en kompetent beräkning av värmesystemet krävs värmeledningsförmågan för 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.
Startdata:
- fyrkantig ”låda” med 12 m breda frontväggar och 7 m höga;
- inom väggarna i 16 öppningar, varje 2,5 meters yta2;
- material på främre väggar - keramik av massivt tegel;
- 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 värmekoefficienten som anges i tabellen över värmeisoleringsmaterial som används i konstruktionen.
Vår villkorade vägg är byggd av massiva keramiska tegelstenar, vars värmeledningsförmåga är 0,56 W / mhandla omC. Tjockleken, med hänsyn till murverket på det centrala distributionscentret, är 0,51 m. Genom att dela väggtjockleken med den värmeledningsförmågan hos tegel, får vi väggvärmeöverföringsmotståndet:
0,51: 0,56 = 0,91 W / m2 × oFRÅN
Vi avrundar uppdelningsresultatet till två decimaler; det finns inget behov av mer exakta data om värmeöverföringsmotstånd.
Yttre väggarea
Eftersom den fyrkantiga byggnaden 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, bör de beaktas?
Hur man faktiskt beräknar autonom uppvärmning i ett trähus utan att ta hänsyn till värmeöverföringsmotståndet i 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. De där. ta inte bort sitt område från ytterväggarnas 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·handla omFRÅN
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 handla omC, och på gatan -17 handla omC, temperaturskillnaden kommer att vara 20 + 17 = 37 handla omC. I en sådan 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 vägg; 336 - yttre väggar; 37 - temperaturskillnad mellan inomhus- och utomhusatmosfär.
Termisk konduktivitetskoefficient för värmeisolerande material som används för golv / väggisolering, för torr 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 tar vi reda på hur mycket termisk energi som går igenom väggarna på en timme med en temperaturskillnad på 37 handla omFRÅN.
Vi påminner dig om att beräkningen utförs för ett hus med strukturella egenskaper, villkorligt utvalda för demonstrations- 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 resulterande 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 för ett hus med egenskaperna hos de slutna strukturerna som väljs ovan 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, är den inre volymen av atmosfären i denna byggnad:
12 · 12 · 7 = 1008 m3
Vid en lufttemperatur på +20 handla omC (norm under uppvärmningssäsongen) densitet är 1.2047 kg / m3och den specifika värmen är 1,005 kJ / (kghandla omFRÅN).
Vi beräknar atmosfären i huset:
10081,2047 = 1214,34 kg,
Var: 1008 - volymen på hematmosfären; 1.2047 - lufttäthet vid t +20 handla omFRÅN .
En tabell med värdet på koefficienten för värmeledningsförmåga för material som kan krävas för exakta beräkningar
Anta en femfaldig förändring av luftvolym i husets lokaler. Observera att det exakta behovet av tillförselvolym av frisk luft beror på antalet boende i stugan.
Med en genomsnittlig temperaturskillnad mellan huset och gatan under uppvärmningssäsongen, lika med 27 handla omC (20 handla omC hem, -7 handla 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 handla omFRÅN; 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 fastställt kostnaden för värmeenergi för uppvärmning av luften i huset under dess femfaldiga byte genom tilluftsventilationen, är det möjligt att beräkna "luft" värmeförlust under 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) energikostnader är oundvikliga, eftersom luftförnyelse i stugan är avgörande.
Värmebehovet 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 kallt vatten under de varmare månaderna kommer från kranen till stugan, är det under uppvärmningssäsongen isigt, med en temperatur som inte överstiger +5 handla omC. Att bada, tvätta diskar och tvätta är inte möjligt utan att värma upp vattnet.
Vatten som samlas in i toalettskålen kommer i kontakt med atmosfären genom väggarna och tar lite värme. Vad händer med vatten som värms upp genom att bränna icke-fritt bränsle och spenderas på 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
Tänk på ett exempel. En familj på tre, antar att spendera 17 m3 vatten varje månad. 1000 kg / m3 - vattentätheten och 4,183 kJ / kghandla omC är dess specifika värme.
Medeltemperaturen för uppvärmningsvatten avsedd för hushållens behov, låt det vara +40 handla omC. Följaktligen skillnaden i medeltemperatur mellan kallt vatten som kommer in i huset (+5 handla omC) och värms upp i en panna (+30 handla omC) det visar sig 25 handla omFRÅN.
För att beräkna avloppsvatten förlorar vi:
17 · 1000 · 25 · 4.183 = 1777775 kJ,
Var: 17 - månatlig vattenförbrukningsvolym; 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
Således, under en sju månaders period av värmesäsongen, värmeenergi i mängden av:
493,827 = 3456,74 kWh
Förbrukningen av värmeenergi för uppvärmning av vatten för hygieniska behov är liten i jämförelse med värmeförlust genom väggar och ventilation. Men detta är också energiförbrukning, laddning av en värmepanna eller panna och orsakar bränsleförbrukning.
Beräkning av pannans effekt
Pannan i värmesystemet är utformad för att kompensera för byggnadens värmeförlust. Och även när det gäller ett dubbelsystem eller när du utrustar en panna 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.
Enkretsspannan producerar endast värmemedium för värmesystemet
För att bestämma värmepannans effekt är det nödvändigt att beräkna kostnaden för värmeenergi i huset genom fasadväggarna och uppvärmningen av den utbytbara luftatmosfären i interiören.
Uppgifter om värmeförluster i kilowattimmar per dag krävs - för ett villkorat hus, beräknat som ett 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 emellertid 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 är det inte värt att välja en panna enligt en genomsnittlig beräkning av termiska energikostnader - det kanske inte kan hantera allvarliga 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 i pannans andra krets, värmevatten för diskmedel, bad osv. Är det nödvändigt att dela upp den månatliga värmeförbrukningen för ”avlopp” värmeförlusterna 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 rekommenderas det att värmen i radiatorns effekt väljs i enlighet med området för det uppvärmda rummet, och med en 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
De där. den erforderliga kraften hos värmeelementet med 20% premium är 14,4 kW. Och nu beräknar vi effektparametrarna för värmestrålaren baserat på värmeförlusten i rummet.
I själva verket påverkar rumets yta förlusten av värmeenergi mindre än ytan på 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 30handla om (i huset +18 handla omC, utanför -12 handla omC) och omedelbart i kilowattimmar:
0,91 · 21 · 30: 1000 = 0,57 kW,
Var: 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 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 30handla 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, till och med 30% - vi får 0,74 kWh.
Således kan de verkliga effektbehovet för uppvärmning vara betydligt lägre än handelssystemet ”1,2 kW per kvadratmeter golvyta”.
Vidare kommer den korrekta beräkningen av den erforderliga kapaciteten för värmeradiatorer att minska mängden kylvätska i värmesystemet, vilket kommer att minska belastningen på pannan och bränslekostnaderna.
Där värmen går hemifrån - videon ger svaren:
I videon beaktas förfarandet för att beräkna värmeförlusten hos ett hus genom byggnadens kuvert. Genom att känna till värmeförlusten kan du 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 mot 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 värmepannkraft beror på husets skick och på kvaliteten på isolering 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.