Beregning af varmesystemet i et privat hus: regler og beregningseksempler

Opvarmning af et privat hjem er et nødvendigt element i komfortabel bolig. Enig, at arrangementet af varmekomplekset skal behandles omhyggeligt, fordi... fejl vil koste dyrt.Men har du aldrig lavet sådanne beregninger og ved ikke, hvordan du udfører dem korrekt?

Vi hjælper dig - i vores artikel vil vi se nærmere på, hvordan man beregner varmesystemet i et privat hus for effektivt at genopbygge varmetabet i vintermånederne.

Vi vil give specifikke eksempler, supplere artiklen med visuelle fotos og nyttige videotips samt relevante tabeller med indikatorer og koefficienter, der er nødvendige for beregninger.

Varmetab af et privat hus

Bygningen mister varme på grund af forskellen i lufttemperaturer i og uden for huset. Jo større areal af bygningens klimaskærm (vinduer, tag, vægge, fundament), jo højere varmetab.

Også termisk energitab forbundet med materialerne i omsluttende strukturer og deres dimensioner. For eksempel er varmetabet fra tynde vægge større end fra tykke vægge.

Effektiv varmeberegning for et privat hus skal det tage højde for de materialer, der anvendes til konstruktion af omsluttende strukturer.

For eksempel, med samme tykkelse af vægge lavet af træ og mursten, leder de varme med forskellige intensiteter - varmetab gennem trækonstruktioner er langsommere. Nogle materialer overfører varme bedre (metal, mursten, beton), andre dårligere (træ, mineraluld, polystyrenskum).

Atmosfæren inde i en boligbygning er indirekte relateret til det ydre luftmiljø. Vægge, vindues- og døråbninger, tag og fundament om vinteren overfører varme fra huset til ydersiden og leverer til gengæld kulde. De står for 70-90 % af sommerhusets samlede varmetab.

Vægge, tag, vinduer og døre - alt tillader varmen at slippe ud om vinteren. Termokameraet vil tydeligt vise varmelækager

Konstant lækage af termisk energi i fyringssæsonen sker også gennem ventilation og kloakering.

Ved beregning af varmetabet for individuelt boligbyggeri tages disse data normalt ikke i betragtning. Men at inddrage varmetab gennem kloak- og ventilationsanlæg i den overordnede termiske beregning af et hus er stadig den rigtige beslutning.

Et veldesignet varmeisoleringssystem kan i væsentlig grad reducere varmelækager, der passerer gennem bygningskonstruktioner og dør-/vinduesåbninger.

Det er umuligt at beregne det autonome varmekredsløb i et landhus uden at vurdere varmetabet af dets omsluttende strukturer. Mere præcist vil det ikke virke bestemme effekten af ​​varmekedlen, tilstrækkelig til at opvarme sommerhuset i de mest alvorlige frost.

Analyse af det faktiske forbrug af termisk energi gennem væggene vil give os mulighed for at sammenligne omkostningerne ved kedeludstyr og brændstof med omkostningerne ved termisk isolering af omsluttende strukturer.

Jo mere energieffektivt et hus er, dvs. Jo mindre termisk energi den taber i vintermånederne, jo lavere er omkostningerne ved at købe brændstof.

For korrekt at beregne det varmesystem, du skal bruge varmeledningskoefficient almindelige byggematerialer.

Tabel over varmeledningskoefficienter for forskellige byggematerialer, der oftest anvendes i byggeriet

Beregning af varmetab gennem vægge

Ved at bruge eksemplet på et konventionelt to-etagers sommerhus vil vi beregne varmetabet gennem dets vægstrukturer.

Indledende data:

• en firkantet "kasse" med facadevægge 12 m brede og 7 m høje;
• Der er 16 åbninger i væggene, hvert område er 2,5 m²;
• facadevægmateriale – massiv keramisk mursten;
• vægtykkelse – 2 mursten.

Dernæst vil vi beregne en gruppe indikatorer, der udgør den samlede værdi af varmetab gennem væggene.

Varmeoverførselsmodstandsindeks

For at finde ud af varmeoverførselsmodstandsindekset for en facadevæg skal du dividere tykkelsen af ​​vægmaterialet med dets varmeledningskoefficient.

For en række strukturelle materialer er data om varmeledningskoefficienten præsenteret på billederne ovenfor og nedenfor.

For nøjagtige beregninger skal du bruge varmeledningskoefficienten for de termiske isoleringsmaterialer, der er angivet i tabellen brugt i byggeriet

Vores betingede væg er bygget af keramiske massive mursten, hvis varmeledningskoefficient er 0,56 W/m^OC. Dens tykkelse, under hensyntagen til murværket på det centrale gulv, er 0,51 m. Ved at dividere væggens tykkelse med murstenens termiske ledningskoefficient opnår vi væggens varmeoverførselsmodstand:

0,51: 0,56 = 0,91 W/m^2×oMED

Vi afrunder divisionsresultatet til to decimaler; der er ikke behov for mere nøjagtige data om varmeoverførselsmodstand.

Udvendigt vægområde

Da eksemplet er en firkantet bygning, bestemmes arealet af dens vægge ved at gange bredden med højden af ​​en væg og derefter med antallet af ydervægge:

12 7 4 = 336 m²

Så vi kender arealet af facadevæggene. Men hvad med vindues- og døråbningerne, som tilsammen fylder 40 m2 (2,5 16 = 40 m)²) facadevæg, skal de tages i betragtning?

Faktisk, hvordan man beregner korrekt autonom opvarmning i et træhus uden at tage højde for varmeoverførselsmodstanden i vindues- og dørkonstruktioner.

Termisk ledningsevnekoefficient for varmeisoleringsmaterialer, der anvendes til isolering af bærende vægge

Hvis du skal beregne varmetabet for en stor bygning eller et varmt hus (energieffektivt) - ja, under hensyntagen til varmeoverførselskoefficienterne for vinduesrammer og indgangsdøre, når du beregner, vil det være korrekt.

For lave individuelle boligbyggerier bygget af traditionelle materialer kan dør- og vinduesåbninger dog forsømmes. De der. Træk ikke deres areal fra det samlede areal af facadevæggene.

Generelt varmetab fra vægge

Vi finder ud af varmetabet på en væg pr. kvadratmeter, når lufttemperaturen i og udenfor huset afviger en grad.

For at gøre dette skal du dividere enheden med væggens varmeoverførselsmodstand, beregnet tidligere:

1: 0,91 = 1,09 W/m²·^OMED

Ved at kende varmetabet pr. kvadratmeter af ydervæggenes omkreds er det muligt at bestemme varmetabet ved bestemte udendørstemperaturer.

For eksempel hvis temperaturen i sommerhuset er +20 ^OC, og det er -17 udenfor ^OC, vil temperaturforskellen være 20+17=37 ^OC. I en sådan situation vil det samlede varmetab fra væggene i vores betingede hus være:

0,91 336 37 = 11313 W,

Hvor: 0,91 - varmeoverførselsmodstand pr. kvadratmeter væg; 336 - område af facadevægge; 37 - temperaturforskel mellem rum- og gadeatmosfære.

Termisk ledningsevnekoefficient for varmeisoleringsmaterialer, der anvendes til gulv-/vægisolering, tør gulvafretning og vægafretning

Lad os genberegne den resulterende varmetabsværdi til kilowatt-timer; de er mere bekvemme til opfattelse og efterfølgende beregninger af varmesystemets effekt.

Varmetab fra vægge i kilowatt-timer

Lad os først finde ud af, hvor meget termisk energi der vil gå gennem væggene på en time med en temperaturforskel på 37 ^OMED.

Vi minder dig om, at beregningen udføres for et hus med strukturelle egenskaber, der er betinget udvalgt til demonstrationsberegninger:

11313 · 1 : 1000 = 11.313 kWh,

Hvor: 11313 er mængden af ​​varmetab opnået tidligere; 1 time; 1000 er antallet af watt i en kilowatt.

Varmeledningskoefficient for byggematerialer, der anvendes til isolering af vægge og lofter

For at beregne varmetab pr. dag skal du gange det resulterende varmetab pr. time med 24 timer:

11.313 24 = 271.512 kWh

For klarhedens skyld, lad os finde ud af tabet af termisk energi for en fuld fyringssæson:

7 30 271,512 = 57017,52 kWh,

Hvor: 7 er antallet af måneder i fyringssæsonen; 30 - antal dage i en måned; 271.512 - dagligt varmetab af vægge.

Så det estimerede varmetab for et hus med egenskaberne for de omsluttende strukturer valgt ovenfor vil være 57.017,52 kWh i syv måneder af fyringssæsonen.

Under hensyntagen til indflydelsen af ​​ventilation i et privat hus

Som eksempel vil vi beregne ventilationsvarmetab i fyringssæsonen for et konventionelt firkantet sommerhus, med en mur på 12 meter bred og 7 meter høj.

Uden at tage hensyn til møbler og indvendige vægge vil det indre volumen af ​​atmosfæren i denne bygning være:

12 12 7 = 1008 m³

Ved lufttemperatur +20 ^OC (norm i fyringssæsonen), dens massefylde er 1,2047 kg/m³, og den specifikke varmekapacitet er 1,005 kJ/(kg·^OMED).

Lad os beregne massen af ​​atmosfæren i huset:

1008 · 1,2047 = 1214,34 kg,

Hvor: 1008 er volumen af ​​hjemmestemningen; 1,2047 - luftdensitet ved t +20 ^OMED .

Tabel med værdien af ​​den termiske konduktivitetskoefficient for materialer, der kan være påkrævet ved nøjagtige beregninger

Lad os antage en femdobbelt ændring i luftvolumen i husets lokaler. Bemærk, at den nøjagtige krav til forsyningsvolumen frisk luft afhænger af antallet af beboere i sommerhuset.

Med en gennemsnitlig temperaturforskel mellem huset og gaden i fyringssæsonen lig med 27 ^OC (20 ^OHjemmefra, -7 ^OFra den ydre atmosfære kræves følgende termiske energi pr. dag for at opvarme den kolde tilluft:

5 27 1214,34 1,005 = 164755,58 kJ,

Hvor: 5 er antallet af indendørs luftskift; 27 - temperaturforskel mellem rum- og gadeatmosfære; 1214,34 - luftdensitet ved t +20 ^OMED; 1,005 er luftens specifikke varmekapacitet.

Lad os konvertere kilojoule til kilowatt-timer ved at dividere værdien med antallet af kilojoule i en kilowatt-time (3600):

164755,58 : 3600 = 45,76 kWh

Efter at have fundet ud af omkostningerne ved termisk energi til opvarmning af luften i huset, når den udskiftes fem gange gennem tvungen ventilation, kan vi beregne "luft" varmetabet for en syv måneders fyringssæson:

7 30 45,76 = 9609,6 kWh,

Hvor: 7 er antallet af "opvarmede" måneder; 30 er det gennemsnitlige antal dage i en måned; 45,76 - dagligt termisk energiforbrug til opvarmning af indblæsningsluften.

Energiforbrug til ventilation (infiltration) er uundgåeligt, da opdatering af luften i sommerhusets lokaler er afgørende.

Opvarmningsbehovet for den skiftende luftatmosfære i huset skal opgøres, opsummeres med varmetab gennem klimaskærmen og tages i betragtning ved valg af varmekedel. Der er endnu en type termisk energiforbrug, den sidste er kloakvarmetab.

Energiforbrug til klargøring af varmt vand

Hvis der i varme måneder kommer koldt vand fra hanen ind i hytten, så er det i fyringssæsonen iskoldt, med en temperatur ikke højere end +5 ^OC. Badning, opvask og tøjvask er umuligt uden opvarmning af vandet.

Vandet opsamlet i toiletcisterne kommer gennem væggene i kontakt med hjemmets atmosfære og fjerner noget varme. Hvad sker der med vand, der opvarmes ved afbrænding af ikke-frit brændstof og bruges til husholdningsbehov? Det hældes i kloakken.

Dobbeltkreds kedel med en indirekte varmekedel, der bruges både til opvarmning af kølevæsken og til at levere varmt vand til det kredsløb, der er konstrueret til det

Lad os se på et eksempel. Lad os sige, at en familie på tre bruger 17 m³ vand månedligt. 1000 kg/m³ er densiteten af ​​vand og 4,183 kJ/kg^OC er dens specifikke varmekapacitet.

Lad den gennemsnitlige opvarmningstemperatur for vand beregnet til husholdningsbehov være +40 ^OC. Derfor er forskellen i gennemsnitstemperatur mellem det kolde vand, der kommer ind i huset (+5 ^OC) og opvarmes i en kedel (+30 ^OC) det viser sig 25 ^OMED.

For at beregne kloakvarmetab overvejer vi:

17 1000 25 4,183 = 1777775 kJ,

Hvor: 17 er den månedlige mængde vandforbrug; 1000 er densiteten af ​​vand; 25 - temperaturforskel mellem koldt og opvarmet vand; 4.183 - specifik varmekapacitet af vand;

Sådan konverterer du kilojoule til mere forståelige kilowatttimer:

1777775 : 3600 = 493,82 kWh

I løbet af den syv måneder lange periode af fyringssæsonen går termisk energi således ind i kloakken i mængden af:

493,82 7 = 3456,74 kWh

Termisk energiforbrug til opvarmning af vand til hygiejniske behov er lille sammenlignet med varmetab gennem vægge og ventilation. Men det er også energiomkostninger, der belaster varmekedlen eller kedlen og forårsager brændstofforbrug.

Beregning af varmekedeleffekt

Kedlen som en del af varmesystemet er designet til at kompensere for bygningens varmetab. Og også i tilfælde af dobbeltkredsløbssystem eller når kedlen udstyres med en indirekte varmekedel til at varme vand til hygiejniske behov.

Ved at beregne det daglige varmetab og forbruget af varmt vand "til kloakken", kan du nøjagtigt bestemme den nødvendige kedeleffekt til et sommerhus i et bestemt område og egenskaberne ved de omsluttende strukturer.

En enkeltkreds kedel opvarmer kun kølevæsken til varmesystemet

For at bestemme varmekedlens kraft er det nødvendigt at beregne omkostningerne ved husets termiske energi gennem facadevæggene og til opvarmning af den skiftende luftatmosfære i interiøret.

Data om varmetab i kilowatt-timer pr. dag er påkrævet - i tilfælde af et konventionelt hus, beregnet som et eksempel, er dette:

271.512 + 45.76 = 317.272 kWh,

Hvor: 271.512 - dagligt varmetab fra ydervægge; 45,76 - dagligt varmetab til opvarmning af indblæsningsluften.

Følgelig vil kedlens nødvendige varmeeffekt være:

317,272: 24 (timer) = 13,22 kW

Imidlertid vil en sådan kedel være under konstant høj belastning, hvilket reducerer dens levetid. Og på især frostrige dage vil kedlens designkraft ikke være nok, da med en høj temperaturforskel mellem rum- og gadeatmosfæren vil bygningens varmetab kraftigt stige.

Derfor vælg en kedel ifølge den gennemsnitlige beregning af termiske energiomkostninger er det ikke det værd - det kan muligvis ikke klare alvorlig frost.

Det ville være rationelt at øge den nødvendige effekt af kedeludstyr med 20%:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 kW

For at beregne den nødvendige effekt af det andet kredsløb af kedlen, der opvarmer vand til opvask, badning osv., skal du dividere det månedlige varmeforbrug af "kloak" varmetab med antallet af dage i måneden og med 24 timer :

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

Baseret på beregningerne er den optimale kedeleffekt for eksempelsommerhuset 15,86 kW for varmekredsen og 0,68 kW for varmekredsen.

Udvalg af varmeradiatorer

Traditionelt varmeradiatoreffekt Det anbefales at vælge i henhold til området af det opvarmede rum og med en 15-20% overvurdering af strømbehovet, for en sikkerheds skyld.

Lad os ved hjælp af et eksempel se på, hvor korrekt metoden til at vælge en radiator er "10 m2 areal - 1,2 kW".

Den termiske effekt af radiatorer afhænger af metoden til deres tilslutning, som skal tages i betragtning ved beregning af varmesystemet

Indledende data: hjørneværelse på første niveau af en to-etagers individuel boligbyggeri; ydervæg lavet af dobbeltrækkede keramiske mursten; rumbredde 3 m, længde 4 m, loftshøjde 3 m.

Ved hjælp af en forenklet udvælgelsesordning foreslås det at beregne rummets areal, vi overvejer:

3 (bredde) 4 (længde) = 12 m²

De der. den nødvendige effekt af varmeradiatoren med en stigning på 20 % er 14,4 kW. Lad os nu beregne effektparametrene for varmeradiatoren baseret på varmetabet i rummet.

Faktisk påvirker rummets område tabet af termisk energi mindre end arealet af dets vægge, der vender mod den ene side uden for bygningen (facade).

Derfor vil vi beregne nøjagtigt arealet af de "gade" vægge, der er til stede i rummet:

3 (bredde) 3 (højde) + 4 (længde) 3 (højde) = 21 m²

Ved at kende området af væggene, der overfører varme "til gaden", vil vi beregne varmetabet, hvis rum- og gadetemperaturerne afviger med 30^O (i huset +18 ^OC, udvendig -12 ^OC), og straks i kilowatt-timer:

0,91 21 30: 1000 = 0,57 kW,

Hvor: 0,91 - varmeoverførselsmodstand m2 af rumvægge, der vender "udenfor"; 21 - område med "gade" vægge; 30 - temperaturforskel i og uden for huset; 1000 er antallet af watt i en kilowatt.

Ifølge bygningsstandarder er varmeanordninger placeret i områder med maksimalt varmetab.For eksempel installeres radiatorer under vinduesåbninger, varmepistoler installeres over indgangen til huset. I hjørnerum installeres batterier på blanke vægge, der er udsat for maksimal eksponering for vind.

Det viser sig, at for at kompensere for varmetab gennem facadevæggene i denne struktur, ved 30^O På grund af temperaturforskellen i huset og udenfor er opvarmning med en kapacitet på 0,57 kWh tilstrækkelig. Lad os øge den nødvendige effekt med 20, endda 30% - vi får 0,74 kWh.

Det reelle varmeeffektbehov kan således være væsentligt lavere end handelsordningen "1,2 kW pr. kvadratmeter rumareal."

Desuden vil korrekt beregning af den nødvendige effekt af varmeradiatorer reducere volumen kølevæske i varmesystemet, hvilket vil reducere belastningen på kedlen og brændstofomkostningerne.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Hvor går varmen fra huset - svarene er givet af en visuel video:

Videoen diskuterer proceduren til beregning af varmetabet for et hus gennem bygningens klimaskærm. Ved at kende varmetabet kan du nøjagtigt beregne varmesystemets effekt:

For en detaljeret video om principperne for valg af effektkarakteristika for en varmekedel, se nedenfor:

Varmeproduktionen bliver dyrere for hvert år - brændstofpriserne stiger. Og der er altid ikke nok varme. Det er umuligt at være ligeglad med energiforbruget i et sommerhus - det er fuldstændig urentabelt.

Dels koster hver ny fyringssæson boligejeren mere og mere. På den anden side koster isolering af vægge, fundament og tag på et landsted gode penge. Men jo mindre varme der forlader bygningen, jo billigere bliver det at opvarme den.

At bevare varmen i husets lokaler er varmesystemets hovedopgave i vintermånederne.Valget af varmekedelkraft afhænger af husets tilstand og kvaliteten af ​​isoleringen af ​​dets omsluttende strukturer. Princippet om "kilowatt pr. 10 kvadratmeter areal" fungerer i et sommerhus i gennemsnitlig tilstand af facader, tag og fundament.

Har du selv beregnet varmesystemet til din bolig? Eller har du bemærket en uoverensstemmelse i beregningerne i artiklen? Del din praktiske erfaring eller mængden af ​​teoretisk viden ved at efterlade en kommentar i blokken under denne artikel.