Ogrzewanie domu prywatnego jest niezbędnym elementem komfortowego mieszkania. Zgadzam się, że układ kompleksu grzewczego należy podchodzić ostrożnie, ponieważ błędy są drogie. Ale nigdy nie dokonałeś takich obliczeń i nie wiesz, jak je poprawnie wykonać?
Pomożemy Ci - w naszym artykule szczegółowo przeanalizujemy, w jaki sposób oblicza się system ogrzewania prywatnego domu, aby skutecznie zrekompensować straty ciepła w miesiącach zimowych.
Podajmy konkretne przykłady, dodając materialne zdjęcia i przydatne wskazówki wideo, a także aktualne tabele ze wskaźnikami i współczynnikami niezbędnymi do obliczeń.
Treść artykułu:
-
Straty ciepła w prywatnym domu
- Obliczanie strat ciepła przez ściany
- Rachunkowość skutków wentylacji prywatnego domu
- Koszty energii do przygotowania ciepłej wody użytkowej
- Obliczanie mocy kotła grzewczego
- Wybór grzejników
- Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Straty ciepła w prywatnym domu
Budynek traci ciepło z powodu różnicy temperatury powietrza wewnątrz i na zewnątrz domu. Straty ciepła są wyższe, tym bardziej znaczący jest obszar otaczających budynków (okna, dach, ściany, piwnica).
Również utrata ciepła związane z materiałami otaczających struktur i ich wielkości. Na przykład utrata ciepła cienkich ścian jest więcej niż gęsta.
Galeria zdjęć
Zdjęcie z
Głównym celem obliczania ogrzewania jest właściwy wybór jednostki grzewczej, która może kompensować straty ciepła w zimnym okresie roku.
Aby wybrać niezbędny sprzęt energetyczny, straty ciepła są gromadzone przez przegrodę budynku.
Obliczenia uwzględniają wyciek ciepła przez luźno dopasowane skrzydła okienne i skrzydła drzwi, a także energię potrzebną do ogrzania napływającego powietrza
W przypadku pomieszczeń ze zorganizowaną wentylacją mechaniczną, prowadzących mieszanie masy świeżego powietrza z zewnątrz, brana jest pod uwagę potrzeba zużycia energii na jej ogrzewanie.
Jeśli planowane jest użycie kotła dwuprzewodowego jako głównej jednostki ogrzewania i podgrzewania wody dla systemu CWU, energia potrzebna do tego zadania jest uwzględniana w obliczeniach.
Kompetentnie wykonane obliczenia koniecznie uwzględniają rodzaj paliwa i jego efektywność energetyczną.
Wszystkie obliczenia są dostosowywane w odniesieniu do metody rozmieszczenia obwodów grzewczych, przy ukrytej instalacji systemu, należy wziąć pod uwagę ogrzewanie konstrukcji budowlanych.
Przy obliczaniu dla otwartego systemu grzewczego, który komunikuje się bezpośrednio z atmosferą poprzez otwarte naczynie wzbiorcze, straty energii są koniecznie brane pod uwagę, gdy chłodziwo się ochładza.
System ogrzewania prywatnego domu z dwoma urządzeniami
Możliwość ogrzewania w domu z bali
Wlot powietrza i wyciek ciepła przez okna i drzwi
System wentylacji z dopływem świeżego powietrza
Schemat urządzenia do dostarczania ciepłej wody i ogrzewania
Wybór kotła według rodzaju paliwa
Opcje układania obwodów grzewczych
Opcja ogrzewania zewnętrznego
Skuteczny obliczanie ogrzewania w domu prywatnym należy wziąć pod uwagę materiały użyte do budowy murów.
Na przykład, przy równej grubości ściany wykonanej z drewna i cegły, ciepło jest prowadzone z różną intensywnością - straty ciepła przez drewniane konstrukcje są wolniejsze. Niektóre materiały lepiej przenoszą ciepło (metal, cegła, beton), inne gorzej (drewno, wełna mineralna, pianka polistyrenowa).
Atmosfera wewnątrz budynku mieszkalnego jest pośrednio związana ze środowiskiem powietrza zewnętrznego. Ściany, otwory okienne i drzwiowe, dach i fundamenty zimą przenoszą ciepło z domu na zewnątrz, dostarczając w zamian zimno. Stanowią one 70-90% całkowitej utraty ciepła w domku.
Ściany, dach, okna i drzwi wypuszczają ciepło w zimie. Imager wyraźnie pokaże wyciek ciepła
Stały wyciek energii cieplnej w sezonie grzewczym występuje również poprzez wentylację i ścieki.
Przy obliczaniu strat ciepła w poszczególnych konstrukcjach mieszkaniowych dane te zwykle nie są brane pod uwagę. Jednak uwzględnienie strat ciepła w systemach kanalizacyjnych i wentylacyjnych w ogólnych obliczeniach ciepła w domu jest właściwym rozwiązaniem.
Prawidłowo ułożony system izolacji cieplnej może znacznie ograniczyć wycieki ciepła przechodzące przez konstrukcje budowlane, otwory drzwiowe / okienne
Niemożliwe jest obliczenie autonomicznego obiegu grzewczego w wiejskim domu bez oceny utraty ciepła jego otaczających konstrukcji. Dokładniej, nie zadziała określić moc kotła grzewczego, wystarczy ogrzać domek w najbardziej zaciętych mrozach.
Analiza rzeczywistego zużycia energii cieplnej przez ściany pozwoli na porównanie kosztów wyposażenia kotła i paliwa z kosztami izolacji konstrukcji otaczających.
Przecież bardziej energooszczędny dom, tj. im mniej ciepła traci w miesiącach zimowych, tym niższy jest koszt zakupu paliwa.
Do prawidłowego obliczenia systemu ogrzewania będzie wymagane przewodność cieplna wspólne materiały budowlane.
Tabela wartości przewodności cieplnej różnych materiałów budowlanych, najczęściej stosowanych przy wznoszeniu
Obliczanie strat ciepła przez ściany
Na przykładzie warunkowego dwupiętrowego domku obliczamy straty ciepła przez jego struktury ścienne.
Linia bazowa:
- kwadratowe „pudełko” z przednimi ścianami o szerokości 12 mi wysokości 7 m;
- w ścianach 16 otworów, powierzchnia każdego 2,5 m2;
- materiał ściany przedniej - ceramika z litej cegły;
- grubość ścianki - 2 cegły.
Następnie obliczymy grupę wskaźników, z których wynika całkowita wartość strat ciepła przez ściany.
Wskaźnik odporności na ciepło
Aby znaleźć wskaźnik oporu wymiany ciepła dla ściany elewacji, konieczne jest podzielenie grubości materiału ściany przez jego współczynnik przewodności cieplnej.
W przypadku wielu materiałów budowlanych dane dotyczące przewodności cieplnej przedstawiono na zdjęciach powyżej i poniżej.
Do dokładnych obliczeń wymagany jest współczynnik przewodności cieplnej materiałów termoizolacyjnych stosowanych w budownictwie.
Nasza konwencjonalna ściana zbudowana jest z cegły ceramicznej, współczynnik przewodności cieplnej - 0,56 W / m ·oC. Jego grubość, biorąc pod uwagę układanie na TsPR, wynosi 0,51 m. Dzieląc grubość ściany przez współczynnik przewodności cieplnej cegły, uzyskujemy odporność na przenikanie ciepła ściany
0,51: 0,56 = 0,91 W / m2 × oZ
Wynik podziału jest zaokrąglany do dwóch miejsc po przecinku, nie ma potrzeby dokładniejszych danych na temat oporu przenoszenia ciepła.
Obszar ściany zewnętrznej
Ponieważ jako przykład wybrano kwadratowy budynek, obszar jego ścian jest określany przez pomnożenie szerokości przez wysokość jednej ściany, a następnie przez liczbę ścian zewnętrznych:
12 · 7 · 4 = 336 m2
Znamy więc obszar ścian fasady. Ale co z otworami okien i drzwi, zajmującymi łącznie 40 m2 (2,5 · 16 = 40 m)2a) przednia ściana, czy musisz wziąć je pod uwagę?
Rzeczywiście, jak poprawnie obliczyć niezależne ogrzewanie w drewnianym domu bez oporu wymiany ciepła konstrukcji okien i drzwi.
Współczynnik przewodności cieplnej materiałów termoizolacyjnych stosowanych do izolacji ścian nośnych
Jeśli potrzebujesz obliczyć straty ciepła dużego budynku lub ciepłego domu (energooszczędne) - tak, biorąc pod uwagę współczynniki przenikania ciepła ram okiennych i drzwi wejściowych przy obliczaniu będą prawidłowe.
Jednak w przypadku niskich budynków IZHS wykonane z tradycyjnych materiałów, otwory drzwiowe i okienne mogą być zaniedbane. To znaczy nie usuwaj ich powierzchni z całkowitej powierzchni ścian elewacji.
Całkowita strata ciepła na ścianie
Dowiadujemy się, że strata ciepła ściany z jednego metra kwadratowego różni się o jeden i dwa stopnie wewnątrz i na zewnątrz domu.
Aby to zrobić, dzielimy jednostkę przez opór cieplny ściany obliczony wcześniej:
1: 0,91 = 1,09 W / m2·oZ
Znając straty ciepła na metr kwadratowy obwodu ścian zewnętrznych, można określić straty ciepła przy pewnych temperaturach ulicznych.
Na przykład, jeśli temperatura w domku wynosi +20 oC i na ulicy -17 oC, różnica temperatur wyniesie 20 + 17 = 37 oC. W tej sytuacji całkowita utrata ciepła ścian naszego warunkowego domu będzie następująca:
0,91 · 336 · 37 = 11313 W,
Gdzie: 0,91 - opór wymiany ciepła na metr kwadratowy ściany; 336 - powierzchnia przednich ścian; 37 - różnica temperatur między pomieszczeniem a atmosferą zewnętrzną.
Współczynnik przewodzenia ciepła materiałów termoizolacyjnych stosowanych do izolacji podłogi / ściany, do wyrównywania suchych podłóg i ścian wyrównujących
Przeliczmy otrzymaną wartość strat ciepła w kilowatogodzinach, są one bardziej wygodne dla percepcji i późniejszych obliczeń mocy systemu grzewczego.
Straty ciepła na ścianie w kilowatogodzinach
Najpierw dowiedz się, ile energii cieplnej przechodzi przez ściany w ciągu jednej godziny przy różnicy temperatur 37 ° C oC.
Przypominamy, że obliczenia są przeprowadzane dla domu o cechach projektowych, które są warunkowo wybrane do obliczeń demonstracyjnych i demonstracyjnych:
11313 · 1: 1000 = 11,313 kW · h,
Gdzie: 11313 to wartość strat ciepła uzyskana wcześniej; 1 godzina; 1000 to liczba watów na kilowat.
Współczynnik przewodności cieplnej materiałów budowlanych stosowanych do izolacji ścian i sufitów
Aby obliczyć stratę ciepła na dzień, wynikowa wartość strat ciepła na godzinę jest mnożona przez 24 godziny:
11,313 · 24 = 271,512 kW · h
Dla jasności, dowiedzmy się o utracie ciepła w pełnym sezonie grzewczym:
7 · 30 · 271,512 = 57017,52 kW · h,
Gdzie: 7 - liczba miesięcy w sezonie grzewczym; 30 - liczba dni w miesiącu; 271 512 - dzienne straty ciepła ścian.
Tak więc obliczona strata ciepła z domu o wyżej wymienionych cechach przegrody budowlanej wyniesie 57017,52 kWh na siedem miesięcy sezonu grzewczego.
Rachunkowość skutków wentylacji prywatnego domu
Obliczenie strat ciepła wentylacji w sezonie grzewczym jako przykład zostanie przeprowadzone dla domku warunkowego o kwadratowym kształcie, o ścianie 12 metrów szerokości i 7 metrów wysokości.
Wyłączając meble i ściany wewnętrzne, wewnętrzna objętość atmosfery w tym budynku będzie:
12 · 12 · 7 = 1008 m3
W temperaturze powietrza +20 oC (norma w sezonie grzewczym) jego gęstość wynosi 1,2047 kg / m3i ciepło właściwe 1,005 kJ / (kg ·oC)
Oblicz masę atmosfery w domu:
1008 · 1,2047 = 1214,34 kg,
Gdzie: 1008 - objętość domowej atmosfery; 1,2047 - gęstość powietrza przy t +20 oC.
Tabela z wartością współczynnika przewodności cieplnej materiałów, które mogą być wymagane do dokładnych obliczeń
Załóżmy pięciokrotną zmianę objętości powietrza w pomieszczeniach domu. Pamiętaj, że dokładnie popyt na dostawy świeże powietrze zależy od liczby najemców domku.
Przy średniej różnicy temperatur między domem a ulicą w sezonie grzewczym równa 27 oC (20 oZ domem, -7 oZ atmosfery zewnętrznej) na dzień do ogrzewania przychodzące zimne powietrze potrzebuje energii cieplnej:
5 · 27 · 1244,34 · 1,005 = 164755,58 kJ,
Gdzie: 5 - liczba zmian powietrza w pomieszczeniach; 27 - różnica temperatur między atmosferą pokojową i uliczną; 1214,34 - gęstość powietrza przy t +20 oC; 1,005 - ciepło właściwe powietrza.
Tłumaczymy kilodżule na kilowatogodziny, dzieląc wartość przez liczbę kilodżuli na kilowatogodzinę (3600):
164755,58: 3600 = 45,76 kWh
Po ustaleniu kosztu energii cieplnej do ogrzewania powietrza w domu, gdy jest on pięciokrotnie wymieniany przez wentylację świeżym powietrzem, można obliczyć straty ciepła „powietrza” podczas siedmiomiesięcznego sezonu grzewczego:
7 · 30 · 45,76 = 9609,6 kW · h,
Gdzie: 7 - liczba „gorących” miesięcy; 30 to średnia liczba dni w miesiącu; 45,76 - dzienny koszt energii cieplnej do ogrzewania powietrza nawiewanego.
Koszty wentylacji (infiltracji) energii są nieuniknione, ponieważ odnowa powietrza w pomieszczeniach domku ma kluczowe znaczenie.
Potrzeby grzewcze atmosfery wymiennej w domu muszą być obliczone, zsumowane z utratą ciepła przez konstrukcje ścienne i uwzględnione przy wyborze kotła grzewczego. Istnieje inny rodzaj energii cieplnej, drugi - strata ciepła w kanalizacji.
Koszty energii do przygotowania ciepłej wody użytkowej
Jeśli podczas ciepłych miesięcy zimna woda pochodzi z kranu do domku, to w sezonie grzewczym jest lodowato zimna, o temperaturze nie wyższej niż +5 oC. Kąpiel, mycie naczyń i pranie niemożliwe bez ogrzewania wody.
Woda zebrana w zbiorniku toaletowym styka się przez ściany z domową atmosferą, pobierając trochę ciepła. Co dzieje się z wodą podgrzaną przez spalanie nie darmowego paliwa i wydane na potrzeby domowe? Jest odprowadzany do kanalizacji.
Kocioł dwuprzewodowy z pośrednim kotłem grzewczym, wykorzystywany zarówno do ogrzewania nośnika ciepła, jak i do dostarczania ciepłej wody do zbudowanego dla niego obwodu
Rozważmy przykład. Rodzina trzech, przypuśćmy, że zużywa 17 m3 woda co miesiąc. 1000 kg / m3 - gęstość wody i 4,183 kJ / kg ·oC to jego ciepło właściwe.
Średnia temperatura wody grzewczej przeznaczonej na potrzeby domowe, niech wynosi +40 oC. W związku z tym różnica średniej temperatury między zimną wodą wpływającą do domu (+5 oC) i ogrzewany w kotle (+30 oC) okazuje się 25 oC.
Do obliczenia strat ciepła w ściekach uwzględniamy:
17 · 1000 · 25 · 4,183 = 1777775 kJ,
Gdzie: 17 - miesięczna wielkość zużycia wody; 1000 to gęstość wody; 25 - różnica temperatur między zimną i podgrzewaną wodą; 4.183 - pojemność cieplna wody;
Aby przekonwertować kilodżule na wyraźniejsze kilowatogodziny:
1777775: 3600 = 493,82 kWh
Tak więc w siedmiomiesięcznym okresie sezonu grzewczego energia cieplna w wysokości:
493,82 · 7 = 3456.74 kW · h
Zużycie energii cieplnej na wodę grzewczą dla potrzeb higienicznych jest niewielkie w porównaniu z utratą ciepła przez ściany i wentylację. Ale to także koszty energii, ładowanie kotła grzewczego lub kotła i powodowanie zużycia paliwa.
Obliczanie mocy kotła grzewczego
Kocioł w systemie grzewczym ma za zadanie skompensować straty ciepła w budynku. A także, w przypadku system podwójnego obwodu lub w wyposażeniu kotła z kotłem z ogrzewaniem pośrednim, do podgrzewania wody dla potrzeb higienicznych.
Po obliczeniu dziennych strat ciepła i przepływu ciepłej wody „do kanalizacji”, możliwe jest dokładne określenie wymaganej wydajności kotła dla domku na danym obszarze i charakterystyki otaczających go budynków.
Kocioł jednoobwodowy wytwarza tylko ogrzewanie czynnika grzewczego dla systemu grzewczego
Aby określić moc kotła grzewczego, konieczne jest obliczenie kosztu energii cieplnej w domu poprzez ściany elewacji i podgrzanie naprzemiennej atmosfery powietrza we wnętrzu.
Wymagane dane dotyczące utraty ciepła w kilowatogodzinach na dzień - w przypadku domu warunkowego, obliczonego jako przykład, jest:
271,512 + 45,76 = 317,272 kWh,
Gdzie: 271 512 - dzienne straty ciepła przez ściany zewnętrzne; 45,76 - dzienne straty ciepła na ogrzewanie powietrza nawiewanego.
W związku z tym wymagana moc grzewcza kotła będzie:
317,272: 24 (godziny) = 13,22 kW
Jednak taki kocioł będzie stale obciążony, zmniejszając jego żywotność. W szczególnie mroźne dni obliczona pojemność kotła nie wystarczy, ponieważ przy dużej różnicy temperatur między atmosferą pomieszczenia i ulicy straty ciepła w budynku gwałtownie wzrosną.
Dlatego wybierz kocioł na średnie obliczenie kosztu energii cieplnej nie jest tego warte - nie radzi sobie z ciężkimi mrozami.
Racjonalne byłoby zwiększenie wymaganej mocy urządzeń kotłowych o 20%:
13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 kW
Do obliczenia wymaganej mocy drugiego obwodu kotła, podgrzewania wody do mycia naczyń, kąpieli itp. konieczne jest podzielenie miesięcznego zużycia ciepła strat ciepła „ściekowego” przez liczbę dni w miesiącu i przez 24 godziny:
493,82: 30: 24 = 0,68 kW
Zgodnie z wynikami obliczeń optymalna moc kotła dla przykładowego domku wynosi 15,86 kW dla obiegu grzewczego i 0,68 kW dla obiegu grzewczego.
Wybór grzejników
Tradycyjnie moc grzejnika grzejnego Zaleca się, aby wybrać na podstawie obszaru ogrzewanego pomieszczenia i 15-20% przeszacowania potrzeb energetycznych, na wszelki wypadek.
Na przykład rozważ, w jaki sposób skorygować metodę wyboru grzejnika „10 m2 powierzchni - 1,2 kW”.
Moc cieplna grzejników zależy od sposobu ich podłączenia, które należy uwzględnić przy obliczaniu systemu grzewczego
Linia bazowa: pokój narożny na pierwszym poziomie dwupiętrowego domu IZHS; ściana zewnętrzna z dwurzędowych murowanych cegieł ceramicznych; szerokość pomieszczenia 3 m, długość 4 m, wysokość sufitu 3 m.
W ramach uproszczonego schematu wyboru proponuje się obliczenie powierzchni pomieszczenia;
3 (szerokość) · 4 (długość) = 12 m2
To znaczy niezbędna moc grzejnika przy 20% dopłacie wynosi 14,4 kW. A teraz obliczamy parametry mocy grzejnika na podstawie strat ciepła w pomieszczeniu.
W rzeczywistości obszar pomieszczenia wpływa na utratę energii cieplnej mniejszą niż powierzchnia jego ścian, wychodząc z jednej strony na zewnątrz budynku (fasada).
Dlatego rozważymy dokładnie obszar „ulicznych” ścian w pokoju:
3 (szerokość) · 3 (wysokość) + 4 (długość) · 3 (wysokość) = 21 m2
Znając obszar ścian, które przekazują ciepło „na ulicę”, obliczamy stratę ciepła, gdy różnica między temperaturą pomieszczenia a temperaturą zewnętrzną wynosi 30o (w domu +18 oC, poza -12 oC) i natychmiast w kilowatogodzinach:
0,91 · 21 · 30: 1000 = 0,57 kW,
Gdzie: 0,91 - opór przenikania ciepła m2 ściany pokoju, od strony ulicy; 21 - obszar ścian „ulicznych”; 30 - różnica temperatur wewnątrz i na zewnątrz domu; 1000 to liczba watów w kilowatach.
Zgodnie z normami budowlanymi urządzenia grzewcze znajdują się w miejscach o największej utracie ciepła. Na przykład grzejniki są instalowane pod otworami okiennymi, opalarki - nad wejściem do domu. W pokojach narożnych baterie są instalowane na pustych ścianach narażonych na maksymalną ekspozycję na wiatr.
Okazuje się, że w celu skompensowania strat ciepła przez ściany elewacyjne tej konstrukcji, w temperaturze 30 ° Co różnica temperatur w domu i na ulicy to wystarczająca moc grzewcza 0,57 kW · h. Zwiększ wymaganą moc o 20, nawet o 30% - otrzymamy 0,74 kWh.
Zatem rzeczywiste zapotrzebowanie na moc grzewczą może być znacznie niższe niż w systemie handlu „1,2 kW na metr kwadratowy powierzchni”.
Ponadto prawidłowe obliczenie wymaganej mocy grzejników grzejnych zmniejszy objętość czynnik grzewczy w systemie grzewczym, co zmniejszy obciążenie kotła i koszty paliwa.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Tam, gdzie ciepło opuszcza dom - odpowiedzi dostarczają wizualne wideo:
Wideo opisuje procedurę obliczania strat ciepła w domu poprzez struktury otaczające. Znając straty ciepła, można dokładnie obliczyć moc systemu grzewczego:
Szczegółowe wideo o zasadach doboru charakterystyk mocy kotła grzewczego, patrz poniżej:
Rocznie wzrasta cena ciepła - rosnące ceny paliw. A ciepło ciągle nie wystarcza. Niemożliwe jest obojętne traktowanie zużycia energii w domku - jest całkowicie nieopłacalne.
Z jednej strony każdy nowy sezon grzewczy jest droższy i droższy dla właściciela domu. Z drugiej strony, ocieplenie ścian, fundamentów i dachu wiejskiego domu kosztuje dobre pieniądze. Jednak im mniej ciepła opuszcza budynek, tym taniej będzie go ogrzewać..
Zachowanie ciepła w pomieszczeniach domu - główne zadanie systemu grzewczego w miesiącach zimowych. Wybór mocy kotła grzewczego zależy od stanu domu i jakości izolacji jego obudów. Zasada „kilowat na 10 kwadratów powierzchni” działa w domku na średni stan fasad, zadaszeń i piwnic.
Czy samodzielnie obliczyłeś system ogrzewania dla swojego domu? Czy zauważyłeś niespójność obliczeń podanych w artykule? Podziel się swoim doświadczeniem praktycznym lub ilością wiedzy teoretycznej, pozostawiając komentarz w bloku pod tym artykułem.
