O cálculo do sistema de aquecimento de uma casa particular: as etapas do esquema de cálculo

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Aquecimento de uma casa privada é um elemento necessário de habitação confortável. Concordar que o arranjo do complexo de aquecimento deve ser abordado com cuidado, porque os erros são caros. Mas você nunca fez esses cálculos e não sabe como executá-los corretamente?

Nós vamos ajudá-lo - em nosso artigo vamos examinar em detalhes como o cálculo do sistema de aquecimento de uma casa particular é feito para compensar efetivamente as perdas de calor nos meses de inverno.

Vamos dar exemplos concretos, adicionando fotos de material e dicas de vídeo úteis, bem como tabelas atualizadas com indicadores e coeficientes necessários para os cálculos.

Conteúdo do artigo:

  • Perda de calor de uma casa particular
    • Cálculo da perda de calor através das paredes
    • Contabilização dos efeitos da ventilação de uma casa particular
    • Custos de energia para preparar a DHW
  • Cálculo do poder da caldeira de aquecimento
  • A escolha de radiadores
  • Conclusões e vídeos úteis sobre o tema

Perda de calor de uma casa particular

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O edifício perde calor devido à diferença na temperatura do ar dentro e fora da casa. A perda de calor é maior, mais significativa é a área de estruturas envolventes do edifício (janelas, teto, paredes, porão).

Também perda de calor associados aos materiais de estruturas de vedação e seus tamanhos. Por exemplo, a perda de calor de paredes finas é mais do que espessa.

Galeria de Imagens

Foto do

O sistema de aquecimento de uma casa privada com duas unidades

O principal objectivo do cálculo do aquecimento é a escolha competente de uma unidade de aquecimento que possa compensar a perda de calor durante o período frio do ano.

A opção de aquecimento em uma casa de log

Para selecionar o equipamento de energia necessário, as perdas de calor são acumuladas através do envelope do edifício.

Entrada de ar e vazamento de calor através de janelas e portas

Os cálculos levam em conta o vazamento de calor através dos caixilhos das janelas e das folhas das portas, bem como a energia necessária para aquecer a entrada de ar.

Sistema de ventilação com fornecimento de ar fresco

Para salas com ventilação mecânica organizada, realizando a mistura de massa de ar fresco do exterior, a necessidade de consumo de energia para o seu aquecimento é levada em conta.

Diagrama de água quente sanitária e aquecimento

Se for planejada a utilização de uma caldeira de duplo circuito como unidade principal de aquecimento e aquecimento de água para o sistema de AQS, a energia necessária para essa tarefa é levada em conta nos cálculos.

Seleção da caldeira por tipo de combustível

Cálculos executados com competência levam necessariamente em conta o tipo de combustível e sua eficiência energética.

Opções para colocação de circuitos de aquecimento

Todos os cálculos são ajustados com referência ao método de disposição dos circuitos de aquecimento, com instalação oculta do sistema, deve ser considerado o aquecimento das estruturas do edifício.

Opção de aquecimento ao ar livre

Ao calcular para um esquema de aquecimento aberto que se comunica diretamente com a atmosfera através de um tanque de expansão aberto, as perdas de energia são necessariamente levadas em consideração quando o refrigerante esfria.

O sistema de aquecimento de uma casa privada com duas unidades

O sistema de aquecimento de uma casa privada com duas unidades

A opção de aquecimento em uma casa de log

A opção de aquecimento em uma casa de log

Entrada de ar e vazamento de calor através de janelas e portas

Entrada de ar e vazamento de calor através de janelas e portas

Sistema de ventilação com fornecimento de ar fresco

Sistema de ventilação com fornecimento de ar fresco

Diagrama de água quente sanitária e aquecimento

Diagrama de água quente sanitária e aquecimento

Seleção da caldeira por tipo de combustível

Seleção da caldeira por tipo de combustível

Opções para colocação de circuitos de aquecimento

Opções para colocação de circuitos de aquecimento

Opção de aquecimento ao ar livre

Opção de aquecimento ao ar livre

Eficaz cálculo de aquecimento para uma casa particular, é necessário levar em conta os materiais utilizados na construção de paredes.

Por exemplo, com espessura igual de uma parede feita de madeira e tijolo, o calor é conduzido com intensidade diferente - as perdas de calor através de estruturas de madeira são mais lentas. Alguns materiais transmitem calor melhor (metal, tijolo, concreto), outros pior (madeira, lã mineral, espuma de poliestireno).

A atmosfera dentro do edifício residencial está indiretamente conectada com o ambiente externo do ar. As paredes, aberturas de janelas e portas, o teto e a fundação no inverno transferem o calor da casa para o exterior, suprindo o frio. Eles representam 70-90% da perda total de calor da casa de campo.

Perda de calor para calcular o sistema de aquecimento de uma casa particular

As paredes, o telhado, as janelas e as portas deixam o calor no inverno. O gerador de imagens mostrará claramente o vazamento de calor

O constante vazamento de energia térmica durante a estação de aquecimento também ocorre através de ventilação e esgoto.

Ao calcular a perda de calor da construção de moradias individuais, esses dados geralmente não são levados em consideração. Mas a inclusão da perda de calor nos sistemas de esgoto e ventilação no cálculo geral de calor da casa é a solução correta.

Casa de campo de perda de calor

O sistema de isolamento térmico adequadamente ajustado pode reduzir significativamente o vazamento de calor que passa pelas estruturas do edifício, aberturas de portas / janelas

É impossível calcular o circuito de aquecimento autônomo de uma casa de campo sem avaliar a perda de calor de suas estruturas envolvidas. Mais precisamente, não vai funcionar determinar o poder da caldeira de aquecimento, suficiente para aquecer a casa nas geadas mais ferozes.

A análise do consumo real de energia térmica através das paredes permitirá comparar o custo do equipamento da caldeira e do combustível com o custo de isolamento das estruturas envolvidas.

Afinal, quanto mais energia a casa é eficiente, ou seja, quanto menos calor perder nos meses de inverno, menor será o custo de compra de combustível.

Para o cálculo adequado do sistema de aquecimento, será necessário condutividade térmica materiais de construção comuns.

Condutividade térmica de materiais estruturais

Tabela de valores de condutividade térmica de vários materiais de construção, mais usados ​​quando erigidos

Cálculo da perda de calor através das paredes

Usando o exemplo de uma cabana de dois andares condicional, calculamos as perdas de calor através de suas estruturas de parede.

Linha de base:

  • “caixa” quadrada com paredes frontais de 12 m de largura e 7 m de altura;
  • nas paredes de 16 aberturas, a área de cada 2,5 m2;
  • material da parede frontal - cerâmica maciça;
  • espessura da parede - 2 tijolos.

Em seguida, vamos calcular o grupo de indicadores a partir dos quais o valor total da perda de calor através das paredes é formado.

Indicador de Resistência ao Calor

Para descobrir o índice de resistência à transferência de calor para uma parede de fachada, é necessário dividir a espessura do material da parede pelo seu coeficiente de condutividade térmica.

Para vários materiais de construção, os dados de condutividade térmica são apresentados nas imagens acima e abaixo.

Coeficiente de condutividade térmica de isolamento

Para cálculos precisos, é necessário o coeficiente de condutividade térmica dos materiais isolantes de calor utilizados na construção.

Nossa parede convencional é construída em tijolo cerâmico, o coeficiente de condutividade térmica - 0,56 W / m ·sobreC. Sua espessura, levando em conta a colocação no TsPR, é de 0,51 m.Especificando a espessura da parede pelo coeficiente de condutividade térmica do tijolo, obtemos a resistência à transferência de calor da parede:

0,51: 0,56 = 0,91 W / m2 × oCom

O resultado da divisão é arredondado para duas casas decimais, não há necessidade de dados mais precisos sobre resistência à transferência de calor.

Área da parede exterior

Como um edifício quadrado foi escolhido como um exemplo, a área de suas paredes é determinada pela multiplicação da largura pela altura de uma parede e, em seguida, pelo número de paredes externas:

12,7 · 4 = 336 m2

Assim, conhecemos a área das paredes da fachada. Mas o que dizer das aberturas de janelas e portas, ocupando juntas 40 m2 (2,5 · 16 = 40 m2a) parede frontal, você precisa levá-los em conta?

De fato, como calcular corretamente aquecimento independente em uma casa de madeira excluindo a resistência à transferência de calor de estruturas de janelas e portas.

Como calcular a perda de calor através das paredes

O coeficiente de condutividade térmica dos materiais de isolamento térmico utilizados para o isolamento de paredes de suporte

Se você precisa calcular a perda de calor de um grande edifício ou de uma casa quente (eficiência energética) - sim, tendo em conta os coeficientes de transferência de calor de caixilhos de janelas e portas de entrada, quando o cálculo será correto.

No entanto, para edifícios baixos construídos a partir de materiais tradicionais, as aberturas de portas e janelas podem ser negligenciadas. Ou seja não tire sua área da área total das paredes da fachada.

Perda de calor total da parede

Descobrimos a perda de calor da parede do seu metro quadrado a uma diferença de um e dois graus dentro e fora da casa.

Para fazer isso, dividimos a unidade pela resistência de transferência de calor da parede, calculada anteriormente:

1: 0,91 = 1,09 W / m2·sobreCom

Conhecendo a perda de calor do metro quadrado do perímetro das paredes externas, pode-se determinar a perda de calor em certas temperaturas da rua.

Por exemplo, se a temperatura em uma casa de campo for +20 sobreC e na rua -17 sobreC, a diferença de temperatura será 20 + 17 = 37 sobreC. Nesta situação, a perda total de calor das paredes da nossa casa condicional será:

0,91 · 336 · 37 = 11313 W,

Onde: 0,91 - resistência à transferência de calor por metro quadrado; 336 - a área das paredes da frente; 37 - a diferença de temperatura entre sala e atmosfera ao ar livre.

Materiais de isolamento térmico - condutividade térmica

Coeficiente de condutividade térmica de materiais isolantes de calor utilizados para isolamento de pavimentos / paredes, para pavimentação em piso seco e nivelamento de paredes

Vamos recalcular o valor obtido de perdas de calor em quilowatts-hora, eles são mais convenientes para a percepção e cálculos subsequentes da potência do sistema de aquecimento.

Perda de calor na parede em quilowatts-horas

Primeiro, descubra quanta energia térmica atravessa as paredes em uma hora a uma diferença de temperatura de 37 sobreC.

Lembramos que o cálculo é realizado para uma casa com características de design que são condicionalmente selecionadas para cálculos de demonstração e demonstração:

11313 · 1: 1000 = 11,313 kW · h,

Onde: 11313 é o valor de perda de calor obtido anteriormente; 1 hora; 1000 é o número de watts por kilowatt.

Condutividade térmica de materiais de construção e isolamento térmico

O coeficiente de condutividade térmica de materiais de construção utilizados para isolamento de paredes e tetos

Para calcular a perda de calor por dia, o valor resultante da perda de calor por hora é multiplicado por 24 horas:

11,313 · 24 = 271,512 kW · h

Para maior clareza, vamos descobrir a perda de calor para a temporada completa de aquecimento:

7 · 30 · 271,512 = 57017,52 kW · h,

Onde: 7 - o número de meses na estação de aquecimento; 30 - o número de dias no mês; 271.512 - perda de calor diária das paredes.

Assim, a perda de calor calculada de uma casa com as características acima do invólucro do edifício será de 57017,52 kWh para os sete meses da estação de aquecimento.

Contabilização dos efeitos da ventilação de uma casa particular

Cálculo de perdas de calor de ventilação durante a estação de aquecimento como um exemplo será realizado para uma casa de campo condicional de forma quadrada, com uma parede de 12 metros de largura e 7 metros de altura.

Excluindo móveis e paredes interiores, o volume interno da atmosfera neste edifício será:

12 · 12 · 7 = 1008 m3

A temperatura do ar +20 sobreC (norma na estação de aquecimento) sua densidade é igual a 1.2047 kg / m3e o calor específico 1,005 kJ / (kg ·sobreC)

Calcule a massa da atmosfera na casa:

1008 · 1,2047 = 1214,34 kg,

Onde: 1008 - o volume do ambiente doméstico; 1.2047 - densidade do ar em t +20 sobreC.

Tabela de condutividade térmica de materiais relacionados

A tabela com o valor do coeficiente de condutividade térmica dos materiais que podem ser necessários ao realizar cálculos precisos

Suponha uma mudança de cinco vezes no volume de ar nas dependências da casa. Note que o exato demanda de oferta ar fresco depende do número de inquilinos da casa de campo.

Com uma diferença de temperatura média entre a casa e a rua durante a estação de aquecimento, igual a 27 sobreC (20 sobreCom casa, -7 sobreDa atmosfera externa) durante o dia por aquecer o ar frio entrante precise de energia térmica:

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

Onde: 5 - o número de mudanças de ar nas instalações; 27 - diferença de temperatura entre o ambiente da sala e a rua; 1214,34 - densidade do ar em t +20 sobreC; 1,005 - calor específico do ar.

Traduzimos quilojoules para quilowatts-hora, dividindo o valor pelo número de quilojoules por quilowatt-hora (3600):

164755,58: 3600 = 45,76 kWh

Tendo descoberto o custo da energia térmica para aquecer o ar da casa quando este é substituído cinco vezes através de ventilação de ar fresco, é possível calcular as perdas de calor “atmosféricas” durante a estação de aquecimento de sete meses:

7 · 30 · 45,76 = 9609,6 kW · h,

Onde: 7 - o número de meses "aquecidos"; 30 é o número médio de dias em um mês; 45,76 - o custo diário de energia térmica para aquecimento do ar de alimentação.

Ventilação (infiltração) custos de energia são inevitáveis, uma vez que a renovação do ar nos quartos da casa é vital.

As necessidades de aquecimento de uma atmosfera de ar substituível em uma casa precisam ser calculadas, somadas com a perda de calor através de estruturas de parede e levadas em conta na escolha de uma caldeira de aquecimento. Existe outro tipo de energia térmica, a última - a perda de calor do esgoto.

Custos de energia para preparar a DHW

Se durante os meses quentes a água fria vem da torneira para a casa de campo, então durante a estação de aquecimento é frio, com uma temperatura não superior a +5 sobreC. Tomar banho, lavar a louça e lavar impossível sem aquecer a água.

A água coletada no tanque do banheiro entra em contato através das paredes com a atmosfera da casa, tomando um pouco de calor. O que acontece com a água aquecida pela queima de combustível não livre e gasto em necessidades domésticas? É drenado no esgoto.

Caldeira com caldeira

Caldeira de circuito duplo com caldeira de aquecimento indireto, usada tanto para aquecimento do transportador de calor como para fornecimento de água quente ao circuito construído para ele

Considere um exemplo. Uma família de três pessoas, suponha que consuma 17 m3 água mensalmente. 1000 kg / m3 - a densidade da água e 4.183 kJ / kgsobreC é o seu calor específico.

A temperatura média de aquecimento de água destinada a necessidades domésticas, seja +40 sobreC. Assim, a diferença da temperatura média entre a água fria que entra na casa (+5 sobreC) e aquecido em caldeira (+30 sobreC) acontece 25 sobreC.

Para o cálculo da perda de calor de esgoto consideramos:

17 · 1000 · 25 · 4,183 = 1777775 kJ,

Onde: 17 - o volume mensal de consumo de água; 1000 é a densidade da água; 25 - diferença de temperatura entre a água fria e a aquecida; 4,183 - capacidade térmica específica da água;

Para converter kilojoules em quilowatts mais claros:

1777775: 3600 = 493,82 kWh

Assim, para o período de sete meses da estação de aquecimento, a energia térmica no montante de:

493,82 · 7 = 3456,74 kW · h

O consumo de energia térmica para aquecimento de água para necessidades higiênicas é pequeno comparado à perda de calor através de paredes e ventilação. Mas também os custos de energia, o carregamento da caldeira ou caldeira de aquecimento e o consumo de combustível.

Cálculo do poder da caldeira de aquecimento

A caldeira no sistema de aquecimento é projetada para compensar a perda de calor do edifício. E também, no caso de sistema de circuito duplo ou em equipamento de uma caldeira com uma caldeira de aquecimento indireto, para aquecimento de água para necessidades higiênicas.

Tendo calculado as perdas de calor diárias e o fluxo de água quente “para o sistema de esgotos”, é possível determinar com precisão a capacidade de caldeira necessária para uma casa de uma determinada área e as características do envelope do edifício.

Caldeira de aquecimento

A caldeira de circuito único produz apenas o aquecimento do meio de aquecimento para o sistema de aquecimento

Para determinar a potência da caldeira de aquecimento, é necessário calcular o custo da energia térmica em casa através das paredes da fachada e aquecer a atmosfera de ar alternada no interior.

Dados necessários sobre a perda de calor em quilowatts-hora por dia - no caso de uma casa condicional, calculada como exemplo, é:

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

Onde: 271.512 - perdas diárias de calor por paredes externas; 45,76 - perdas diárias de calor para aquecimento do ar de alimentação.

Por conseguinte, a capacidade de aquecimento necessária da caldeira será:

317,272: 24 (horas) = ​​13,22 kW

No entanto, essa caldeira estará sob uma carga constantemente alta, reduzindo sua vida útil. E em dias especialmente frios, a capacidade calculada da caldeira não será suficiente, já que com uma alta diferença de temperatura entre a sala e as atmosferas das ruas, a perda de calor do edifício aumentará acentuadamente.

Portanto escolha uma caldeira em média cálculo do custo da energia térmica não vale a pena - não pode lidar com geadas severas.

Seria racional aumentar em 20% a potência necessária do equipamento da caldeira:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 kW

Para calcular a potência necessária do segundo circuito da caldeira, aquecimento de água para lavar pratos, tomar banho, etc. é necessário dividir o consumo mensal de calor das perdas de calor do esgoto pelo número de dias em um mês e por 24 horas:

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

De acordo com os resultados dos cálculos, a potência ideal da caldeira para uma casa de campo de exemplo é de 15,86 kW para o circuito de aquecimento e 0,68 kW para o circuito de aquecimento.

A escolha de radiadores

Tradicionalmente poder do radiador de aquecimento Recomenda-se escolher pela área da sala aquecida, e com 15-20% de superestimação das necessidades de energia, apenas no caso.

Por exemplo, considere como correto o método de selecionar um radiador "10 m2 de área - 1,2 kW".

Formas de conectar radiadores

A energia térmica dos radiadores depende do método de sua conexão, que deve ser levado em conta ao calcular o sistema de aquecimento

Linha de base: sala de canto no primeiro nível de uma casa de dois andares IZHS; parede exterior de tijolos cerâmicos de alvenaria de dupla fileira; largura do quarto 3 m, comprimento 4 m, altura do teto 3 m.

Sob um esquema de seleção simplificado, propõe-se calcular a área da sala, consideramos:

3 (largura) · 4 (comprimento) = 12 m2

Ou seja a potência necessária do radiador de aquecimento, com uma sobretaxa de 20%, é de 14,4 kW. E agora calculamos os parâmetros de potência do radiador de aquecimento com base na perda de calor da sala.

De fato, a área da sala afeta a perda de energia térmica menor que a área de suas paredes, saindo de um lado para o lado de fora do prédio (fachada).

Portanto, vamos considerar exatamente a área das paredes "de rua" na sala:

3 (largura) · 3 (altura) + 4 (comprimento) · 3 (altura) = 21 m2

Conhecendo a área das paredes que transmitem calor "para a rua", calculamos a perda de calor quando a diferença entre a temperatura ambiente e a externa é de 30sobre (na casa +18 sobreC, fora -12 sobreC) e imediatamente em quilowatts-hora:

0,91 · 21 · 30: ​​1000 = 0,57 kW,

Onde: 0,91 - resistência à transferência de calor m2 paredes do quarto, de frente para a rua; 21 - a área das paredes de rua; 30 - diferença de temperatura dentro e fora da casa; 1000 é o número de watts em quilowatts.

Instalação de radiadores

De acordo com os padrões de construção, os dispositivos de aquecimento estão localizados em locais de máxima perda de calor. Por exemplo, os radiadores são instalados sob aberturas de janelas, pistolas de ar quente - sobre a entrada da casa. Nos quartos de canto, as baterias são instaladas em paredes vazias expostas à exposição máxima aos ventos.

Acontece que para compensar as perdas de calor através das paredes da fachada desta estrutura, a 30sobre a diferença de temperatura na casa e na rua é suficiente capacidade de aquecimento de 0,57 kW · h. Aumentar a potência necessária em 20, mesmo em 30% - obtemos 0,74 kWh.

Assim, as necessidades reais de energia do aquecimento podem ser significativamente menores do que o esquema de negociação “1,2 kW por metro quadrado do espaço ocupado”.

Além disso, o cálculo correto da potência necessária dos radiadores de aquecimento reduzirá o volume meio de aquecimento no sistema de aquecimento, o que reduzirá a carga nos custos da caldeira e do combustível.

Conclusões e vídeos úteis sobre o tema

Onde o calor sai da casa - as respostas são fornecidas por um vídeo visual:

O vídeo descreve o procedimento para calcular a perda de calor em casa através de estruturas de fechamento. Conhecendo a perda de calor, você pode calcular com precisão a potência do sistema de aquecimento:

Vídeo detalhado sobre os princípios de seleção de características de potência da caldeira de aquecimento, veja abaixo:

A geração de calor aumenta anualmente no preço - aumento dos preços dos combustíveis. E o calor não é constantemente suficiente. É impossível tratar indiferentemente o consumo de energia da casa de campo - é completamente inútil.

Por um lado, cada nova estação de aquecimento é mais cara e mais cara para um proprietário. Por outro lado, a meteorização das paredes, a fundação e o telhado de uma casa de campo custa um bom dinheiro. No entanto, quanto menos calor sair do edifício, mais barato será aquecê-lo..

Preservação de calor nas instalações da casa - a principal tarefa do sistema de aquecimento nos meses de inverno. A escolha da potência da caldeira depende do estado da casa e da qualidade do isolamento de suas estruturas. O princípio de "quilowatt por 10 quadrados da área" trabalha na casa de campo da condição média das fachadas, telhado e fundação.

Você calculou independentemente o sistema de aquecimento da sua casa? Ou notou a inconsistência dos cálculos apresentados no artigo? Compartilhe sua experiência prática ou a quantidade de conhecimento teórico, deixando um comentário no bloco deste artigo.

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