- Загубата на топлина от частна къща
- Изчисляване на мощността на отоплителния котел
- Изборът на радиатори
- Заключения и полезно видео по темата
Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Отоплението на частна къща е необходим елемент от комфортното жилище. Приемам, че подреждането на отоплителния комплекс трябва да се подхожда внимателно, защото грешките са скъпи. Но никога не сте правили такива изчисления и не знаете как да ги изпълнявате правилно?
Ще ви помогнем - в нашата статия ще разгледаме подробно как се прави изчислението на отоплителната система на частна къща, за да се компенсират ефективно топлинните загуби през зимните месеци.
Нека дадем конкретни примери, добавяйки материали и полезни видео съвети, както и актуални таблици с показатели и коефициенти, необходими за изчисленията.
Загубата на топлина от частна къща
Сградата губи топлина поради разликата в температурата на въздуха вътре и извън къщата. Загубите на топлина са по-високи, като по-значителна е площта на ограждащите конструкции на сградата (прозорци, покрив, стени, сутерен).
Също така, загубата на топлинна енергия, свързана с материалите на ограждащите конструкции и техните размери. Например загубата на топлина от тънки стени е повече от дебела.
Основната цел на изчисляването на отоплението е компетентният избор на отоплителна единица, която може да компенсира загубите на топлина през студения период на годината. 
За да се избере необходимото енергийно оборудване, топлинните загуби се натрупват през обвивката на сградата. 
Изчисленията вземат предвид изтичането на топлина през свободно затварящите се крила на прозорците и крилата на вратата, както и енергията, необходима за нагряване на входящия въздух. 
За помещения с организирана механична вентилация, извършваща смесване на свежа въздушна маса отвън, се взема предвид необходимостта от консумация на енергия за нейното отопление. 
Ако се планира да се използва двуконтурен котел като основна единица за отопление и загряване на вода за системата за БГВ, необходимата за тази задача енергия се взема предвид при изчисленията. 
Компетентните изчисления задължително отчитат вида на горивото и неговата енергийна ефективност. 
Всички изчисления се регулират по отношение на метода на подреждане на отоплителните кръгове, при скрито инсталиране на системата, трябва да се обърне внимание на отоплението на строителните конструкции. 
Когато се изчислява за отворена отоплителна схема, която комуникира директно с атмосферата през отворен разширителен съд, загубите на енергия се вземат предвид при охлаждането на охлаждащата течност.
Ефективното изчисляване на отоплението за частен дом задължително взема предвид материалите, използвани при изграждането на стени.
Например, при еднаква дебелина на стена, направена от дърво и тухла, топлината се провежда с различна интензивност - топлинните загуби от дървени конструкции отиват по-бавно. Някои материали предават топлината по-добре (метал, тухли, бетон), други по-лоши (дърво, минерална вата, пенополистирол).
Атмосферата в жилищната сграда е непряко свързана с външната въздушна среда. Стените, прозорците и отворите на вратите, покривът и основата през зимата пренасят топлината от къщата навън, като вместо това осигуряват студ. Те представляват 70-90% от общите топлинни загуби на вилата.
Стените, покривът, прозорците и вратите изпускат топлината през зимата. Камерата ясно ще покаже изтичането на топлина
Постоянното изтичане на топлинна енергия през отоплителния сезон се осъществява и чрез вентилация и канализация.
При изчисляване на топлинните загуби на индивидуалното жилищно строителство тези данни обикновено не се вземат предвид. Но включването на загубите на топлина през канализационните и вентилационните системи в общото изчисление на топлината на къщата е правилното решение.
Правилно разположената топлоизолационна система може значително да намали изтичането на топлина през строителните конструкции, вратите / прозорците
Не е възможно да се изчисли автономният отоплителен кръг на селска къща, без да се оценява загубата на топлина от нейните ограждащи конструкции. По-точно, няма да бъде възможно да се определи силата на отоплителния котел, достатъчен за отопление на къщата в най-тежките студове.
Анализът на действителното потребление на топлинна енергия през стените ще ви позволи да сравните разходите за котелно оборудване и гориво с разходите за изолация на ограждащите конструкции.
В края на краищата, по-енергийно ефективната къща, т.е. колкото по-малко топлина губи през зимните месеци, толкова по-ниски са разходите за закупуване на гориво.
За правилното изчисляване на отоплителната система ще е необходим коефициент на топлопроводимост на обикновените строителни материали.
Таблица на стойностите на топлопроводимостта на различни строителни материали, най-често използвани при изграждането
Изчисляване на загубите на топлина през стените
Използвайки примера на условна двуетажна къща, ние изчисляваме топлинните загуби през стеновите й конструкции.
Предистория:
- квадратна "кутия" с предни стени 12 m широчина и 7 m височина;
- в стените на 16 отвора, площта на всеки 2, 5 m 2 ;
- материал за предна стена - масивна тухлена керамика;
- дебелина на стената - 2 тухли.
След това ще изчислим групата от показатели, от които се формира общата стойност на топлинните загуби през стените.
Индикатор за топлинна устойчивост
За да се установи индексът на съпротивление на топлопреминаване за фасадна стена, е необходимо да се раздели дебелината на материала на стената с неговия коефициент на топлопроводност.
За редица строителни материали данните за топлопроводимостта са представени на изображенията по-горе и по-долу.
За точни изчисления се изисква коефициентът на топлопроводимост на топлоизолационните материали, използвани в строителството.
Нашата конвенционална стена е изградена от керамична тухла, коефициентът на топлопроводимост е 0.56 W / m · o C. Дебелината му, като се вземе предвид зидария на TsPR, е 0, 51 m.
0.51: 0.56 = 0.91 W / т2 ° С
Резултатът от разделянето се закръглява до втория десетичен знак, няма нужда от по-точни данни за съпротивлението на топлопреминаване.
Площ на външната стена
Тъй като за пример е избрана квадратна сграда, площта на нейните стени се определя чрез умножаване на ширината с височината на една стена, след това с броя на външните стени:
12, 74 = 336 m 2
Така че, ние знаем площта на фасадните стени. Но какво да кажем за отворите за прозорци и врати, които заемат заедно 40 м2 (2.5 · 16 = 40 m 2 ) от стената на фасадата, трябва ли да ги вземете предвид?
Всъщност, как правилно да се изчисли автономното отопление в дървена къща, без да се вземе предвид съпротивлението на топлопреминаване на конструкциите на прозорците и вратите.
Коефициентът на топлопроводимост на топлоизолационни материали, използвани за изолация на носещи стени
Ако трябва да изчислите топлинните загуби на голяма сграда или топла къща (енергийно ефективни) - да, като се вземат предвид коефициентите на топлопреминаване на дограмата и входните врати при изчисляване ще бъдат правилни.
Въпреки това, за нискоетажни сгради IZHS, изградени от традиционни материали, вратите и прозорците могат да бъдат пренебрегнати. Т.е. не отнемайте площта им от общата площ на фасадните стени.
Обща загуба на топлина на стената
Откриваме топлинните загуби на стената от един квадратен метър при разлика от една и две градуса вътре и извън къщата.
За да направим това, разделяме единицата на съпротивлението на топлопреминаване на стената, изчислено по-рано:
1: 0.91 = 1.09 W / т2 ° С
Знаейки загубите на топлина от квадратен метър от периметъра на външните стени, може да се определи загубата на топлина при определени температури на улицата.
Например, ако температурата в една къща е +20 o C, а извън -17 o C, температурната разлика ще бъде 20 + 17 = 37 o C. В такава ситуация, общите топлинни загуби на стените на нашата конвенционална къща ще бъдат:
0.91 · 336 · 37 = 11313 W,
Където: 0.91 - съпротивление на топлообмен на квадратен метър стена; 336 - площта на предните стени; 37 - температурната разлика между помещението и външната атмосфера.
Коефициент на топлопроводимост на топлоизолационни материали, използвани за изолация на пода / стените, за сухи подови настилки и изравняване на стени
Нека преизчислим получената стойност на топлинните загуби в киловат-часа, те са по-удобни за възприемане и последващи изчисления на мощността на отоплителната система.
Загуба на топлина в киловат-час
Първо, разберете колко топлинна енергия преминава през стените за един час с температурна разлика от 37 ° C.
Напомняме ви, че изчислението се извършва за къща с проектни характеристики, които са условно избрани за демонстрационни и демонстрационни изчисления:
11313 · 1: 1000 = 11, 313 kW · h,
Където: 11313 е стойността на топлинните загуби, получена по-рано; 1 час; 1000 е броят на вата на киловат.
Коефициентът на топлопроводимост на строителните материали, използвани за изолация на стени и тавани
За изчисляване на топлинните загуби на ден, получената стойност на топлинните загуби за час се умножава по 24 часа:
11, 313 · 24 = 271, 512 kW · h
За по-голяма яснота разгледаме топлинните загуби за целия отоплителен сезон:
7 · 30 · 271, 512 = 57017, 52 kW · h,
Къде: 7 - броят на месеците в отоплителния сезон; 30 - броя на дните в месеца; 271, 512 - дневна загуба на топлина на стените.
Така изчислената загуба на топлина от къща с избраните по-горе характеристики на сградната обвивка ще бъде 57017.52 kWh за седемте месеца на отоплителния сезон.
Отчитане на ефектите от вентилацията на частна къща
Като пример за изчисляване на вентилационните топлинни загуби през отоплителния сезон ще се използва условна вила с квадратна форма със стена с широчина 12 метра и височина 7 метра.
С изключение на мебели и вътрешни стени, вътрешният обем на атмосферата в тази сграда ще бъде:
12 · 12 · 7 = 1008 m 3
При температура на въздуха от +20 o C (норма по време на отоплителния сезон) плътността му е равна на 1.2047 kg / m 3, а специфичният топлинен капацитет е 1.005 kJ / (kg · o C).
Изчислете масата на атмосферата в къщата:
1008 · 1.2047 = 1214.34 kg,
Къде: 1008 - обемът на домашната атмосфера; 1.2047 - плътност на въздуха при t +20 o C.
Таблицата със стойността на коефициента на топлопроводимост на материалите, които могат да се изискват при извършване на точни изчисления
Да предположим петкратна промяна на обема на въздуха в помещенията на къщата. Имайте предвид, че точната необходимост от прием на свеж въздух зависи от броя на жителите на вилата.
При средна температурна разлика между къщата и улицата по време на отоплителния сезон, равна на 27 o C (20 o C домашна -7 o C външна атмосфера) за един ден за отопление на входящия студен въздух е необходима топлинна енергия:
5, 27 · 1214, 34 · 1, 005 = 164755, 58 kJ,
Къде: 5 - броят на промените на въздуха в помещенията; 27 - разлика в температурата между помещението и уличната атмосфера; 1214.34 - плътност на въздуха при t +20 o C; 1, 005 - специфична топлина на въздуха.
Превеждаме килоджаулите на киловат-часове, като разделяме стойността на броя килоджаули на киловатчас (3600):
164755.58: 3600 = 45.76 kWh
Откривайки цената на топлинната енергия за нагряване на въздуха в къщата, когато тя се сменя пет пъти чрез вентилация на свеж въздух, е възможно да се изчислят „въздушните“ топлинни загуби през седеммесечния отоплителен сезон:
7 · 30 · 45, 76 = 9609, 6 kW · h,
Къде: 7 - броят на "отопляемите" месеци; 30 е средният брой дни в месеца; 45.76 - дневните разходи за топлинна енергия за отопление на захранващия въздух.
Вентилационните (инфилтрационни) енергийни разходи са неизбежни, тъй като обновяването на въздуха в помещенията на вилата е от жизненоважно значение.
Необходимо е да се изчислят отоплителните нужди на сменяема въздушна атмосфера в една къща, сумирани с загубите на топлина чрез стенни конструкции и взети под внимание при избора на котел за отопление. Има друг вид топлинна енергия, а последната - загуба на топлина от канализацията.
Енергийни разходи за подготовка на БГВ
Ако през топлите месеци студена вода идва от чешмата към къщата, то през отоплителния сезон е ледено студена, с температура не по-висока от +5 о С. Къпане, миене на съдове и миене са невъзможни без загряване на водата.
Водата, събрана в тоалетната чиния, контактува през стените с домашната атмосфера, като взима малко топлина. Какво се случва с водата, която се загрява чрез изгаряне на гориво и се изразходва за битови нужди? Изцежда се в канализацията.
Двуконтурен котел с котел с индиректно отопление, използван както за отопление на топлоносителя, така и за подаване на топла вода към изградената за него верига
Помислете за пример. Семейство от трима души предполага, че консумира 17 м 3 вода на месец. 1000 kg / m 3 е плътността на водата, а 4.183 kJ / kg ° C е неговият специфичен топлинен капацитет.
Нека средната температура на водата за отопление, предназначена за битови нужди, да бъде +40 o C. Съответно, разликата в средната температура между студена вода, постъпваща в къщата (+ 5 o C) и загрята в котел (+ 30 o C) е 25 o C.
За изчисляване на топлинните загуби от отпадъчни води, считаме:
17 · 1000 · 25 · 4, 183 = 1777775 kJ,
Къде: 17 - месечният обем на потреблението на вода; 1000 е плътността на водата; 25 - температурна разлика между студена и нагрята вода; 4.183 - специфичен топлинен капацитет на водата;
За да конвертирате килоджоули в по-ясни киловатчаса:
1777775: 3600 = 493.82 kWh
Така, за седеммесечния период на отоплителния сезон, топлинната енергия в размер на:
493.82 · 7 = 3456.74 kW · h
Потреблението на топлинна енергия за отопление на вода за хигиенни нужди е малко в сравнение с загубата на топлина през стените и вентилацията. Но това също е свързано с разходи за енергия, зареждане на отоплителния котел или котел и причиняване на разход на гориво.
Изчисляване на мощността на отоплителния котел
Котелът в отоплителната система е проектиран да компенсира топлинните загуби на сградата. Също така, в случай на двуконтурна система или когато котелът е оборудван с котел с индиректно отопление, за да се затопли водата за хигиенни нужди.
След изчисляване на дневните топлинни загуби и потока на топла вода “към канализационната система” е възможно точно да се определи необходимата мощност на котела за дадена къща и характеристиките на ограждащите конструкции.
Едноконтурният котел произвежда само отоплителната среда за отоплителната система
За да се определи мощността на отоплителния котел, е необходимо да се изчисли цената на топлинната енергия у дома през фасадните стени и да се загрее променливата въздушна атмосфера в интериора.
Необходимите данни за топлинните загуби в киловатчаса на ден - в случай на условна къща, изчислени като пример, са:
271, 512 + 45, 76 = 317, 272 kWh,
Къде: 271, 512 - дневни топлинни загуби от външни стени; 45.76 - дневни топлинни загуби за нагряване на подавания въздух.
Съответно, необходимата топлинна мощност на котела ще бъде:
317.272: 24 (часа) = 13.22 kW
Въпреки това, такъв котел ще бъде под постоянно натоварване, което намалява експлоатационния му живот. И особено в мразовитите дни изчислената мощност на котела няма да е достатъчна, тъй като при висока температурна разлика между помещението и уличната атмосфера загубата на топлина от сградата рязко ще се увеличи.
Ето защо, не си струва избора на котел на базата на средно изчисление на цената на топлинната енергия - тя не може да се справи с тежки студове.
Би било разумно да се увеличи необходимата мощност на котелното оборудване с 20%:
13, 22 · 0, 2 + 13, 22 = 15, 86 kW
За да се изчисли необходимата мощност на втория кръг на котела, загряване на водата за миене на съдове, къпане и др., Е необходимо месечното потребление на топлина от “канализационните” топлинни загуби да се раздели на броя на дните в месеца и на 24 часа:
493.82: 30: 24 = 0.68 kW
Според резултатите от изчисленията оптималната мощност на котела за примерна къща е 15, 86 kW за отоплителния кръг и 0, 68 kW за отоплителния кръг.
Изборът на радиатори
Традиционно, мощността на отоплителния радиатор се препоръчва да се избере площта на отопляваното помещение и с 15-20% надценяване на енергийните нужди, за всеки случай.
Например, помислете колко правилен е методът за избор на радиатор "10 m2 площ - 1.2 kW".
Топлинната мощност на радиаторите зависи от начина на свързване, който трябва да се вземе предвид при изчисляване на отоплителната система
Изходно положение: ъглова стая на първо ниво на двуетажна къща IZHS; външна стена от двуредови зидани керамични тухли; ширина на стаята 3 m, дължина 4 m, височина на тавана 3 m.
При опростена схема за подбор се предлага да се изчисли площта на помещението, като се вземе предвид:
3 (ширина) · 4 (дължина) = 12 m 2
Т.е. необходимата мощност на радиатора с 20% надбавка е 14, 4 kW. И сега изчисляваме параметрите на мощността на радиатора за отопление въз основа на топлинните загуби на помещението.
Всъщност, площта на помещението влияе по-малко на загубата на топлинна енергия, отколкото площта на стените, излизайки от едната страна към външната страна на сградата (фасадата).
Затова ще разгледаме точно областта на "уличните" стени в стаята:
3 (ширина) · 3 (височина) + 4 (дължина) · 3 (височина) = 21 m 2
Знаейки площта на стените, които пренасят топлина "на улицата", изчисляваме топлинните загуби, когато разликата между стайната и външната температура е 30 o (в къщата е +18 o C, извън -12 o C), и веднага в киловат-часа:
0.91 · 21 · 30: 1000 = 0.57 kW,
Където: 0.91 - съпротивление на топлопреминаване m2 стени на помещението, с лице към улицата; 21 - площта на "уличните" стени; 30 - температурна разлика вътре и извън къщата; 1000 е броят на вата в киловати.
Според строителните стандарти отоплителните уреди са разположени на места с максимална топлинна загуба. Например, радиатори са инсталирани под прозорци отвори, топлина пушки - над входа на къщата. В ъгловите стаи батериите се монтират на празни стени, изложени на максимално излагане на вятър.
Оказва се, че за да се компенсират загубите на топлина през фасадните стени на тази конструкция, с 30 ° разлика в температурата в къщата и на улицата, отопление с мощност 0, 57 kW · h е достатъчно. Увеличете необходимата мощност с 20, дори с 30% - получаваме 0.74 kWh.
По този начин действителните енергийни нужди от отопление могат да бъдат значително по-ниски от схемата за търговия „1.2 kW на квадратен метър площ”.
Освен това, правилното изчисляване на необходимия капацитет на отоплителните радиатори ще намали количеството на охлаждащата течност в отоплителната система, което ще намали натоварването на котела и разходите за гориво.
Заключения и полезно видео по темата
Където топлината излиза от къщата - отговорите се осигуряват от видеоклип:
Видеото описва процедурата за изчисляване на топлинните загуби у дома чрез ограждащи конструкции. Знаейки загубата на топлина, можете точно да изчислите мощността на отоплителната система:
Подробно видео за принципите на избор на енергийни характеристики на отоплителния котел, виж по-долу:
Производството на топлинна енергия годишно се повишава в цената - повишаването на цените на горивата. И топлината постоянно не е достатъчна. Невъзможно е да се третират безразлично към енергийната консумация на вилата - тя е напълно нерентабилна.
От една страна, всеки нов отоплителен сезон е по-скъп и по-скъп за собствениците на жилища. От друга страна, излагането на стените, основата и покрива на селска къща струват добри пари. Но колкото по-малко топлина напуска сградата, толкова по-евтино ще е да я затопли .
Опазването на топлината в помещенията на къщата - основната задача на отоплителната система през зимните месеци. Изборът на мощност на отоплителния котел зависи от състоянието на къщата и от качеството на изолацията на нейните ограждащи конструкции. Принципът на "киловат на 10 квадрата площ" работи във вилата на средното състояние на фасадите, покривите и мазето.
Изчислили ли сте самостоятелно отоплителната система за вашия дом? Или забелязахме непоследователността на изчисленията, дадени в статията? Споделете практическия си опит или обема на теоретичните знания, оставяйки коментар в блока по тази статия.