Beräkning av värmesystemet i ett privat hus: regler och beräkningsexempel

Att värma ett privat hem är en nödvändig del av bekväma bostäder. Håll med om att arrangemanget av värmekomplexet bör närma sig noggrant, eftersom... misstag blir kostsamma.Men har du aldrig gjort sådana beräkningar och vet inte hur du utför dem korrekt?

Vi hjälper dig - i vår artikel kommer vi att titta i detalj på hur man beräknar värmesystemet i ett privat hus för att effektivt fylla på värmeförlusten under vintermånaderna.

Vi kommer att ge specifika exempel, komplettera artikeln med visuella foton och användbara videotips, samt relevanta tabeller med indikatorer och koefficienter som är nödvändiga för beräkningar.

Värmeförlust av ett privat hus

Byggnaden förlorar värme på grund av skillnaden i lufttemperaturer i och utanför huset. Ju större yta av byggnadsskalet (fönster, tak, väggar, grund), desto högre värmeförlust.

Också termisk energiförlust associerade med materialen i omslutande strukturer och deras dimensioner. Till exempel är värmeförlusten från tunna väggar större än från tjocka väggar.

Effektiv värmeberäkning för ett privat hus måste det ta hänsyn till de material som används vid konstruktionen av omslutande strukturer.

Till exempel, med lika tjocka väggar gjorda av trä och tegel, leder de värme med olika intensiteter - värmeförlusten genom träkonstruktioner är långsammare. Vissa material överför värme bättre (metall, tegel, betong), andra sämre (trä, mineralull, polystyrenskum).

Atmosfären i ett bostadshus är indirekt relaterad till den yttre luftmiljön. Väggar, fönster- och dörröppningar, tak och grund på vintern överför värme från huset till utsidan och ger kyla i gengäld. De står för 70-90 % av stugans totala värmeförlust.

Väggar, tak, fönster och dörrar – allt gör att värmen kan komma ut på vintern. Värmekameran visar tydligt värmeläckor

Konstant läckage av värmeenergi under eldningssäsongen sker även genom ventilation och avlopp.

Vid beräkning av värmeförlusten för individuell bostadskonstruktion tas dessa uppgifter vanligtvis inte med i beräkningen. Men att ta med värmeförluster genom avlopp och ventilationssystem i den övergripande termiska beräkningen av ett hus är fortfarande det rätta beslutet.

Ett väldesignat värmeisoleringssystem kan avsevärt minska värmeläckor som passerar genom byggnadskonstruktioner och dörr-/fönsteröppningar.

Det är omöjligt att beräkna den autonoma värmekretsen för ett hus på landet utan att bedöma värmeförlusten av dess omslutande strukturer. Mer exakt, det kommer inte att fungera bestämma värmepannans effekt, tillräckligt för att värma stugan i de svåraste frostarna.

Analys av den faktiska förbrukningen av värmeenergi genom väggarna gör det möjligt för oss att jämföra kostnaderna för pannutrustning och bränsle med kostnaderna för värmeisolering av omslutande strukturer.

Ju mer energieffektivt ett hus är, d.v.s. Ju mindre värmeenergi den förlorar under vintermånaderna, desto lägre blir kostnaden för att köpa bränsle.

För att korrekt beräkna värmesystemet du behöver värmeledningskoefficient vanliga byggmaterial.

Tabell över värmeledningskoefficienter för olika byggmaterial som oftast används i konstruktion

Beräkning av värmeförlust genom väggar

Med hjälp av exemplet på en konventionell tvåvåningsstuga kommer vi att beräkna värmeförlusten genom dess väggkonstruktioner.

Initial data:

• en fyrkantig "låda" med fasadväggar 12 m breda och 7 m höga;
• Det finns 16 öppningar i väggarna, varje yta är 2,5 m²;
• fasadväggmaterial – massivt keramiskt tegel;
• väggtjocklek - 2 tegelstenar.

Därefter kommer vi att beräkna en grupp indikatorer som utgör det totala värdet av värmeförlusten genom väggarna.

Värmeöverföringsresistansindex

För att ta reda på värmeöverföringsmotståndsindexet för en fasadvägg måste du dela tjockleken på väggmaterialet med dess värmeledningskoefficient.

För ett antal konstruktionsmaterial presenteras data om värmeledningskoefficienten i bilderna ovan och nedan.

För korrekta beräkningar behöver du värmeledningskoefficienten för de värmeisoleringsmaterial som anges i tabellen som används i konstruktionen

Vår villkorliga vägg är byggd av keramiska massiva tegelstenar, vars värmeledningskoefficient är 0,56 W/m^OC. Dess tjocklek, med hänsyn till murverket på det centrala golvet, är 0,51 m. Dividera väggens tjocklek med tegelstenens värmeledningskoefficient, får vi väggens värmeöverföringsmotstånd:

0,51: 0,56 = 0,91 W/m^2×oMED

Vi avrundar divisionsresultatet till två decimaler, det finns inget behov av mer exakta data om värmeöverföringsmotstånd.

Yttre väggyta

Eftersom exemplet är en kvadratisk byggnad, bestäms arean på dess väggar genom att multiplicera bredden med höjden på en vägg, sedan med antalet ytterväggar:

12 7 4 = 336 m²

Så vi känner till området för fasadväggarna. Men hur är det med fönster- och dörröppningarna, som tillsammans upptar 40 m2 (2,5 16 = 40 m)²) fasadvägg, behöver de beaktas?

Faktiskt, hur man korrekt beräknar autonom uppvärmning i ett trähus utan att ta hänsyn till värmeöverföringsmotståndet hos fönster- och dörrkonstruktioner.

Värmeledningskoefficient för värmeisoleringsmaterial som används för isolering av bärande väggar

Om du behöver beräkna värmeförlusten för en stor byggnad eller ett varmt hus (energieffektivt) - ja, med hänsyn till värmeöverföringskoefficienterna för fönsterramar och entrédörrar när du beräknar kommer att vara korrekt.

För låga enskilda bostadsbyggnader byggda av traditionella material kan dock dörr- och fönsteröppningar försummas. De där. subtrahera inte deras yta från fasadväggarnas totala yta.

Allmän värmeförlust från väggar

Vi tar reda på värmeförlusten för en vägg per kvadratmeter när lufttemperaturen i och utanför huset skiljer sig med en grad.

För att göra detta, dividera enheten med väggens värmeöverföringsmotstånd, beräknat tidigare:

1: 0,91 = 1,09 W/m²·^OMED

Genom att känna till värmeförlusten per kvadratmeter av ytterväggarnas omkrets är det möjligt att bestämma värmeförlusten vid vissa utomhustemperaturer.

Till exempel om temperaturen i stugan är +20 ^OC, och det är -17 ute ^OC, temperaturskillnaden blir 20+17=37 ^OC. I en sådan situation kommer den totala värmeförlusten från väggarna i vårt villkorade hus att vara:

0,91 336 37 = 11313 W,

Där: 0,91 - värmeöverföringsmotstånd per kvadratmeter vägg; 336 - område med fasadväggar; 37 - temperaturskillnad mellan rums- och gatatmosfär.

Värmeledningskoefficient för värmeisoleringsmaterial som används för golv/väggisolering, torr golvavjämning och väggavjämning

Låt oss räkna om det resulterande värmeförlustvärdet till kilowattimmar; de är mer praktiska för uppfattning och efterföljande beräkningar av värmesystemets kraft.

Värmeförlust från väggar i kilowattimmar

Låt oss först ta reda på hur mycket termisk energi som kommer att gå genom väggarna på en timme med en temperaturskillnad på 37 ^OMED.

Vi påminner dig om att beräkningen utförs för ett hus med strukturella egenskaper som är villkorligt valda för demonstrationsberäkningar:

11313 · 1 : 1000 = 11,313 kWh,

Där: 11313 är mängden värmeförlust som erhållits tidigare; 1 timme; 1000 är antalet watt i en kilowatt.

Värmeledningskoefficient för byggmaterial som används för isolering av väggar och tak

För att beräkna värmeförlusten per dag, multiplicera den resulterande värmeförlusten per timme med 24 timmar:

11.313 24 = 271.512 kWh

För tydlighetens skull, låt oss ta reda på förlusten av termisk energi för en hel uppvärmningssäsong:

7 30 271,512 = 57017,52 kWh,

Där: 7 är antalet månader under eldningssäsongen; 30 - antal dagar i en månad; 271.512 - daglig värmeförlust av väggar.

Så den beräknade värmeförlusten för ett hus med egenskaperna hos de omslutande strukturerna som valts ovan kommer att vara 57 017,52 kWh under sju månader av uppvärmningssäsongen.

Med hänsyn till påverkan av ventilation i ett privat hus

Som exempel kommer vi att beräkna ventilationsvärmeförluster under eldningssäsongen för en konventionell kvadratisk stuga, med en vägg 12 meter bred och 7 meter hög.

Utan att ta hänsyn till möbler och innerväggar kommer den inre volymen av atmosfären i denna byggnad att vara:

12 12 7 = 1008 m³

Vid lufttemperatur +20 ^OC (norm under eldningssäsongen), dess densitet är 1,2047 kg/m³, och den specifika värmekapaciteten är 1,005 kJ/(kg·^OMED).

Låt oss beräkna massan av atmosfären i huset:

1008 · 1,2047 = 1214,34 kg,

Där: 1008 är volymen av hematmosfären; 1,2047 - luftdensitet vid t +20 ^OMED .

Tabell med värdet av värmeledningskoefficienten för material som kan krävas vid korrekta beräkningar

Låt oss anta en femfaldig förändring av luftvolymen i husets lokaler. Observera att den exakta leveransvolymbehov frisk luft beror på antalet invånare i stugan.

Med en medeltemperaturskillnad mellan huset och gatan under eldningssäsongen lika med 27 ^OC (20 ^OHemifrån, -7 ^OFrån den yttre atmosfären) krävs följande värmeenergi per dag för att värma den kalla tilluften:

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

Där: 5 är antalet inomhusluftbyten; 27 - temperaturskillnad mellan rums- och gatatmosfär; 1214,34 - luftdensitet vid t +20 ^OMED; 1,005 är luftens specifika värmekapacitet.

Låt oss omvandla kilojoule till kilowattimmar genom att dividera värdet med antalet kilojoule i en kilowattimme (3600):

164755,58 : 3600 = 45,76 kWh

Efter att ha tagit reda på kostnaden för termisk energi för att värma luften i huset när den byts ut fem gånger genom forcerad ventilation, kan vi beräkna "luft" värmeförlusten för en sju månader lång uppvärmningssäsong:

7 30 45,76 = 9609,6 kWh,

Där: 7 är antalet "uppvärmda" månader; 30 är det genomsnittliga antalet dagar i en månad; 45,76 - daglig värmeenergiförbrukning för uppvärmning av tilluften.

Energiförbrukning för ventilation (infiltration) är oundviklig, eftersom uppdatering av luften i stugans lokaler är avgörande.

Värmebehovet för den växlande luftatmosfären i huset ska beräknas, summeras med värmeförlust genom byggnadsskalet och beaktas vid val av värmepanna. Det finns ytterligare en typ av värmeenergiförbrukning, den sista är avloppsvärmeförlust.

Energiförbrukning för varmvattenberedning

Om under varma månader kallt vatten kommer från kranen till stugan, är det under uppvärmningssäsongen isigt, med en temperatur som inte är högre än +5 ^OC. Att bada, diska och tvätta är omöjligt utan att värma upp vattnet.

Vattnet som samlas i toalettcisternen kommer genom väggarna i kontakt med hematmosfären och tar bort lite värme. Vad händer med vatten som värms upp genom förbränning av icke-fritt bränsle och går till hushållsbehov? Det hälls i avloppet.

Dubbelkretspanna med en indirekt värmepanna, som används både för att värma kylvätskan och för att tillföra varmvatten till kretsen som är konstruerad för den

Låt oss titta på ett exempel. Låt oss säga att en familj på tre använder 17 m³ vatten varje månad. 1000 kg/m³ är vattentätheten och 4,183 kJ/kg^OC är dess specifika värmekapacitet.

Låt den genomsnittliga uppvärmningstemperaturen för vatten avsett för hushållsbehov vara +40 ^OC. Följaktligen är skillnaden i medeltemperatur mellan det kalla vattnet som kommer in i huset (+5 ^OC) och värms upp i en panna (+30 ^OC) det blir 25 ^OMED.

För att beräkna avloppsvärmeförluster överväger vi:

17 1000 25 4,183 = 1777775 kJ,

Där: 17 är den månatliga mängden vattenförbrukning; 1000 är vattentätheten; 25 - temperaturskillnad mellan kallt och uppvärmt vatten; 4.183 - specifik värmekapacitet för vatten;

Så här konverterar du kilojoule till mer förståeliga kilowattimmar:

1777775 : 3600 = 493,82 kWh

Sålunda, under den sju månader långa uppvärmningssäsongen, går termisk energi in i avloppet i mängden:

493,82 7 = 3456,74 kWh

Termisk energiförbrukning för uppvärmning av vatten för hygieniska behov är liten jämfört med värmeförlust genom väggar och ventilation. Men det är också energikostnader som belastar värmepannan eller pannan och orsakar bränsleförbrukning.

Beräkning av värmepannas effekt

Pannan som en del av värmesystemet är utformad för att kompensera för byggnadens värmeförlust. Och även i så fall dubbelkretssystem eller när pannan utrustas med en indirekt värmepanna för att värma vatten för hygieniska behov.

Genom att beräkna den dagliga värmeförlusten och förbrukningen av varmt vatten "till avloppet", kan du exakt bestämma den nödvändiga pannkraften för en stuga i ett visst område och egenskaperna hos de omslutande strukturerna.

En enkelkretspanna värmer endast kylvätskan för värmesystemet

För att bestämma kraften hos värmepannan är det nödvändigt att beräkna kostnaden för husets värmeenergi genom fasadväggarna och för att värma den föränderliga luftatmosfären i interiören.

Data krävs om värmeförlust i kilowattimmar per dag - i fallet med ett konventionellt hus, beräknat som ett exempel, är detta:

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

Var: 271.512 - daglig värmeförlust från ytterväggar; 45,76 - daglig värmeförlust för uppvärmning av tilluften.

Följaktligen kommer den erforderliga värmeeffekten för pannan att vara:

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

Men en sådan panna kommer att vara under en konstant hög belastning, vilket minskar dess livslängd. Och på särskilt frostiga dagar kommer pannans designkraft inte att räcka, eftersom med en hög temperaturskillnad mellan rums- och gatatmosfären kommer byggnadens värmeförlust att öka kraftigt.

Det är därför välj en panna enligt den genomsnittliga beräkningen av värmeenergikostnader är det inte värt det - det kanske inte kan klara av svår frost.

Det skulle vara rationellt att öka den erforderliga effekten av pannutrustning med 20%:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 kW

För att beräkna den erforderliga effekten för den andra kretsen av pannan som värmer vatten för att diska, bada etc., måste du dividera den månatliga värmeförbrukningen för "avlopps" värmeförluster med antalet dagar i månaden och med 24 timmar :

493.82:30:24 = 0.68 kW

Baserat på beräkningarna är den optimala panneffekten för exempelstugan 15,86 kW för värmekretsen och 0,68 kW för värmekretsen.

Val av värmeradiatorer

Traditionellt värmeradiatoreffekt Det rekommenderas att välja enligt området för det uppvärmda rummet, och med en 15-20% överskattning av energibehovet, för säkerhets skull.

Med hjälp av ett exempel, låt oss titta på hur korrekt metodiken för att välja en radiator är "10 m2 area - 1,2 kW".

Den termiska effekten hos radiatorer beror på metoden för deras anslutning, vilket måste beaktas vid beräkning av värmesystemet

Inledande data: hörnrum på första våningen i en tvåvånings individuell bostadsbyggnad; yttervägg gjord av dubbelradiga keramiska tegelstenar; rumsbredd 3 m, längd 4 m, takhöjd 3 m.

Med hjälp av ett förenklat urvalsschema föreslås det att beräkna rummets yta, vi överväger:

3 (bredd) 4 (längd) = 12 m²

De där. den erforderliga effekten för värmeradiatorn med 20 % ökning är 14,4 kW. Låt oss nu beräkna effektparametrarna för värmeradiatorn baserat på värmeförlusten i rummet.

Faktum är att rummets yta påverkar förlusten av termisk energi mindre än ytan av dess väggar, vänd mot ena sidan utanför byggnaden (fasad).

Därför kommer vi att beräkna exakt arean av de "gata" väggarna som finns i rummet:

3 (bredd) 3 (höjd) + 4 (längd) 3 (höjd) = 21 m²

Genom att känna till området för väggarna som överför värme "till gatan", kommer vi att beräkna värmeförlusten om rums- och gatutemperaturerna skiljer sig med 30^O (i huset +18 ^OC, utanför -12 ^OC), och omedelbart i kilowattimmar:

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

Där: 0,91 - värmeöverföringsmotstånd m2 av rumsväggar vända "utåt"; 21 - område med "gata" väggar; 30 - temperaturskillnad i och utanför huset; 1000 är antalet watt i en kilowatt.

Enligt byggnormer är värmeanordningar placerade i områden med maximal värmeförlust.Till exempel installeras radiatorer under fönsteröppningar, värmepistoler installeras ovanför ingången till huset. I hörnrum installeras batterier på tomma väggar som utsätts för maximal exponering för vindar.

Det visar sig att för att kompensera för värmeförlust genom fasadväggarna i denna struktur, vid 30^O På grund av skillnaden i temperaturer i huset och utanför räcker uppvärmning med en kapacitet på 0,57 kWh. Låt oss öka den erforderliga effekten med 20, till och med 30% - vi får 0,74 kWh.

Således kan det verkliga värmeeffektbehovet vara betydligt lägre än handelssystemet "1,2 kW per kvadratmeter rumsarea."

Dessutom kommer korrekt beräkning av den erforderliga effekten av värmeradiatorer att minska volymen kylvätska i värmesystemet, vilket kommer att minska belastningen på pannan och bränslekostnaderna.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Var går värmen från huset - svaren ges av en visuell video:

Videon diskuterar proceduren för att beräkna värmeförlusten för ett hus genom byggnadsskalet. Genom att känna till värmeförlusten kan du exakt beräkna värmesystemets effekt:

För en detaljerad video om principerna för att välja effektegenskaperna för en värmepanna, se nedan:

Värmeproduktionen blir dyrare för varje år – bränslepriserna stiger. Och det finns alltid inte tillräckligt med värme. Det är omöjligt att vara likgiltig för energiförbrukningen i en stuga - det är helt olönsamt.

Dels kostar varje ny eldningssäsong husägaren mer och mer. Å andra sidan kostar det bra att isolera väggarna, grunden och taket på ett hus på landet. Men ju mindre värme som lämnar byggnaden, desto billigare blir det att värma upp den.

Att bevara värmen i husets lokaler är värmesystemets huvuduppgift under vintermånaderna.Valet av värmepannakraft beror på husets tillstånd och kvaliteten på isoleringen av dess omslutande strukturer. Principen om "kilowatt per 10 kvadratmeter yta" fungerar i en stuga i genomsnittligt skick på fasader, tak och grund.

Har du själv beräknat värmesystemet för ditt hem? Eller märkte du en diskrepans i beräkningarna i artikeln? Dela din praktiska erfarenhet eller mängden teoretisk kunskap genom att lämna en kommentar i blocket under denna artikel.