Încălzirea unei case private este un element necesar al locuințelor confortabile. Consimți că amenajarea complexului de încălzire trebuie abordată cu atenție, așa cum este greșelile sunt scumpe. Dar nu ai făcut niciodată astfel de calcule și nu știi cum să le efectuezi corect?
Vă vom ajuta - în articolul nostru vom lua în considerare în detaliu modul în care se face calculul sistemului de încălzire al unei case private pentru a compensa eficient pierderile de căldură din lunile de iarnă.
Dăm exemple specifice, adăugând material la articol cu fotografii vizuale și sfaturi video utile, precum și tabele relevante cu indicatori și coeficienți necesari pentru calcule.
Pierderea de căldură a unei case private
Clădirea pierde căldură datorită diferenței de temperatură a aerului în interiorul și în afara casei. Pierderea de căldură este mai mare, cu atât este mai semnificativă zona plicului clădirii (ferestre, acoperișuri, pereți, fundații).
De asemenea, pierderea de energie termică este asociată cu materialele plicului de construcție și dimensiunea acestora. De exemplu, pierderea de căldură a pereților subțiri este mai mare decât cea groasă.
Galerie de imagini
Fotografie din
Sistemul de încălzire al unei case private cu două unități
Opțiune pentru încălzire într-o casă de jurnal
Scurgeri de aer și căldură prin ferestre și uși
Sistem de ventilație cu aer proaspăt
Schema circuitului de apă caldă și de încălzire
Selectarea cazanului în funcție de tipul de combustibil
Opțiuni pentru instalarea circuitelor de încălzire
Opțiune de încălzire în aer liber
Un calcul eficient al încălzirii pentru o casă privată ia în considerare în mod necesar materialele utilizate la construcția plicurilor pentru construcții.
De exemplu, cu o grosime egală a unui perete din lemn și cărămidă, căldura se realizează cu intensități diferite - pierderea de căldură prin structurile din lemn este mai lentă. Unele materiale permit căldura să treacă mai bine (metal, cărămidă, beton), altele mai rău (lemn, vată minerală, spumă de polistiren).
Atmosfera din interiorul unei clădiri rezidențiale este în mod indirect legată de mediul aerian extern. Pereții, deschiderile ferestrelor și ușilor, acoperișul și fundația în timpul iernii transferă căldura din casă spre exterior, furnizând frig în schimb. Ele reprezintă 70-90% din totalul pierderilor de căldură ale cabanei.
Pereți, acoperiș, ferestre și uși - totul lasă căldura în timpul iernii. Imagistorul termic prezintă clar scurgeri de căldură
O scurgere constantă de energie termică în timpul sezonului de încălzire apare și prin ventilație și canalizare.
Atunci când se calculează pierderea de căldură a unei construcții individuale de locuințe, aceste date nu sunt de obicei luate în considerare. Însă includerea pierderilor de căldură prin sistemele de canalizare și de ventilație în calculul termic general al casei este încă o decizie corectă.
Sistemul de izolare termică amenajat semnificativ poate reduce semnificativ scurgerile de căldură care trec prin structurile clădirii, deschizăturile ușilor / ferestrelor
Este imposibil să calculați circuitul de încălzire autonom al unei case de țară fără a evalua pierderile de căldură ale structurilor închise. Mai precis, nu va fi posibilă determinarea capacității cazanului de încălzire, suficientă pentru încălzirea cabanei în cele mai severe înghețuri.
O analiză a consumului real de energie termică prin pereți vă va permite să comparați costurile echipamentelor de cazan și combustibil cu costurile de izolare termică a plicurilor clădirii.
La urma urmei, cu atât casa este mai eficientă din punct de vedere energetic, adică. cu cât pierde mai puțină căldură în lunile de iarnă, cu atât este mai scăzut costul achiziției de combustibil.
Pentru un calcul competent al sistemului de încălzire, va fi necesar coeficientul de conductivitate termică al materialelor de construcție obișnuite.
Tabelul valorilor coeficientului de conductivitate termică a diferitelor materiale de construcție, cel mai des utilizate în construcția
Calculul pierderilor de căldură prin pereți
Folosind ca exemplu cabana cu două etaje, calculăm pierderea de căldură prin structurile sale de perete.
Date inițiale:
- „cutie” pătrată cu pereți frontali lățime de 12 m și 7 m înălțime;
- în pereții a 16 deschideri, suprafața fiecărui 2,5 m2;
- material al pereților din față - ceramică din cărămidă solidă;
- grosimea peretelui - 2 cărămizi.
În continuare, vom calcula grupul de indicatori din care se adaugă valoarea totală a pierderii de căldură prin pereți.
Rezistența la transferul de căldură
Pentru a afla indicele de rezistență la transferul de căldură pentru un perete de fațadă, este necesar să împărțiți grosimea materialului de perete la coeficientul său de conductivitate termică.
Pentru o serie de materiale structurale, datele privind coeficientul de conductivitate termică sunt prezentate în imaginile de mai sus și de mai jos.
Pentru calcule precise, va fi necesar coeficientul de conductivitate termică indicat în tabelul materialelor de izolare termică utilizate în construcții.
Peretele nostru condiționat este construit din cărămizi ceramice solide, a căror conductibilitate termică este de 0,56 W / mdespreC. Grosimea sa, ținând cont de zidăria din centrul de distribuție centrală, este de 0,51 m. Împărțind grosimea peretelui în funcție de coeficientul de conductivitate termică din cărămidă, obținem rezistența de transfer de căldură a peretelui:
0,51: 0,56 = 0,59 W / m2 × oDIN
Rotunjim rezultatul diviziunii la două zecimale, nu este nevoie de date mai precise despre rezistența la transferul de căldură.
Zona de perete externă
Deoarece clădirea pătrată a fost aleasă ca exemplu, suprafața zidurilor sale este determinată prin înmulțirea lățimii cu înălțimea unui zid, apoi cu numărul pereților exteriori:
12 · 7 · 4 = 336 m2
Deci, știm zona pereților din față. Dar ce zici de deschiderile ferestrelor și ușilor, ocupând împreună 40 m2 (2,5 · 16 = 40 m.)2) a peretelui frontal, trebuie luate în considerare?
Într-adevăr, cum să calculăm corect încălzirea autonomă într-o casă din lemn, fără a ține cont de rezistența la transferul de căldură a structurilor ferestrelor și ușilor.
Coeficientul de conductibilitate termică al materialelor termoizolante utilizate pentru izolarea pereților portanți
Dacă este necesar să se calculeze pierderea de căldură a unei clădiri cu o suprafață mare sau a unei case calde (eficient din punct de vedere energetic) - da, ținând cont de coeficienții de transfer de căldură a ramelor ferestrelor și a ușilor de intrare vor fi corecte în calcul.
Cu toate acestea, pentru clădirile cu înălțime scăzută, IZHS construit din materiale tradiționale, deschiderile de uși și ferestre pot fi neglijate. Acestea. nu-și îndepărta zona din suprafața totală a pereților frontali.
Pierdere comună de căldură pe pereți
Aflăm pierderea de căldură a peretelui de la un metru pătrat când diferența de temperatură dintre aerul din interior și din afara casei este de un grad.
Pentru a face acest lucru, împărțiți unitatea la rezistența de transfer de căldură a peretelui, calculată mai devreme:
1: 0,91 = 1,09 W / m2·despreDIN
Cunoscând pierderea de căldură pe metru pătrat din perimetrul pereților externi, puteți determina pierderea de căldură la anumite temperaturi ale străzii.
De exemplu, dacă temperatura din cabană este de +20 despreC, și pe stradă -17 despreC, diferența de temperatură va fi de 20 + 17 = 37 despreC. Într-o astfel de situație, pierderea totală de căldură a pereților locuinței noastre condiționale va fi:
0,91 · 336 · 37 = 11313 W,
Unde: 0,91 - rezistența la transfer de căldură pe metru pătrat al peretelui; 336 - zona pereților frontali; 37 - diferența de temperatură între atmosfera interioară și cea exterioară.
Coeficientul de conductibilitate termică a materialelor termoizolante utilizate pentru izolarea podelei / pereților, pentru șapă uscată și alinierea pereților
Recalculăm pierderea de căldură rezultată în ore de kilowatt, acestea sunt mai convenabile pentru percepție și calculele ulterioare ale puterii sistemului de încălzire.
Pierderea de căldură în pereți în kilowati de ore
Mai întâi aflăm câtă energie termică va trece prin pereți într-o oră cu o diferență de temperatură de 37 despreDIN.
Vă reamintim că calculul este efectuat pentru o casă cu caracteristici structurale, selectată condiționat pentru calcule demonstrative și demonstrative:
113131: 1000 = 11.313 kWh,
Unde: 11313 - cantitatea de pierdere de căldură obținută mai devreme; 1 oră; 1000 este numărul de wați pe kilowatt.
Coeficientul de conductibilitate termică a materialelor de construcție utilizate pentru izolarea pereților și a pardoselilor
Pentru a calcula pierderea de căldură pe zi, pierderea de căldură rezultată pe oră este înmulțită cu 24 de ore:
11.31324 = 271.512 kWh
Pentru claritate, aflăm pierderea energiei termice pentru sezonul complet de încălzire:
7 · 30 · 271.512 = 57017,52 kWh,
Unde: 7 - numărul de luni în sezonul de încălzire; 30 - numărul de zile dintr-o lună; 271.512 - pierderi zilnice de căldură ale pereților.
Deci, pierderea de căldură estimată a unei case cu caracteristicile structurilor de închidere selectate mai sus se va ridica la 57017,52 kWh pentru șapte luni din sezonul de încălzire.
Luând în considerare efectele ventilației casei private
Ca exemplu, vom calcula pierderea de căldură de ventilație în sezonul de încălzire pentru o cabană condiționată de formă pătrată, cu un perete de 12 metri lățime și 7 metri înălțime.
Cu excepția mobilierului și a pereților interiori, volumul interior al atmosferei din această clădire va fi:
12 · 12 · 7 = 1008 m3
La temperatura aerului de +20 despreC (norma în sezonul de încălzire) densitatea sa este de 1,2047 kg / m3iar căldura specifică este de 1.005 kJ / (kgdespreDIN).
Calculăm masa atmosferei din casă:
10081.2047 = 1214,34 kg,
Unde: 1008 - volumul atmosferei de acasă; 1.2047 - densitatea aerului la t +20 despreDE LA.
Un tabel cu valoarea coeficientului de conductivitate termică a materialelor care poate fi necesar pentru calcule precise
Să presupunem o schimbare de cinci ori a volumului de aer în spațiile casei. Rețineți că nevoia exactă pentru volumul de furnizare de aer curat depinde de numărul de locuitori ai cabanei.
Cu o diferență medie de temperatură între casă și stradă în sezonul de încălzire, egală cu 27 despreC (20 despreC acasă, -7 despreCu atmosfera externă) pe zi pentru încălzirea alimentării cu aer rece, aveți nevoie de energie termică:
5.271214.34-1.005 = 164755.58 kJ,
Unde: 5 - numărul de schimbări de aer în spații; 27 - diferența de temperatură între atmosfera interioară și cea exterioară; 1214.34 - densitatea aerului la t +20 despreDIN; 1.005 - căldură specifică de aer.
Convertim kilojoules în kilowati ore, împărțind valoarea la numărul de kilojouli într-un kilowat oră (3600):
164755.58: 3600 = 45,76 kWh
După ce am constatat costul energiei termice pentru încălzirea aerului din casă în timpul înlocuirii sale de cinci ori prin ventilația de alimentare, este posibil să se calculeze pierderea de căldură „cu aer” pentru sezonul de încălzire de șapte luni:
7 · 30 · 45,76 = 9609,6 kWh,
Unde: 7 - numărul de luni „încălzite”; 30 - numărul mediu de zile dintr-o lună; 45,76 - costuri zilnice de energie termică pentru încălzirea aerului de alimentare.
Costurile energetice de ventilație (infiltrare) sunt inevitabile, deoarece reînnoirea aerului în cabană este vitală.
Nevoile de încălzire ale atmosferei de aer înlocuibile din casă trebuie să fie calculate, însumate cu pierderi de căldură prin plicul clădirii și luate în considerare la alegerea unui cazan de încălzire. Există un alt tip de consum de energie termică, acesta din urmă - pierderea de căldură la canalizare.
Costuri de energie pentru prepararea apei calde de apă
Dacă în lunile mai calde apa rece vine de la robinet la cabană, atunci în sezonul de încălzire este înghețată, cu o temperatură care nu depășește +5 despreC. Nu este posibilă scăldarea, spălarea vaselor și spălarea vaselor.
Apa colectată în vasul de toaletă contactează atmosfera prin pereți, luând un pic de căldură. Ce se întâmplă cu apa încălzită prin arderea combustibilului nelimitat și cheltuită pe nevoile gospodăriei? Se toarnă în canalizare.
Cazan cu dublu circuit cu boiler de încălzire indirectă, utilizat atât pentru încălzirea lichidului de răcire, cât și pentru alimentarea cu apă caldă a circuitului construit pentru acesta
Luați în considerare un exemplu. O familie de trei, presupune să petreacă 17 m3 apă lunar. 1000 kg / m3 - densitatea apei și 4,183 kJ / kgdespreC este căldura sa specifică.
Temperatura medie a apei de încălzire destinată nevoilor menajere, să fie de +40 despreC. În consecință, diferența de temperatură medie între apa rece care intră în casă (+5) despreC) și încălzit într-un cazan (+30 despreC) se dovedește 25 despreDIN.
Pentru a calcula pierderea de căldură la canalizare, avem în vedere:
17 · 1000 · 25 · 4.183 = 1777775 kJ,
Unde: 17 - volum lunar de consum de apă; 1000 este densitatea apei; 25 - diferența de temperatură între apa rece și încălzită; 4.183 - căldură specifică apei;
Pentru a converti kilojoules în kilowatt-uri mai inteligibile:
1777775: 3600 = 493,82 kWh
Astfel, pentru o perioadă de șapte luni din sezonul de încălzire, energia termică în cantitate de:
493.827 = 3456,74 kWh
Consumul de energie termică pentru încălzirea apei pentru nevoile igienice este mic, în comparație cu pierderea de căldură prin pereți și ventilație. Însă acesta este și consumul de energie, încărcarea unui cazan sau a unui cazan și determinarea consumului de combustibil.
Calculul puterii cazanului
Cazanul din sistemul de încălzire este proiectat pentru a compensa pierderile de căldură ale clădirii. Și, de asemenea, în cazul unui sistem cu două circuite sau când echipați un cazan cu un cazan de încălzire indirectă, pentru încălzirea apei pentru nevoile igienice.
Calculând pierderile zilnice de căldură și consumul de apă caldă „pentru canalizare”, este posibil să se determine cu exactitate capacitatea cazanului necesar pentru o cabană dintr-o anumită zonă și caracteristicile structurilor de închidere.
Cazanul cu un singur circuit produce un mediu de încălzire pentru sistemul de încălzire
Pentru a determina puterea cazanului de încălzire, este necesar să se calculeze costul energiei termice a casei prin pereții fațadei și încălzirea atmosferei de aer înlocuibile din interior.
Datele privind pierderile de căldură în kilowati ore pe zi sunt necesare - în cazul unei case condiționate, calculate ca exemplu, acesta este:
271.512 + 45.76 = 317.272 kWh,
Unde: 271.512 - pierderi zilnice de căldură de pereții exteriori; 45,76 - pierderi zilnice de căldură pentru încălzirea aerului de alimentare.
În consecință, capacitatea de încălzire necesară a cazanului va fi:
317.272: 24 (ore) = 13,22 kW
Cu toate acestea, un astfel de cazan va fi sub sarcină constantă ridicată, reducându-și durata de funcționare. Și în zilele deosebit de înghețate, capacitatea nominală a cazanului nu va fi suficientă, deoarece cu o diferență ridicată de temperatură între atmosfera interioară și cea exterioară, pierderea de căldură a clădirii va crește brusc.
Prin urmare, nu merită să alegeți un cazan conform unui calcul mediu al costurilor cu energia termică - este posibil să nu poată face față înghețurilor severe.
Va fi rațional să creșteți cu 20% capacitatea necesară a echipamentului cazanului:
13.22.2 + 13.22 = 15.86 kW
Pentru a calcula puterea necesară a celui de-al doilea circuit al cazanului, încălzirea apei pentru spălarea vaselor, scăldatului etc., este necesar să se împartă consumul lunar de căldură al pierderilor de căldură „la canalizare” la numărul de zile din lună și la 24 de ore:
493,82: 30: 24 = 0,68 kW
Conform rezultatelor calculului, puterea optimă a cazanului pentru exemplul cabanei este de 15,86 kW pentru circuitul de încălzire și 0,68 kW pentru circuitul de încălzire.
Alegerea caloriferelor
În mod tradițional, se recomandă ca puterea caloriferului de încălzire să fie selectată în funcție de suprafața camerei încălzite și cu o supraestimare de 15-20% a cerințelor de putere, după caz.
Ca exemplu, să luăm în considerare cât de corectă metoda de alegere a unui calorifer este „10 m2 suprafață - 1,2 kW”.
Puterea termică a caloriferelor depinde de modul în care acestea sunt conectate, care trebuie luate în considerare la calcularea sistemului de încălzire
Date inițiale: camera de colț la primul nivel al unei case cu două etaje IZHS; perete exterior din zidărie din cărămidă ceramică cu două rânduri; lățimea camerei 3 m, lungimea 4 m, înălțimea plafonului 3 m.
Conform unei scheme de selecție simplificate, se propune să se calculeze aria camerei, considerăm
3 (lățime) · 4 (lungime) = 12 m2
Acestea. puterea necesară a caloriferului de încălzire cu o primă de 20% este de 14,4 kW. Și acum calculăm parametrii de putere ai radiatorului de încălzire pe baza pierderilor de căldură din încăpere.
De fapt, zona unei camere afectează pierderea de energie termică mai mică decât suprafața pereților săi care se extind pe o parte a clădirii (față).
Prin urmare, vom lua în considerare exact zona zidurilor „stradale” disponibile în cameră:
3 (lățime) · 3 (înălțime) + 4 (lungime) · 3 (înălțime) = 21 m2
Cunoscând zona pereților care transferă căldura „pe stradă”, calculăm pierderea de căldură cu o diferență de temperatură în cameră și stradă de 30despre (în casă +18 despreC, în afara -12 despreC) și imediat în ore de kilowat:
0,91 · 21 · 30: 1000 = 0,57 kW,
Unde: 0,91 - rezistența la transfer de căldură m2 a pereților camerei orientate spre „stradă”; 21 - zona zidurilor „stradale”; 30 - diferență de temperatură în interiorul și în afara casei; 1000 este numărul de wați pe kilowatt.
Conform standardelor de construcții, aparatele de încălzire sunt amplasate în locuri cu pierderi termice maxime. De exemplu, caloriferele sunt instalate sub deschizăturile ferestrelor, arme de căldură - deasupra intrării în casă. În camerele de colț, bateriile sunt instalate pe pereți plictisitori care sunt supuși vânturilor maxime.
Se pare că pentru a compensa pierderea de căldură prin pereții fațadei acestui proiect, la 30despre diferența de temperatură în casă și pe stradă este suficientă încălzire cu o capacitate de 0,57 kWh. Creștem puterea necesară cu 20, chiar cu 30% - obținem 0,74 kWh.
Astfel, cerințele reale de putere de încălzire pot fi semnificativ mai mici decât schema de tranzacționare „1,2 kW pe metru pătrat de spațiu”.
Mai mult, calculul corect al capacității cerute a caloriferelor va reduce cantitatea de lichid de răcire din sistemul de încălzire, ceea ce va reduce sarcina pe cazan și costurile de combustibil.
Unde căldura pleacă de acasă - videoclipul oferă răspunsurile:
În videoclip, este luată în considerare procedura de calcul al pierderilor de căldură ale unei case prin plicul clădirii. Cunoscând pierderea de căldură, puteți calcula cu exactitate puterea sistemului de încălzire:
Pentru un videoclip detaliat cu privire la principiile selectării caracteristicilor de putere ale unui cazan de încălzire, a se vedea mai jos:
Producția de căldură crește anual - prețurile carburanților cresc. Și căldura nu este suficientă în mod constant. Nu poți fi indiferent față de consumul de energie al căsuței - este complet neprofitabil.
Pe de o parte, fiecare nou sezon de încălzire costă proprietarul locuinței din ce în ce mai scump. Pe de altă parte, izolarea pereților, fundațiilor și acoperișurilor suburbane costă bani buni. Cu toate acestea, cu cât este mai puțină căldură care iese din clădire, cu atât va fi mai ieftin încălzirea ei..
Păstrarea căldurii în spațiile casei este sarcina principală a sistemului de încălzire în lunile de iarnă. Alegerea puterii cazanului de încălzire depinde de starea casei și de calitatea izolației structurilor închise. Principiul „kilowati pe 10 pătrate de suprafață” funcționează într-o căsuță cu o stare medie de fațade, acoperișuri și fundații.
Ați calculat independent un sistem de încălzire pentru casa dvs.? Sau ai observat o nepotrivire în calculele date în articol? Împărtășește-ți experiența practică sau volumul de cunoștințe teoretice lăsând un comentariu în blocul de sub acest articol.