Izračun sustava grijanja privatne kuće: pravila i primjeri izračuna

Grijanje privatne kuće neophodan je element udobnog stanovanja. Složite se da uređenju kompleksa grijanja treba pažljivo pristupiti, jer... pogreške će biti skupe.Ali nikada niste radili takve izračune i ne znate kako ih pravilno izvesti?

Pomoći ćemo vam - u našem ćemo članku detaljno pogledati kako izračunati sustav grijanja privatne kuće kako biste učinkovito nadoknadili gubitak topline tijekom zimskih mjeseci.

Dat ćemo konkretne primjere, nadopunjujući članak vizualnim fotografijama i korisnim video savjetima, kao i relevantnim tablicama s pokazateljima i koeficijentima potrebnim za izračune.

Gubitak topline privatne kuće

Zgrada gubi toplinu zbog razlike u temperaturama zraka unutar i izvan kuće. Što je veća površina ovojnice zgrade (prozori, krov, zidovi, temelj), to je veći gubitak topline.

Također gubitak toplinske energije povezanih s materijalima ogradnih konstrukcija i njihovim dimenzijama. Na primjer, gubitak topline kod tankih stijenki je veći nego kod debelih stijenki.

Učinkovito proračun grijanja za privatnu kuću, mora uzeti u obzir materijale koji se koriste u izgradnji građevinskih konstrukcija.

Na primjer, pri jednakoj debljini zidova od drveta i opeke, oni provode toplinu različitog intenziteta - gubitak topline kroz drvene konstrukcije je sporiji. Neki materijali bolje propuštaju toplinu (metal, cigla, beton), drugi lošije (drvo, mineralna vuna, polistirenska pjena).

Atmosfera unutar stambene zgrade neizravno je povezana s vanjskim zračnim okruženjem. Zidovi, otvori za prozore i vrata, krov i temelj zimi prenose toplinu iz kuće prema van, a zauzvrat daju hladnoću. Oni čine 70-90% ukupnog gubitka topline vikendice.

Zidovi, krov, prozori i vrata - sve omogućava odlazak topline zimi. Termovizijska kamera će jasno pokazati curenje topline

Konstantno curenje toplinske energije tijekom sezone grijanja događa se i kroz ventilaciju i kanalizaciju.

Pri izračunu toplinskih gubitaka individualne stambene izgradnje ovi se podaci obično ne uzimaju u obzir. Ali uključivanje gubitaka topline kroz kanalizacijske i ventilacijske sustave u ukupni toplinski proračun kuće i dalje je ispravna odluka.

Dobro osmišljen sustav toplinske izolacije može značajno smanjiti propuštanje topline kroz građevinske konstrukcije i otvore vrata/prozora.

Nemoguće je izračunati autonomni krug grijanja seoske kuće bez procjene gubitka topline njezinih ogradnih konstrukcija. Točnije, neće uspjeti odrediti snagu kotla za grijanje, dovoljno za zagrijavanje kućice u najtežim mrazima.

Analiza stvarne potrošnje toplinske energije kroz zidove omogućit će nam da usporedimo troškove kotlovske opreme i goriva s troškovima toplinske izolacije zatvorenih konstrukcija.

Uostalom, što je kuća energetski učinkovitija, tj. Što manje toplinske energije gubi tijekom zimskih mjeseci, to je manji trošak nabave goriva.

Da biste pravilno izračunali sustav grijanja koji će vam trebati koeficijent toplinske vodljivosti uobičajeni građevinski materijali.

Tablica koeficijenata toplinske vodljivosti raznih građevinskih materijala koji se najčešće koriste u građevinarstvu

Proračun gubitaka topline kroz zidove

Koristeći primjer konvencionalne dvokatnice, izračunat ćemo gubitak topline kroz njezine zidne strukture.

Početni podaci:

• kvadratna "kutija" s fasadnim zidovima širine 12 m i visine 7 m;
• U zidovima ima 16 otvora, svaka površina je 2,5 m²;
• materijal fasadnog zida – puna keramička opeka;
• debljina zida - 2 cigle.

Zatim ćemo izračunati skupinu pokazatelja koji čine ukupnu vrijednost gubitka topline kroz zidove.

Indeks otpora prijenosu topline

Da biste saznali indeks otpornosti prijenosa topline za fasadni zid, morate podijeliti debljinu materijala zida s njegovim koeficijentom toplinske vodljivosti.

Za niz konstrukcijskih materijala podaci o koeficijentu toplinske vodljivosti prikazani su na slikama iznad i ispod.

Za točne izračune trebat će vam koeficijent toplinske vodljivosti materijala za toplinsku izolaciju navedenih u tablici koja se koristi u gradnji

Naš uvjetni zid izgrađen je od keramičke pune opeke čiji je koeficijent toplinske vodljivosti 0,56 W/m^OC. Njegova debljina, uzimajući u obzir zidanje na središnjem katu, iznosi 0,51 m. Podijelimo debljinu zida s koeficijentom toplinske vodljivosti opeke, dobivamo otpor prijenosa topline zida:

0,51 : 0,56 = 0,91 W/m^2×oS

Rezultat dijeljenja zaokružujemo na dvije decimale, nema potrebe za točnijim podacima o otporu prijenosa topline.

Područje vanjskog zida

Budući da je primjer kvadratna zgrada, površina njezinih zidova određuje se množenjem širine s visinom jednog zida, a zatim s brojem vanjskih zidova:

12 7 4 = 336 m²

Dakle, znamo površinu fasadnih zidova. Ali što je s otvorima za prozore i vrata, koji zajedno zauzimaju 40 m2 (2,5 16 = 40 m²) fasadni zid, treba li ih uzeti u obzir?

Doista, kako pravilno izračunati autonomno grijanje u drvenoj kući bez uzimanja u obzir otpora prijenosa topline konstrukcija prozora i vrata.

Koeficijent toplinske vodljivosti toplinskoizolacijskih materijala koji se koriste za izolaciju nosivih zidova

Ako trebate izračunati gubitak topline velike zgrade ili tople kuće (energetski učinkovite) - da, uzimajući u obzir koeficijente prijenosa topline okvira prozora i ulaznih vrata prilikom izračuna bit će ispravno.

Međutim, za niske zgrade individualne stambene izgradnje izgrađene od tradicionalnih materijala, otvori za vrata i prozore mogu se zanemariti. Oni. ne oduzimajte njihovu površinu od ukupne površine fasadnih zidova.

Opći gubitak topline sa zidova

Toplinski gubitak zida po kvadratnom metru saznajemo kada se temperatura zraka unutar i izvan kuće razlikuje za jedan stupanj.

Da biste to učinili, podijelite jedinicu s ranije izračunatim otporom prijenosa topline zida:

1: 0,91 = 1,09 W/m²·^OS

Poznavajući toplinske gubitke po kvadratnom metru oboda vanjskih zidova, moguće je odrediti toplinske gubitke pri određenim vanjskim temperaturama.

Na primjer, ako je temperatura u kućici +20 ^OC, a vani je -17 ^OC, temperaturna razlika će biti 20+17=37 ^OC. U takvoj situaciji ukupni gubitak topline iz zidova naše uvjetne kuće bit će:

0,91 336 37 = 11313 W,

Gdje je: 0,91 - otpor prijenosa topline po kvadratnom metru zida; 336 - površina fasadnih zidova; 37 - temperaturna razlika između sobne i ulične atmosfere.

Koeficijent toplinske vodljivosti materijala za toplinsku izolaciju koji se koriste za izolaciju poda/zida, suhi podni estrih i izravnavanje zidova

Preračunajmo dobivenu vrijednost gubitka topline u kilovat-sate; oni su prikladniji za percepciju i naknadne izračune snage sustava grijanja.

Gubitak topline sa zidova u kilovat-satima

Prvo, saznajmo koliko će toplinske energije proći kroz zidove u jednom satu s temperaturnom razlikom od 37 ^OS.

Podsjećamo vas da se proračun provodi za kuću sa strukturnim karakteristikama uvjetno odabranim za demonstracijske proračune:

11313 · 1 : 1000 = 11,313 kWh,

Gdje je: 11313 količina gubitka topline dobivena ranije; 1 sat; 1000 je broj vata u kilovatu.

Koeficijent toplinske vodljivosti građevinskih materijala koji se koriste za izolaciju zidova i stropova

Da biste izračunali gubitak topline po danu, pomnožite dobiveni gubitak topline po satu s 24 sata:

11,313 24 = 271,512 kWh

Radi jasnoće, saznajmo gubitak toplinske energije za punu sezonu grijanja:

7 30 271,512 = 57017,52 kWh,

Gdje je: 7 broj mjeseci u sezoni grijanja; 30 - broj dana u mjesecu; 271.512 - dnevni gubitak topline zidova.

Dakle, procijenjeni gubitak topline kuće s gore odabranim karakteristikama zatvorenih konstrukcija bit će 57 017,52 kWh za sedam mjeseci sezone grijanja.

Uzimajući u obzir utjecaj ventilacije u privatnoj kući

Kao primjer, izračunat ćemo ventilacijske gubitke topline tijekom sezone grijanja za konvencionalnu vikendicu kvadratnog oblika sa zidom širine 12 metara i visine 7 metara.

Bez uzimanja u obzir namještaja i unutarnjih zidova, unutarnji volumen atmosfere u ovoj zgradi bit će:

12 12 7 = 1008 m³

Na temperaturi zraka +20 ^OC (norma tijekom sezone grijanja), gustoća mu je 1,2047 kg/m³, a specifični toplinski kapacitet je 1,005 kJ/(kg·^OS).

Izračunajmo masu atmosfere u kući:

1008 · 1,2047 = 1214,34 kg,

Gdje je: 1008 volumen kućne atmosfere; 1,2047 - gustoća zraka pri t +20 ^OSA .

Tablica s vrijednošću koeficijenta toplinske vodljivosti materijala koji mogu biti potrebni prilikom izrade točnih izračuna

Pretpostavimo peterostruku promjenu volumena zraka u prostorijama kuće. Imajte na umu da je točan zahtjev za volumen opskrbe svježi zrak ovisi o broju stanovnika kolibe.

S prosječnom temperaturnom razlikom između kuće i ulice tijekom sezone grijanja jednaka 27 ^OC (20 ^OOd kuće, -7 ^OIz vanjske atmosfere), sljedeća toplinska energija potrebna je dnevno za zagrijavanje hladnog dovodnog zraka:

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

Gdje je: 5 broj izmjena zraka u zatvorenom prostoru; 27 - temperaturna razlika između sobne i ulične atmosfere; 1214,34 - gustoća zraka pri t +20 ^OS; 1,005 je specifični toplinski kapacitet zraka.

Pretvorimo kilodžule u kilovat-sate dijeljenjem vrijednosti s brojem kilodžula u jednom kilovat-satu (3600):

164755,58 : 3600 = 45,76 kWh

Saznavši trošak toplinske energije za zagrijavanje zraka u kući kada se pet puta zamijeni prisilnom ventilacijom, možemo izračunati gubitak topline "zraka" za sedmomjesečnu sezonu grijanja:

7 30 45,76 = 9609,6 kWh,

Gdje je: 7 broj "grijanih" mjeseci; 30 je prosječan broj dana u mjesecu; 45,76 - dnevni utrošak toplinske energije za grijanje dovodnog zraka.

Potrošnja energije ventilacije (infiltracije) je neizbježna, jer je ažuriranje zraka u prostorijama vikendice od vitalnog značaja.

Potrebe za grijanjem promjenjive atmosfere zraka u kući moraju se izračunati, zbrojiti s toplinskim gubicima kroz ovojnicu zgrade i uzeti u obzir pri odabiru kotla za grijanje. Postoji još jedna vrsta potrošnje toplinske energije, posljednja je gubitak topline u kanalizaciji.

Potrošnja energije za pripremu PTV

Ako u toplim mjesecima hladna voda dolazi iz slavine u vikendicu, tada je tijekom sezone grijanja ledena, s temperaturom ne višom od +5 ^OC. Kupanje, pranje suđa i pranje rublja nemoguće je bez zagrijavanja vode.

Voda skupljena u WC vodokotliću dolazi kroz stijenke u kontakt s kućnom atmosferom, oduzimajući dio topline. Što se događa s vodom koja se zagrijava izgaranjem nebesplatnog goriva i troši za kućne potrebe? Izlijeva se u kanalizaciju.

Kotao s dva kruga s neizravnim kotlom za grijanje, koji se koristi i za grijanje rashladne tekućine i za opskrbu toplom vodom u krugu koji je za njega konstruiran

Pogledajmo primjer. Recimo da tročlana obitelj koristi 17 m³ vode mjesečno. 1000 kg/m³ je gustoća vode, a 4,183 kJ/kg^OC je njegov specifični toplinski kapacitet.

Neka prosječna temperatura grijanja vode namijenjene kućanskim potrebama bude +40 ^OC. Prema tome, razlika u prosječnoj temperaturi između hladne vode koja ulazi u kuću (+5 ^OC) i zagrijava u kotlu (+30 ^OC) ispada 25 ^OS.

Za izračun gubitaka topline u kanalizaciji uzimamo u obzir:

17 1000 25 4,183 = 1777775 kJ,

Gdje je: 17 mjesečni volumen potrošnje vode; 1000 je gustoća vode; 25 - temperaturna razlika između hladne i grijane vode; 4.183 - specifični toplinski kapacitet vode;

Za pretvorbu kilodžula u razumljivije kilovat-sate:

1777775 : 3600 = 493,82 kWh

Dakle, tijekom sedmomjesečnog razdoblja sezone grijanja toplinska energija odlazi u kanalizaciju u količini:

493,82 7 = 3456,74 kWh

Potrošnja toplinske energije za zagrijavanje vode za higijenske potrebe mala je u usporedbi s gubitkom topline kroz zidove i ventilaciju. Ali to su i troškovi energije koji opterećuju kotao ili kotao za grijanje i uzrokuju potrošnju goriva.

Proračun snage kotla za grijanje

Kotao kao dio sustava grijanja namijenjen je nadoknadi toplinskih gubitaka zgrade. I također, u slučaju dvokružni sustav ili kod opremanja kotla s kotlom za neizravno grijanje za zagrijavanje vode za higijenske potrebe.

Izračunavanjem dnevnog gubitka topline i potrošnje tople vode "u kanalizaciju", možete točno odrediti potrebnu snagu kotla za vikendicu određenog područja i karakteristike ogradnih konstrukcija.

Kotao s jednim krugom zagrijava samo rashladnu tekućinu za sustav grijanja

Za određivanje snage kotla za grijanje potrebno je izračunati trošak toplinske energije kuće kroz fasadne zidove i za zagrijavanje promjenjive zračne atmosfere interijera.

Potrebni su podaci o gubitku topline u kilovat-satima po danu - u slučaju konvencionalne kuće, izračunati kao primjer, to je:

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

Gdje je: 271,512 - dnevni gubitak topline s vanjskih zidova; 45,76 - dnevni gubitak topline za grijanje dovodnog zraka.

Prema tome, potrebna snaga grijanja kotla bit će:

317.272: 24 (sati) = 13,22 kW

Međutim, takav kotao će biti pod stalno velikim opterećenjem, smanjujući njegov životni vijek. A u posebno mraznim danima, projektirana snaga kotla neće biti dovoljna, jer će se s visokom temperaturnom razlikom između atmosfere prostorije i ulice gubitak topline zgrade naglo povećati.

Zato izabrati bojler prema prosječnom izračunu troškova toplinske energije, ne isplati se - možda se neće moći nositi s jakim mrazom.

Bilo bi racionalno povećati potrebnu snagu kotlovske opreme za 20%:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 kW

Da biste izračunali potrebnu snagu drugog kruga kotla koji zagrijava vodu za pranje posuđa, kupanje itd., morate podijeliti mjesečnu potrošnju topline gubitaka topline u "kanalizaciji" s brojem dana u mjesecu i s 24 sata. :

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

Na temelju izračuna, optimalna snaga kotla za primjer vikendice je 15,86 kW za krug grijanja i 0,68 kW za krug grijanja.

Izbor radijatora za grijanje

Tradicionalno snaga radijatora grijanja Preporuča se odabir prema površini grijane prostorije, te uz 15-20% precijenjene potrebe za strujom, za svaki slučaj.

Na primjeru, pogledajmo koliko je ispravna metodologija odabira radijatora "10 m2 površine - 1,2 kW".

Toplinska snaga radijatora ovisi o načinu njihovog spajanja, što se mora uzeti u obzir pri proračunu sustava grijanja

Početni podaci: kutna prostorija na prvoj etaži dvoetažne građevine individualne stambene izgradnje; vanjski zid od dvoredne keramičke opeke; širina prostorije 3 m, dužina 4 m, visina stropa 3 m.

Koristeći pojednostavljenu shemu odabira, predlaže se izračunati površinu prostorije, smatramo:

3 (širina) 4 (duljina) = 12 m²

Oni. potrebna snaga radijatora grijanja s povećanjem od 20% iznosi 14,4 kW. Sada izračunajmo parametre snage radijatora grijanja na temelju gubitka topline prostorije.

Zapravo, površina prostorije utječe na gubitak toplinske energije manje od površine njezinih zidova, okrenutih jednom stranom izvan zgrade (fasada).

Stoga ćemo točno izračunati površinu "uličnih" zidova prisutnih u sobi:

3 (širina) 3 (visina) + 4 (duljina) 3 (visina) = 21 m²

Poznavajući područje zidova koji prenose toplinu "na ulicu", izračunat ćemo gubitak topline ako se sobna i ulična temperatura razlikuju za 30^O (u kući +18 ^OC, izvana -12 ^OC), a odmah u kilovat-satima:

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

Gdje je: 0,91 - otpor prijenosu topline m2 zidova prostorije okrenutih "vani"; 21 - područje "uličnih" zidova; 30 - temperaturna razlika unutar i izvan kuće; 1000 je broj vata u kilovatu.

Prema standardima gradnje, uređaji za grijanje nalaze se u područjima s najvećim gubitkom topline.Na primjer, radijatori su postavljeni ispod prozorskih otvora, toplinski topovi postavljeni su iznad ulaza u kuću. U kutnim prostorijama baterije se ugrađuju na prazne zidove izložene maksimalnoj izloženosti vjetru.

Ispada da za kompenzaciju gubitka topline kroz fasadne zidove ove strukture, na 30^O Zbog razlike u temperaturama u kući i vani dovoljno je grijanje kapaciteta 0,57 kWh. Povećajmo potrebnu snagu za 20, čak i 30% - dobijemo 0,74 kWh.

Stoga stvarni zahtjevi za snagom grijanja mogu biti znatno niži od sheme trgovanja "1,2 kW po četvornom metru površine prostorije".

Štoviše, točan izračun potrebne snage radijatora grijanja smanjit će volumen rashladna tekućina u sustavu grijanja, što će smanjiti opterećenje kotla i troškove goriva.

Zaključci i koristan video na tu temu

Gdje odlazi toplina iz kuće - odgovore daje vizualni video:

U videu se govori o postupku izračuna toplinskih gubitaka kuće kroz ovojnicu zgrade. Znajući gubitak topline, možete točno izračunati snagu sustava grijanja:

Za detaljan video o načelima odabira karakteristika snage kotla za grijanje pogledajte dolje:

Proizvodnja toplinske energije svake godine postaje sve skuplja - cijene goriva rastu. I uvijek nema dovoljno topline. Nemoguće je biti ravnodušan prema potrošnji energije vikendice - potpuno je neisplativ.

S jedne strane, svaka nova sezona grijanja košta vlasnika kuće sve više i više. S druge strane, izolacija zidova, temelja i krova seoske kuće košta dobar novac. Međutim, što manje topline napusti zgradu, to će biti jeftinije grijati je.

Očuvanje topline u prostorijama kuće glavna je zadaća sustava grijanja tijekom zimskih mjeseci.Izbor snage kotla za grijanje ovisi o stanju kuće i kvaliteti izolacije njegovih zatvorenih konstrukcija. Načelo "kilovata na 10 četvornih metara površine" funkcionira u vikendici u prosječnom stanju fasada, krova i temelja.

Jeste li sami izračunali sustav grijanja za svoj dom? Ili ste primijetili odstupanje u izračunima danim u članku? Podijelite svoje praktično iskustvo ili količinu teorijskog znanja ostavljajući komentar u bloku ispod ovog članka.