Calculul sistemului de încălzire al unei case private: reguli și exemple de calcul

Încălzirea unei case private este un element necesar al unei locuințe confortabile. De acord că amenajarea complexului de încălzire trebuie abordată cu atenție, deoarece... greșelile vor fi costisitoare.Dar nu ați făcut niciodată astfel de calcule și nu știți cum să le efectuați corect?

Vă vom ajuta - în articolul nostru, vom analiza în detaliu cum să calculați sistemul de încălzire al unei case private pentru a reumple eficient pierderile de căldură în timpul lunilor de iarnă.

Vom oferi exemple specifice, completând articolul cu fotografii vizuale și sfaturi video utile, precum și tabele relevante cu indicatori și coeficienți necesari calculelor.

Pierderea de căldură a unei case private

Clădirea pierde căldură din cauza diferenței de temperatură a aerului din interiorul și din exteriorul casei. Cu cât suprafața anvelopei clădirii este mai mare (ferestre, acoperiș, pereți, fundație), cu atât pierderile de căldură sunt mai mari.

De asemenea pierderi de energie termică asociate cu materialele structurilor de inchidere si dimensiunile acestora. De exemplu, pierderea de căldură de la pereții subțiri este mai mare decât de la pereții groși.

Efectiv calculul încălzirii pentru o casă privată, trebuie să țină cont de materialele folosite la construcția structurilor de împrejmuire.

De exemplu, cu o grosime egală a pereților din lemn și cărămidă, conduc căldura cu intensități diferite - pierderea de căldură prin structurile din lemn este mai lentă. Unele materiale transmit mai bine caldura (metal, caramida, beton), altele mai rau (lemn, vata minerala, spuma de polistiren).

Atmosfera din interiorul unei clădiri rezidențiale este indirect legată de mediul aerian exterior. Pereții, deschiderile ferestrelor și ușilor, acoperișul și fundația în timpul iernii transferă căldura din casă în exterior, furnizând frig în schimb. Acestea reprezintă 70-90% din pierderea totală de căldură a cabanei.

Pereți, acoperiș, ferestre și uși - totul permite căldurii să scape iarna. Termocamera va arăta în mod clar scurgerile de căldură

Scurgerile constante de energie termică în timpul sezonului de încălzire au loc și prin ventilație și canalizare.

Atunci când se calculează pierderea de căldură a construcției individuale de locuințe, aceste date nu sunt de obicei luate în considerare. Dar includerea pierderilor de căldură prin sistemele de canalizare și ventilație în calculul termic general al unei case este încă decizia corectă.

Un sistem de izolare termică bine conceput poate reduce semnificativ scurgerile de căldură care trec prin structurile clădirii și prin deschiderile ușilor/ferestrelor.

Este imposibil să se calculeze circuitul de încălzire autonom al unei case de țară fără a evalua pierderea de căldură a structurilor sale de închidere. Mai exact, nu va funcționa determina puterea cazanului de incalzire, suficient pentru a încălzi cabana în cele mai severe înghețuri.

Analiza consumului real de energie termică prin pereți ne va permite să comparăm costurile echipamentului cazanului și combustibilului cu costurile izolației termice a structurilor de închidere.

La urma urmei, cu cât o casă este mai eficientă energetic, adică. Cu cât pierde mai puțină energie termică în timpul lunilor de iarnă, cu atât costul achiziționării combustibilului este mai mic.

Pentru a calcula corect sistemul de încălzire veți avea nevoie coeficient de conductivitate termică materiale de construcție obișnuite.

Tabelul coeficienților de conductivitate termică a diferitelor materiale de construcție utilizate cel mai des în construcții

Calculul pierderilor de căldură prin pereți

Folosind exemplul unei căsuțe convenționale cu două etaje, vom calcula pierderea de căldură prin structurile sale de perete.

Date inițiale:

• o „cutie” pătrată cu pereți de fațadă de 12 m lățime și 7 m înălțime;
• Există 16 deschideri în pereți, fiecare zonă are 2,5 m²;
• material perete fatada – caramida solida ceramica;
• grosimea peretelui – 2 caramizi.

În continuare, vom calcula un grup de indicatori care alcătuiesc valoarea totală a pierderilor de căldură prin pereți.

Indicele de rezistență la transferul de căldură

Pentru a afla indicele de rezistență la transferul de căldură pentru un perete de fațadă, trebuie să împărțiți grosimea materialului peretelui 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, veți avea nevoie de coeficientul de conductivitate termică a materialelor termoizolante indicate în tabelul utilizat în construcții

Peretele nostru condiționat este construit din cărămizi solide ceramice, al căror coeficient de conductivitate termică este de 0,56 W/m^OC. Grosimea sa, ținând cont de zidăria de pe planșeul central, este de 0,51 m. Împărțind grosimea peretelui la coeficientul de conductivitate termică al cărămizii, obținem rezistența la transfer termic a peretelui:

0,51 : 0,56 = 0,91 W/m^2×oCU

Rotunjim rezultatul diviziunii la două zecimale; nu este nevoie de date mai precise despre rezistența la transferul de căldură.

Zona peretelui exterior

Deoarece exemplul este o clădire pătrată, aria pereților săi este determinată prin înmulțirea lățimii cu înălțimea unui perete, apoi cu numărul de pereți exteriori:

12 7 4 = 336 m²

Deci, cunoaștem zona pereților fațadei. Dar ce zici de deschiderile ferestrelor și ușilor, care împreună ocupă 40 m2 (2,5 16 = 40 m²) perete de fațadă, trebuie luate în considerare?

Într-adevăr, cum să calculezi corect incalzire autonoma in casa de lemn fără a ține cont de rezistența la transferul de căldură a structurilor de ferestre și uși.

Coeficientul de conductivitate termică al materialelor termoizolante utilizate pentru izolarea pereților portanti

Dacă trebuie să calculați pierderea de căldură a unei clădiri mari sau a unei case calde (eficiente din punct de vedere energetic) - da, luând în considerare coeficienții de transfer de căldură ai ramelor ferestrelor și ușilor de intrare atunci când se calculează, va fi corectă.

Cu toate acestea, pentru clădirile de construcție de locuințe individuale cu înălțime joasă construite din materiale tradiționale, deschiderile pentru uși și ferestre pot fi neglijate. Acestea. nu scadeți suprafața acestora din suprafața totală a pereților fațadei.

Pierderea generală de căldură de la pereți

Aflăm pierderea de căldură a unui perete pe metru pătrat atunci când temperatura aerului din interiorul și din exteriorul casei diferă cu un grad.

Pentru a face acest lucru, împărțiți unitatea la rezistența la transferul de căldură a peretelui, calculată mai devreme:

1: 0,91 = 1,09 W/m²·^OCU

Cunoscând pierderile de căldură pe metru pătrat din perimetrul pereților exteriori, se poate determina pierderea de căldură la anumite temperaturi exterioare.

De exemplu, dacă temperatura în cabană este +20 ^OC, iar afară este -17 ^OC, diferența de temperatură va fi 20+17=37 ^OC. Într-o astfel de situație, pierderea totală de căldură de la pereții casei noastre condiționate va fi:

0,91 336 37 = 11313 W,

Unde: 0,91 - rezistența la transferul de căldură pe metru pătrat de perete; 336 - suprafața pereților fațadei; 37 - diferența de temperatură între atmosfera camerei și cea a străzii.

Coeficientul de conductivitate termică al materialelor termoizolante utilizate pentru izolarea podelei/pereților, șapa uscată a podelei și nivelarea pereților

Să recalculăm valoarea pierderii de căldură rezultată în kilowați-oră; acestea sunt mai convenabile pentru percepția și calculele ulterioare ale puterii sistemului de încălzire.

Pierderi de căldură de la pereți în kilowați-oră

Mai întâi, să aflăm câtă energie termică va trece prin pereți într-o oră cu o diferență de temperatură de 37 ^OCU.

Vă reamintim că calculul se efectuează pentru o casă cu caracteristici structurale selectate condiționat pentru calcule demonstrative:

11313 · 1 : 1000 = 11,313 kWh,

Unde: 11313 este cantitatea de pierdere de căldură obținută anterior; 1 oră; 1000 este numărul de wați într-un kilowatt.

Coeficientul de conductivitate termică a materialelor de construcție utilizate pentru izolarea pereților și tavanelor

Pentru a calcula pierderea de căldură pe zi, înmulțiți pierderea de căldură rezultată pe oră cu 24 de ore:

11.313 24 = 271.512 kWh

Pentru claritate, să aflăm pierderea de energie termică pentru un sezon de încălzire complet:

7 30 271,512 = 57017,52 kWh,

Unde: 7 este numărul de luni din sezonul de încălzire; 30 - numărul de zile dintr-o lună; 271.512 - pierderea zilnică de căldură a pereților.

Deci, pierderea de căldură estimată a unei case cu caracteristicile structurilor de împrejmuire selectate mai sus va fi de 57.017,52 kWh pentru șapte luni din sezonul de încălzire.

Luând în considerare influența ventilației într-o casă privată

De exemplu, vom calcula pierderile de căldură prin ventilație în timpul sezonului de încălzire pentru o cabană convențională de formă pătrată, cu un perete de 12 metri lățime și 7 metri înălțime.

Fără a lua în considerare mobilierul și pereții interiori, volumul interior al atmosferei din această clădire va fi:

12 12 7 = 1008 m³

La temperatura aerului +20 ^OC (normă în sezonul de încălzire), densitatea sa este de 1,2047 kg/m³, iar capacitatea termică specifică este de 1,005 kJ/(kg·^OCU).

Să calculăm masa atmosferei din casă:

1008 · 1,2047 = 1214,34 kg,

Unde: 1008 este volumul atmosferei de acasă; 1,2047 - densitatea aerului la t +20 ^OCU .

Tabel cu valoarea coeficientului de conductivitate termică a materialelor care poate fi necesar la efectuarea unor calcule precise

Să presupunem o schimbare de cinci ori a volumului de aer în incinta casei. Rețineți că exact necesarul de volum de aprovizionare aerul proaspăt depinde de numărul de locuitori ai cabanei.

Cu o diferență medie de temperatură între casă și stradă în timpul sezonului de încălzire egală cu 27 ^OC (20 ^ODe acasă, -7 ^ODin atmosfera externă), este necesară următoarea energie termică pe zi pentru a încălzi aerul rece de alimentare:

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

Unde: 5 este numărul de schimburi de aer din interior; 27 - diferența de temperatură între atmosfera camerei și cea a străzii; 1214,34 - densitatea aerului la t +20 ^OCU; 1.005 este capacitatea termică specifică a aerului.

Să convertim kilojouli în kilowați-oră, împărțind valoarea la numărul de kilovați-oră (3600):

164755,58 : 3600 = 45,76 kWh

După ce am aflat costul energiei termice pentru încălzirea aerului din casă atunci când acesta este înlocuit de cinci ori prin ventilație forțată, putem calcula pierderea de căldură „aer” pentru un sezon de încălzire de șapte luni:

7 30 45,76 = 9609,6 kWh,

Unde: 7 este numărul de luni „încălzite”; 30 este numărul mediu de zile dintr-o lună; 45,76 - consum zilnic de energie termică pentru încălzirea aerului de alimentare.

Consumul de energie de ventilație (infiltrare) este inevitabil, deoarece actualizarea aerului din incinta cabanei este vitală.

Necesarul de încălzire al atmosferei de aer în schimbare din casă trebuie calculat, însumat cu pierderile de căldură prin anvelopa clădirii și luat în considerare la alegerea unui cazan de încălzire. Mai există un tip de consum de energie termică, ultimul este pierderea de căldură prin canalizare.

Consum de energie pentru prepararea ACM

Dacă în lunile calde, apa rece vine de la robinet în cabană, atunci în timpul sezonului de încălzire este înghețată, cu o temperatură nu mai mare de +5 ^OC. Scăldatul, spălatul vaselor și spălatul rufelor sunt imposibile fără încălzirea apei.

Apa colectată în rezervorul de toaletă intră în contact prin pereți cu atmosfera locuinței, luând puțină căldură. Ce se întâmplă cu apa care este încălzită prin arderea combustibilului negratuit și cheltuită pentru nevoile casnice? Se toarnă în canalizare.

Cazan cu dublu circuit cu un cazan de incalzire indirecta, folosit atat pentru incalzirea lichidului de racire cat si pentru alimentarea cu apa calda a circuitului construit pentru acesta

Să ne uităm la un exemplu. Să presupunem că o familie de trei folosește 17 m³ apa lunar. 1000 kg/m³ este densitatea apei și 4,183 kJ/kg^OC este capacitatea sa de căldură specifică.

Temperatura medie de încălzire a apei destinate nevoilor casnice să fie de +40 ^OC. În consecință, diferența de temperatură medie între apa rece care intră în casă (+5 ^OC) și încălzit în cazan (+30 ^OC) se dovedește 25 ^OCU.

Pentru a calcula pierderile de căldură prin canalizare avem în vedere:

17 1000 25 4,183 = 1777775 kJ,

Unde: 17 este volumul lunar al consumului de apă; 1000 este densitatea apei; 25 - diferenta de temperatura intre apa rece si apa incalzita; 4.183 - capacitatea termică specifică a apei;

Pentru a converti kilojulii în kilowați oră mai ușor de înțeles:

1777775 : 3600 = 493,82 kWh

Astfel, în perioada de șapte luni a sezonului de încălzire, energia termică intră în canalizare în cantitate de:

493,82 7 = 3456,74 kWh

Consumul de energie termică pentru încălzirea apei pentru nevoi igienice este mic în comparație cu pierderea de căldură prin pereți și ventilație. Dar acestea sunt și costuri energetice care încarcă cazanul de încălzire sau cazanul și provoacă consum de combustibil.

Calculul puterii cazanului de încălzire

Cazanul ca parte a sistemului de încălzire este proiectat pentru a compensa pierderile de căldură ale clădirii. Și, de asemenea, în caz sistem dublu circuit sau la echiparea cazanului cu un cazan de incalzire indirecta pentru a incalzi apa pentru nevoi igienice.

Prin calcularea pierderilor zilnice de căldură și a consumului de apă caldă „la canalizare”, puteți determina cu precizie puterea necesară a cazanului pentru o cabană dintr-o anumită zonă și caracteristicile structurilor de împrejmuire.

Un cazan cu un singur circuit încălzește doar lichidul de răcire 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 pentru încălzirea atmosferei de aer în schimbare din interior.

Sunt necesare date despre pierderea de căldură în kilowați-oră pe zi - în cazul unei case convenționale, calculată ca exemplu, aceasta este:

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

Unde: 271.512 - pierderi zilnice de căldură de la pereții exteriori; 45,76 - pierderi zilnice de căldură pentru încălzirea aerului de alimentare.

În consecință, puterea de încălzire necesară a cazanului va fi:

317.272: 24 (ore) = 13,22 kW

Cu toate acestea, un astfel de cazan va fi sub o sarcină constantă ridicată, reducându-și durata de viață. Și în zilele deosebit de geroase, puterea de proiectare a cazanului nu va fi suficientă, deoarece cu o diferență mare de temperatură între atmosfera din cameră și cea din stradă, pierderea de căldură a clădirii va crește brusc.

De aceea alege un cazan conform calculului mediu al costurilor energiei termice, nu merită - este posibil să nu poată face față înghețurilor severe.

Ar fi rațional să creștem puterea necesară a echipamentului cazanului cu 20%:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 kW

Pentru a calcula puterea necesară a celui de-al doilea circuit al cazanului care încălzește apa pentru spălarea vaselor, scăldat etc., trebuie să împărțiți consumul lunar de căldură al pierderilor de căldură „de canalizare” la numărul de zile din lună și la 24 de ore. :

493.82:30:24 = 0,68 kW

Pe baza calculelor, puterea optimă a cazanului pentru cabana exemplu este de 15,86 kW pentru circuitul de încălzire și 0,68 kW pentru circuitul de încălzire.

Selecția radiatoarelor de încălzire

Tradiţional puterea radiatorului de incalzire Se recomandă să alegeți în funcție de suprafața încăperii încălzite și cu o supraestimare de 15-20% a necesarului de energie, pentru orice eventualitate.

Folosind un exemplu, să ne uităm la cât de corectă este metodologia de alegere a unui radiator „suprafață de 10 m2 - 1,2 kW”.

Puterea termică a radiatoarelor depinde de metoda de conectare a acestora, care trebuie luată în considerare la calcularea sistemului de încălzire

Date inițiale: cameră de colț la primul nivel al unei clădiri de construcție de locuințe individuale cu două etaje; perete exterior din cărămizi ceramice cu două rânduri; latime camera 3 m, lungime 4 m, inaltime tavan 3 m.

Folosind o schemă de selecție simplificată, se propune să se calculeze suprafața camerei, luăm în considerare:

3 (latime) 4 (lungime) = 12 m²

Acestea. puterea necesară a radiatorului de încălzire cu o creștere de 20% este de 14,4 kW. Acum să calculăm parametrii de putere ai radiatorului de încălzire pe baza pierderii de căldură a încăperii.

De fapt, zona încăperii afectează pierderea de energie termică mai puțin decât zona pereților săi, cu fața pe o parte în afara clădirii (fațadă).

Prin urmare, vom calcula exact aria pereților „străzii” prezenți în cameră:

3 (lățime) 3 (înălțime) + 4 (lungime) 3 (înălțime) = 21 m²

Cunoscând zona pereților care transferă căldura „pe stradă”, vom calcula pierderea de căldură dacă temperatura camerei și a străzii diferă cu 30^O (în casă +18 ^OC, exterior -12 ^OC), și imediat în kilowați-oră:

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

Unde: 0,91 - rezistența la transferul de căldură m2 a pereților încăperii orientați „în exterior”; 21 - zona pereților „străzii”; 30 - diferenta de temperatura in interiorul si exteriorul casei; 1000 este numărul de wați într-un kilowatt.

Conform standardelor de construcție, dispozitivele de încălzire sunt amplasate în zone cu pierderi maxime de căldură.De exemplu, radiatoarele sunt instalate sub deschiderile ferestrelor, pistoalele termice sunt instalate deasupra intrării în casă. În încăperile de colț, bateriile sunt instalate pe pereții goali expuși la expunerea maximă la vânt.

Se pare că pentru a compensa pierderile de căldură prin pereții de fațadă ai acestei structuri, la 30^O Datorită diferenței de temperatură din casă și din exterior este suficientă încălzirea cu o capacitate de 0,57 kWh. Să creștem puterea necesară cu 20, chiar 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 suprafață a încăperii”.

Mai mult, calculul corect al puterii necesare a radiatoarelor de încălzire va reduce volumul lichid de răcire în sistemul de încălzire, ceea ce va reduce sarcina asupra cazanului și costurile cu combustibilul.

Concluzii și video util pe această temă

Unde se duce căldura din casă - răspunsurile sunt oferite de un videoclip vizual:

Videoclipul discută procedura de calcul a pierderii de căldură a unei case prin anvelopa clădirii. Cunoscând pierderile de căldură, puteți calcula cu exactitate puterea sistemului de încălzire:

Pentru un videoclip detaliat despre principiile selectării caracteristicilor de putere ale unui cazan de încălzire, consultați mai jos:

Producția de căldură devine mai scumpă în fiecare an - prețul combustibilului crește. Și întotdeauna nu este suficientă căldură. Este imposibil să fii indiferent față de consumul de energie al unei cabane - este complet nerentabil.

Pe de o parte, fiecare nou sezon de încălzire îl costă pe proprietar din ce în ce mai mult. Pe de altă parte, izolarea pereților, a fundației și a acoperișului unei case de țară costă bani buni. Cu toate acestea, cu cât iese mai puțină căldură din clădire, cu atât va fi mai ieftin să o încălziți.

Păstrarea căldurii în incinta casei este sarcina principală a sistemului de încălzire în timpul lunilor de iarnă.Alegerea puterii cazanului de încălzire depinde de starea casei și de calitatea izolației structurilor sale de închidere. Principiul „kilowați pe 10 metri pătrați de suprafață” funcționează într-o cabană în stare medie a fațadelor, acoperișului și fundației.

Ai calculat singur sistemul de încălzire pentru casa ta? Sau ai observat o discrepanță în calculele date în articol? Împărtășește-ți experiența practică sau cantitatea de cunoștințe teoretice lăsând un comentariu în blocul de sub acest articol.