Vykurovanie súkromného domu je nevyhnutným prvkom pohodlného bývania. Dohodli sa na tom, že k usporiadaniu vykurovacieho komplexu by sa malo pristupovať opatrne, pretože chyby sú drahé. Nikdy ste však také výpočty neurobili a neviete, ako ich správne vykonať?
Pomôžeme vám - v našom článku podrobne zvážime, ako sa vykonáva výpočet vykurovacieho systému súkromného domu s cieľom účinne kompenzovať tepelné straty v zimných mesiacoch.
Uvádzame konkrétne príklady, do článku pridávame materiál s vizuálnymi fotografiami a užitočnými videonahrávkami, ako aj príslušné tabuľky s ukazovateľmi a koeficientmi potrebnými na výpočty.
Tepelné straty súkromného domu
Budova stráca teplo v dôsledku rozdielu teploty vzduchu vo vnútri a mimo domu. Tepelné straty sú vyššie, čím je plocha plášťa budovy významnejšia (okná, strechy, steny, základy).
Strata tepelnej energie je tiež spojená s materiálmi plášťa budovy a ich veľkosťou. Napríklad tepelné straty tenkých stien sú väčšie ako silné.
Galéria obrázkov
Foto z
Vykurovací systém súkromného domu s dvoma jednotkami
Možnosť vykurovania v zrube
Únik vzduchu a tepla cez okná a dvere
Vetrací systém na čerstvom vzduchu
Úprava TÚV a vykurovacieho okruhu
Výber kotla podľa druhu paliva
Možnosti položenia vykurovacích okruhov
Možnosť vonkajšieho vykurovania
Efektívny výpočet kúrenia pre súkromný dom nevyhnutne zohľadňuje materiály použité pri stavbe obvodových plášťov budov.
Napríklad pri rovnakej hrúbke steny vyrobenej z dreva a tehly sa teplo vykonáva s rôznou intenzitou - tepelné straty drevených štruktúr sú pomalšie. Niektoré materiály prepúšťajú teplo lepšie (kov, tehla, betón), iné horšie (drevo, minerálna vlna, polystyrénová pena).
Atmosféra v obytnej budove nepriamo súvisí s prostredím vonkajšieho ovzdušia. Steny, otvory okien a dverí, strecha a základy v zime prenášajú teplo z domu von, dodávajúc chladom. Predstavujú 70-90% z celkových tepelných strát chaty.
Steny, strecha, okná a dvere - všetko v zime umožňuje teplo. Termokamera jasne ukazuje únik tepla
Neustálym únikom tepelnej energie počas vykurovacieho obdobia dochádza tiež prostredníctvom vetrania a splaškov.
Pri výpočte tepelných strát jednotlivej bytovej výstavby sa tieto údaje obvykle nezohľadňujú. Avšak zahrnutie tepelných strát cez kanalizačné a vetracie systémy do všeobecného tepelného výpočtu domu je stále správnym rozhodnutím.
Výrazne usporiadaný tepelnoizolačný systém môže výrazne znížiť únik tepla prechádzajúci cez stavebné konštrukcie, otvory dverí / okien
Je nemožné vypočítať autonómny vykurovací okruh vidieckeho domu bez vyhodnotenia tepelných strát jeho obvodových štruktúr. Presnejšie povedané, nebude možné určiť kapacitu vykurovacieho kotla, dostatočného na vykurovanie chaty v najťažších mrazoch.
Analýza skutočnej spotreby tepelnej energie stenami vám umožní porovnať náklady na vybavenie kotla a palivo s nákladmi na tepelnú izoláciu obvodových plášťov budov.
Koniec koncov, čím je dom energeticky úspornejší, t.j. čím menej tepla stráca v zimných mesiacoch, tým nižšie sú náklady na nákup paliva.
Na kvalifikovaný výpočet vykurovacieho systému sa bude vyžadovať koeficient tepelnej vodivosti bežných stavebných materiálov.
Tabuľka hodnôt koeficientu tepelnej vodivosti rôznych stavebných materiálov, najčastejšie používaných pri stavbe
Výpočet tepelných stien stenami
Ako príklad použijeme podmienenú dvojposchodovú chalupu, vypočítame tepelné straty prostredníctvom jej stenových štruktúr.
Počiatočné údaje:
- štvorcová „krabica“ s prednými stenami širokými 12 ma vysokými 7 m;
- vo vnútri stien 16 otvorov plocha každého 2,5 m2;
- materiál predných stien - masívna tehlová keramika;
- hrúbka steny - 2 tehly.
Ďalej vypočítame skupinu ukazovateľov, z ktorých sa pridá celková hodnota tepelných strát cez steny.
Odolnosť proti prestupu tepla
Na zistenie indexu prestupu tepla fasádnej steny je potrebné deliť hrúbku materiálu steny koeficientom tepelnej vodivosti.
Pre množstvo konštrukčných materiálov sú údaje o koeficiente tepelnej vodivosti uvedené na obrázkoch nad a pod.
Na presné výpočty sa bude vyžadovať koeficient tepelnej vodivosti uvedený v tabuľke tepelnoizolačných materiálov použitých v stavebníctve.
Naša podmienená stena je vyrobená z pevných keramických tehál, ktorých tepelná vodivosť je 0,56 W / moC. Jeho hrúbka, berúc do úvahy murivo v centrálnom distribučnom centre, je 0,51 m. Po rozdelení hrúbky steny tepelnou vodivosťou tehly získame odpor prenosu tepla na stene:
0,51: 0,56 = 0,91 W / m2 × oFROM
Výsledok delenia zaokrúhľujeme na dve desatinné miesta, nie sú potrebné presnejšie údaje o odpore prenosu tepla.
Vonkajšia stena
Pretože bola ako príklad vybraná štvorcová budova, plocha jej stien je určená vynásobením šírky výškou jednej steny a potom počtom vonkajších stien:
12,7,4 = 336 m2
Takže poznáme oblasť predných stien. Ale čo otvory a okná a dvere zaberajúce spolu 40 m2 (2,5 · 16 = 40 m2) prednej steny, mali by sa zohľadniť?
Skutočne, ako správne vypočítať autonómne vykurovanie v drevenici bez toho, aby sa bral do úvahy odpor prenosu tepla okenných a dverových štruktúr.
Koeficient tepelnej vodivosti tepelne izolačných materiálov používaných na izoláciu nosných stien
Ak je potrebné vypočítať tepelné straty veľkoplošnej budovy alebo teplého domu (energeticky efektívne) - áno, pri výpočte bude správne zohľadniť koeficient prestupu tepla okenných rámov a vstupných dverí.
Avšak pri nízkopodlažných budovách, ktoré sú vyrobené z tradičných materiálov, je možné zanedbať dvere a okná. Tie. neodstraňujte ich oblasť od celkovej plochy predných stien.
Bežné tepelné straty steny
Tepelné straty steny zistíme z jedného štvorcového metra, keď je teplotný rozdiel medzi vzduchom vo vnútri a mimo domu jeden stupeň.
Za týmto účelom vydelte jednotku odporom prestupu tepla steny vypočítaným skôr:
1: 0,91 = 1,09 W / m2·oFROM
Znalosť tepelných strát na meter štvorcový obvodu vonkajších stien, môžete určiť tepelné straty pri určitých teplotách na ulici.
Napríklad, ak je teplota v chate +20 oC a na ulici -17 oC, teplotný rozdiel bude 20 + 17 = 37 oC. V takejto situácii bude celková tepelná strata stien nášho podmieneného domu:
0,91 336,37 = 11313 W,
Kde: 0,91 - odpor prenosu tepla na meter štvorcový steny; 336 - plocha predných stien; 37 - teplotný rozdiel medzi vnútornou a vonkajšou atmosférou.
Koeficient tepelnej vodivosti tepelne izolačných materiálov používaných na izoláciu podlahy / steny, na suchú podlahu a vyrovnanie stien
Prepočítavame výsledné tepelné straty v kilowatthodinách, sú vhodnejšie na vnímanie a následné výpočty výkonu vykurovacieho systému.
Tepelná strata steny v kilowatthodinách
Najprv zistíme, koľko tepelnej energie prejde stenami za hodinu s teplotným rozdielom 37 oFROM.
Pripomíname, že výpočet sa vykonáva pre dom so štrukturálnymi charakteristikami, ktorý je podmienečne vybraný na demonštračné a demonštračné výpočty:
113131: 1000 = 11,313 kWh,
Kde: 11313 - množstvo predtým získaných tepelných strát; 1 hodina; 1000 je počet wattov na kilowatt.
Koeficient tepelnej vodivosti stavebných materiálov používaných na izoláciu stien a podláh
Na výpočet tepelnej straty za deň sa výsledná tepelná strata za hodinu vynásobí 24 hodinami:
11,31324 = 271,512 kWh
Kvôli prehľadnosti zisťujeme stratu tepelnej energie za celú vykurovaciu sezónu:
7,30 · 271,512 = 57017,52 kWh,
Kde: 7 - počet mesiacov v vykurovacej sezóne; 30 - počet dní v mesiaci; 271 512 - denné tepelné straty stien.
Odhadovaná tepelná strata domu s charakteristikami vyššie uvedených obvodových štruktúr bude teda predstavovať 57017,52 kWh počas siedmich mesiacov vykurovacej sezóny.
Zohľadnenie účinkov vetrania súkromného domu
Ako príklad vypočítame tepelné straty vetrania počas vykurovacieho obdobia pre podmienečnú chalupu štvorcového tvaru so stenou šírkou 12 metrov a výškou 7 metrov.
Okrem nábytku a vnútorných stien bude vnútorný objem atmosféry v tejto budove:
12,12,7 = 1008 m3
Pri teplote vzduchu +20 ° C oC (norma v vykurovacej sezóne) je jeho hustota 1,2047 kg / m3a merné teplo je 1,005 kJ / (kgoFROM).
Vypočítame hmotnosť atmosféry v dome:
10081,2047 = 1214,34 kg,
Kde: 1008 - objem domácej atmosféry; 1,2047 - hustota vzduchu pri t +20 oOD.
Tabuľka s hodnotou koeficientu tepelnej vodivosti materiálov, ktorá môže byť potrebná na presné výpočty
Predpokladajme päťnásobnú zmenu objemu vzduchu v priestoroch domu. Upozorňujeme, že presná potreba prívodu čerstvého vzduchu závisí od počtu obyvateľov chaty.
Priemerný teplotný rozdiel medzi domom a ulicou v vykurovacej sezóne je 27 oC (20%) oC domov, -7 oS vonkajšou atmosférou) za deň na ohrev prívodu studeného vzduchu potrebujete tepelnú energiu:
5.271214,34-1,005 = 164755,58 kJ,
Kde: 5 - počet zmien vzduchu v priestoroch; 27 - teplotný rozdiel medzi vnútornou a vonkajšou atmosférou; 1214,34 - hustota vzduchu pri t +20 oZ; 1.005 - špecifické teplo vzduchu.
Prepočítavame kilojouly na kilowatthodiny vydelením hodnoty počtom kilojoulov za jednu kilowatthodinu (3600):
164755,58: 3600 = 45,76 kWh
Po zistení nákladov na tepelnú energiu na ohrev vzduchu v dome počas jeho päťnásobnej výmeny pomocou prívodného vetrania je možné vypočítať tepelnú stratu „vzduchu“ pre sedemmesačné vykurovacie obdobie:
7,30 · 45,76 = 9609,6 kWh,
Kde: 7 - počet „vyhrievaných“ mesiacov; 30 - priemerný počet dní v mesiaci; 45,76 - denné náklady na tepelnú energiu na ohrev privádzaného vzduchu.
Náklady na vetranie (infiltráciu) sú nevyhnutné, pretože je nevyhnutná obnova vzduchu v chate.
Potreby vykurovania vymeniteľnej vzduchovej atmosféry v dome sa musia vypočítať, spočítať s tepelnými stratami cez plášť budovy a zohľadniť pri výbere vykurovacieho kotla. Existuje aj iný druh spotreby tepelnej energie, druhý - stočné tepelné straty.
Náklady na energiu na prípravu TÚV
Ak v teplejších mesiacoch vychádza z kohútika studená voda, potom v vykurovacej sezóne je ľadová, s teplotou nepresahujúcou +5 oC. Kúpanie, umývanie riadu a umývanie nie je možné bez zahrievania vody.
Voda zozbieraná v záchodovej miske sa dotýka atmosféry cez steny a trochu sa zohreje. Čo sa stane s vodou, ktorá sa zohrieva spálením nesvobodného paliva a spotrebou na potreby domácnosti? Nalieva sa do kanalizácie.
Dvojokruhový kotol s nepriamym vykurovacím kotlom, ktorý sa používa na vykurovanie chladiacej kvapaliny, ako aj na prívod teplej vody do okruhu, ktorý je pre ňu skonštruovaný
Zoberme si príklad. Trojčlenná rodina by mala stráviť 17 m3 voda mesačne. 1 000 kg / m3 - hustota vody a 4,183 kJ / kgoC je jeho špecifické teplo.
Priemerná teplota vykurovacej vody určenej pre domáce potreby je +40 oC. Preto rozdiel priemernej teploty medzi studenou vodou vstupujúcou do domu (+5 oC) a zohrieva sa v kotli (+30 oC) ukáže sa 25 oFROM.
Pri výpočte tepelných strát v kanalizácii berieme do úvahy:
17 · 1000 · 25 · 4,183 = 1777775 kJ,
Kde: 17 - mesačný objem spotreby vody; 1000 je hustota vody; 25 - teplotný rozdiel medzi studenou a zahrialou vodou; 4,183 - špecifické teplo vody;
Prevod kilojoulov na zrozumiteľnejšie kilowatthodiny:
1777775: 3600 = 493,82 kWh
Preto počas siedmich mesiacov vykurovacej sezóny tepelná energia vo výške:
493,827 = 3456,74 kWh
Spotreba tepelnej energie na ohrev vody na hygienické potreby je v porovnaní so stratami tepla stenami a vetraním malá. Ale to je tiež spotreba energie, zaťaženie vykurovacieho kotla alebo kotla a spôsobenie spotreby paliva.
Výpočet výkonu kotla
Kotol vo vykurovacom systéme je navrhnutý tak, aby kompenzoval tepelné straty budovy. A tiež v prípade dvojokruhového systému alebo pri vybavení kotla nepriamym vykurovacím kotlom na ohrev vody na hygienické účely.
Vypočítaním denných tepelných strát a spotreby teplej vody „na splaškovú vodu“ je možné presne určiť potrebnú kapacitu kotla pre chalupu v určitej oblasti a charakteristiky uzatváracích štruktúr.
Jednokruhový kotol produkuje iba vykurovacie médium pre vykurovací systém
Na určenie výkonu vykurovacieho kotla je potrebné vypočítať náklady na tepelnú energiu domu cez fasádne steny a vykurovanie vymeniteľnej vzduchovej atmosféry v interiéri.
Vyžadujú sa údaje o tepelných stratách v kilowatthodinách za deň - v prípade podmieneného domu vypočítané napríklad:
271,512 + 45,76 = 317,272 kWh,
Kde: 271.512 - denné tepelné straty vonkajších stien; 45,76 - denné tepelné straty na ohrev privádzaného vzduchu.
Preto bude potrebný vykurovací výkon kotla:
317,222: 24 (hodiny) = 13,22 kW
Takýto kotol však bude neustále zaťažený, čím sa zníži jeho životnosť. A v obzvlášť mrazivých dňoch nebude menovitá kapacita kotla stačiť, pretože pri vysokom teplotnom rozdiele medzi vnútornou a vonkajšou atmosférou sa tepelné straty budovy prudko zvýšia.
Preto sa oplatí zvoliť kotol podľa priemerného výpočtu nákladov na tepelnú energiu - nemusí byť schopný zvládnuť silné mrazy.
Bude racionálne zvýšiť požadovanú kapacitu kotlového zariadenia o 20%:
13,22,2 + 13,22 = 15,86 kW
Na výpočet požadovaného výkonu druhého okruhu kotla, vykurovacej vody na umývanie riadu, kúpania atď. Je potrebné vydeliť mesačnú spotrebu tepla „stokových“ tepelných strát počtom dní v mesiaci a 24 hodinami:
493,82: 30: 24 = 0,68 kW
Podľa výsledkov výpočtu je optimálny výkon kotla pre príklad chaty 15,86 kW pre vykurovací okruh a 0,68 kW pre vykurovací okruh.
Výber radiátorov
Tradične sa odporúča, aby sa výkon vykurovacieho telesa volil podľa oblasti vykurovanej miestnosti as prípadným zvýšením spotreby energie o 15 - 20%.
Ako príklad uvážime, ako správny je spôsob výberu radiátora „plocha 10 m2 - 1,2 kW“.
Tepelný výkon radiátorov závisí od spôsobu ich pripojenia, čo je potrebné zohľadniť pri výpočte vykurovacieho systému
Počiatočné údaje: rohová miestnosť na prvom poschodí dvojposchodového domu IZHS; vonkajšia stena z dvojradového keramického muriva; šírka miestnosti 3 m, dĺžka 4 m, výška stropu 3 m.
Podľa zjednodušenej schémy výberu sa navrhuje vypočítať plochu miestnosti, ktorú zvažujeme
3 (šírka) · 4 (dĺžka) = 12 m2
Tie. požadovaný výkon vykurovacieho radiátora s prémiou 20% je 14,4 kW. A teraz vypočítavame výkonové parametre vykurovacieho telesa na základe tepelných strát v miestnosti.
V skutočnosti plocha miestnosti ovplyvňuje stratu tepelnej energie menej ako plocha jej stien, ktoré siahajú po jednej strane budovy (predná strana).
Preto budeme brať do úvahy presne oblasť „uličných“ stien dostupných v miestnosti:
3 (šírka) · 3 (výška) + 4 (dĺžka) · 3 (výška) = 21 m2
Známe oblasti stien, ktoré prenášajú teplo „na ulicu“, vypočítame tepelné straty s rozdielom teploty miestnosti a ulice 30.o (v dome +18 oC, mimo -12 oC) a okamžite v kilowatthodinách:
0,91 · 21 · 30: 1 000 = 0,57 kW,
Kde: 0,91 - tepelný odpor m2 stien miestnosti obrátených k „ulici“; 21 - oblasť „uličných“ stien; 30 - teplotný rozdiel vo vnútri a mimo domu; 1000 je počet wattov na kilowatt.
Podľa stavebných noriem sú vykurovacie zariadenia umiestnené na miestach s maximálnymi tepelnými stratami. Napríklad, radiátory sú inštalované pod okennými otvormi, horúcimi pištoľami - nad vchodom do domu. V rohových miestnostiach sú batérie inštalované na matných stenách, ktoré sú vystavené maximálnemu vetra.
Ukazuje sa, že kompenzovať tepelné straty fasádnymi stenami tohto dizajnu pri 30 ° Co teplotný rozdiel v dome a na ulici je dostatočný kúrenie s kapacitou 0,57 kWh. Požadovaný výkon zvyšujeme o 20, dokonca o 30% - dostávame 0,74 kWh.
Skutočná energetická náročnosť vykurovania tak môže byť výrazne nižšia ako schéma obchodovania „1,2 kW na meter štvorcový podlahovej plochy“.
Správny výpočet požadovanej kapacity vykurovacích telies navyše zníži množstvo chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme, čím sa zníži zaťaženie kotla a náklady na palivo.
Tam, kde teplo prúdi z domu - video poskytuje odpovede:
Vo videu sa zvažuje postup na výpočet tepelných strát domu cez plášť budovy. Po znalosti tepelných strát bude možné presne vypočítať výkon vykurovacieho systému:
Podrobné video o princípoch výberu energetických charakteristík vykurovacieho kotla nájdete nižšie:
Výroba tepla ročne stúpa - ceny pohonných hmôt rastú. A teplo stále nestačí. Nemusíte byť ľahostajní k energetickej spotrebe chaty - je to úplne nerentabilné.
Na jednej strane každá nová vykurovacia sezóna stojí majiteľa domu drahšie. Na druhej strane stojí izolácia stien, základov a prímestských striech dobré peniaze. Čím menej tepla však opúšťa budovu, tým lacnejšie bude vykurovať..
V zimných mesiacoch je hlavnou úlohou vykurovacieho systému zachovanie tepla v priestoroch domu. Výber výkonu vykurovacieho kotla závisí od stavu domu a od kvality izolácie jeho obvodových konštrukcií. Princíp „kilowattov na 10 štvorcových plôch“ funguje v chate s priemerným stavom fasád, striech a základov.
Vypočítali ste nezávisle vykurovací systém pre váš domov? Alebo ste si všimli nesúlad vo výpočtoch uvedených v článku? Podeľte sa o svoje praktické skúsenosti alebo objem teoretických vedomostí zanechaním komentára v bloku podľa tohto článku.