חישוב מערכת החימום של בית פרטי: כללים ודוגמאות לחישוב

חימום בית פרטי הוא מרכיב הכרחי בדיור נוח. מסכים כי יש לגשת בזהירות לסידור מתחם החימום, כמו טעויות יקרות. אך מעולם לא עשית חישובים כאלה ואינך יודע כיצד לבצע אותם נכון?

אנו נעזור לכם - במאמר שלנו נשקול בפירוט כיצד נעשה חישוב מערכת החימום של בית פרטי על מנת לפצות ביעילות על אובדן החום בחודשי החורף.

אנו נותנים דוגמאות ספציפיות, המשלימים את חומר המאמר בתמונות ויזואליות וטיפים מועילים לסרטון, וכן טבלאות רלוונטיות עם אינדיקטורים ומקדמים הנחוצים לחישובים.

אובדן חום של בית פרטי

הבניין מאבד חום בגלל ההבדל בטמפרטורת האוויר בתוך ומחוץ לבית. איבוד החום גבוה יותר, כך שטח מעטפת הבניין משמעותי יותר (חלונות, גגות, קירות, יסודות).

גם איבוד חום מחובר לחומרים של המבנים הסוגרים וגודלם. לדוגמא, אובדן החום של קירות דקים גדול יותר מאשר סמיך.

יעיל חישוב חימום עבור בית פרטי צריך לקחת בחשבון את החומרים המשמשים לבניית מעטפות בנייה.

לדוגמא, בעובי שווה של קיר העשוי מעץ ולבנים, החום מתבצע בעוצמות שונות - איבוד החום דרך מבני עץ הוא איטי יותר. חומרים מסוימים מאפשרים לחום לעבור טוב יותר (מתכת, לבנים, בטון), אחרים גרועים יותר (עץ, צמר סלעים, קצף קלקר).

האווירה בתוך בניין מגורים קשורה בעקיפין לסביבת האוויר החיצונית. קירות, פתחים של חלונות ודלתות, גג ובסיס בחורף מעבירים חום מהבית אל החוץ, ומספקים קור בתמורה. הם מהווים 70-90% מאובדן החום הכולל של הקוטג '.

קירות, גג, חלונות ודלתות - הכל מאפשר חום בחורף. הדמות התרמית מראה בבירור דליפות חום

דליפה קבועה של אנרגיה תרמית בעונת החימום מתרחשת גם באמצעות אוורור וביוב.

בעת חישוב אובדן החום של בניין דיור פרטני, נתונים אלה בדרך כלל לא נלקחים בחשבון. אבל הכללת הפסדי חום דרך מערכות הביוב והאוורור בחישוב התרמי הכללי של הבית היא עדיין ההחלטה הנכונה.

מערכת בידוד תרמי מסודרת באופן משמעותי יכולה להפחית באופן משמעותי את נזילת החום העוברת דרך מבני בניין, פתחי דלתות / חלונות

אי אפשר לחשב את מעגל החימום האוטונומי של בית כפרי מבלי להעריך את אובדן החום של המבנים הסוגרים שלו. ליתר דיוק, זה לא יעבוד לקבוע את כוח הדודמספיק כדי לחמם את הקוטג 'בכפור הכבד ביותר.

ניתוח הצריכה בפועל של אנרגיה תרמית דרך הקירות יאפשר לכם להשוות בין עלויות ציוד הדוד והדלק לבין עלויות הבידוד התרמי של הקירות.

אחרי הכל, הבית יעיל יותר באנרגיה, כלומר ככל שהוא מאבד פחות חום בחודשי החורף, כך עלות רכישת הדלק נמוכה יותר.

לצורך חישוב מוסמך של מערכת החימום, תזדקק מקדם מוליכות תרמית חומרי בניין נפוצים.

טבלת הערכים של מקדם המוליכות התרמית של חומרי בניין שונים, המשמשים לרוב בבניית

חישוב אובדן החום דרך הקירות

בעזרת הקוטג 'המותנה שתי קומות כדוגמה, אנו מחשבים את אובדן החום דרך מבני הקיר שלו.

נתוני המקור:

• "תיבה" מרובעת עם קירות קדמיים בגובה 12 מ 'וגובה 7 מ';
• בתוך הקירות של 16 פתחים, השטח של כל 2.5 מ '²;
• חומר של קירות קדמיים - לבנים קרמיות בעלות גוף מלא;
• עובי הקיר - 2 לבנים.

בשלב הבא, נחשב את קבוצת המדדים שמהם מוסף הערך הכולל של אובדן החום דרך הקירות.

התנגדות להעברת חום

כדי לברר את מדד התנגדות העברת החום עבור קיר חזית, יש צורך לחלק את עובי חומר הקיר על ידי מקדם מוליכות החום שלו.

למספר חומרים מבניים מוצגים נתונים על מקדם המוליכות התרמית בתמונות שלמעלה ומתחת.

לצורך חישובים מדויקים, יידרש מקדם המוליכות התרמית המצוין בטבלה של חומרי בידוד תרמי המשמשים בבנייה.

הקיר המותנה שלנו בנוי מלבני קרמיקה מלאות שהמוליכות התרמית שלהן היא 0.56 W / m^בערךג. עוביו, בהתחשב בנייה במרכז ההפצה המרכזי, הוא 0.51 מ '. חלוקת עובי הקיר על ידי מקדם המוליכות התרמית של הלבנים, אנו משיגים את ההתנגדות להעברת חום הקיר:

0.51: 0.56 = 0.91 W / m^{2 × o}עם

אנו מעגלים את תוצאת החלוקה לשני מקומות עשרוניים, אין צורך בנתונים מדויקים יותר על התנגדות להעברת חום.

שטח הקיר החיצוני

מאחר שנבחר מבנה מרובע כדוגמה, שטח קירותיו נקבע על ידי הכפלת הרוחב בגובה קיר אחד, ואז במספר הקירות החיצוניים:

12 · 7 · 4 = 336 מ '²

אז, אנו מכירים את שטח הקירות הקדמיים. אבל מה עם פתחי החלונות והדלתות, הכובשים יחד 40 מ"ר (2.5 · 16 = 40 מ ')²) של הקיר הקדמי, האם יש לקחת אותם בחשבון?

אכן, כיצד לחשב נכון חימום אוטונומי בבית עץ לא כולל התנגדות להעברת חום של מבני חלונות ודלתות.

מקדם מוליכות תרמית של חומרים מבודדי חום המשמשים לבידוד קירות נושאי עומס

אם יש צורך בחישוב אובדן החום של בניין בשטח גדול או בית חם (חסכוני באנרגיה) - כן, אם ניקח בחשבון מקדמי העברת החום של מסגרות חלונות ודלתות כניסה יהיו נכונים בחישוב.

עם זאת, עבור בניינים נמוכים קומות IZHS הבנוי מחומרים מסורתיים, ניתן להזניח את פתחי הדלת והחלון. כלומר אל תסלק את שטחם מהשטח הכולל של הקירות הקדמיים.

אובדן חום נפוץ בקיר

אנו מגלים את אובדן החום של הקיר ממטר רבוע אחד כאשר הפרש הטמפרטורה בין האוויר בתוך הבית ומחוצה לו הוא דרגה אחת.

לשם כך, חלקו את היחידה בהתנגדות העברת החום של הקיר, שחושבה מוקדם יותר:

1: 0.91 = 1.09 W / m²·^בערךעם

בידיעה על אובדן החום למ"ר של היקף הקירות החיצוניים, אתה יכול לקבוע את אובדן החום בטמפרטורות רחוב מסוימות.

לדוגמה, אם הטמפרטורה בקוטג 'היא +20 ^בערךC, וברחוב -17 ^בערךC, הפרש הטמפרטורות יהיה 20 + 17 = 37 ^בערךג. במצב זה, אובדן החום הכולל של קירות ביתנו המותנה יהיה:

0.91 · 336 · 37 = 11313 W,

איפה: 0.91 - התנגדות להעברת חום למטר רבוע של הקיר; 336 - שטח קירות קדמיים; 37 - הפרש טמפרטורה בין אווירה פנים וחוץ.

מקדם מוליכות תרמית של חומרי בידוד חום המשמשים לבידוד רצפה / קיר, למגהץ רצפה יבש ויישור קיר

אנו מחשבים מחדש את אובדן החום שהתקבל בשעות קילוואט, הם נוחים יותר לתפיסה ולחישובים הבאים של כוח מערכת החימום.

איבוד חום בקיר בשעות קילוואט

ראשית, גלה כמה אנרגיה תרמית תעבור דרך הקירות בשעה אחת עם הפרש טמפרטורה של 37 ^בערךג.

אנו מזכירים לכם כי החישוב מתבצע עבור בית עם מאפיינים מבניים, שנבחר בתנאי לצורך הדגמה וחישובי הדגמה:

113131: 1000 = 11.313 קוט"ש,

איפה: 11313 - כמות אובדן החום שהושג קודם לכן; שעה - שעה; 1000 הוא מספר הוואט לקילוואט.

מקדם מוליכות תרמית של חומרי בניין המשמשים לבידוד קירות ורצפות

כדי לחשב את אובדן החום ליום מכפילים את אובדן החום המתקבל לשעה ב- 24 שעות:

11.31324 = 271.512 קוט"ש

לשם הבהרה, אנו מגלים את אובדן האנרגיה התרמית בעונת החימום המלאה:

7 · 30 · 271.512 = 57017.52 קוט"ש,

איפה: 7 - מספר החודשים בעונת החימום; 30 - מספר הימים בחודש; 271,512 - איבוד חום יומי של הקירות.

אז, אובדן החום המשוער של הבית עם המאפיינים לעיל של מעטפת הבניין יעמוד על 57017.52 קוט"ש במשך שבעה חודשים של עונת החימום.

תוך התחשבות בהשפעות אוורור הבית הפרטי

כדוגמא, אנו מחשבים את אובדן החום באוורור בעונת החימום עבור קוטג 'מותנה בצורת ריבוע, עם קיר ברוחב 12 מטר וגובהו 7 מטרים.

לא כולל רהיטים וקירות פנים, הנפח הפנימי של האווירה בבניין זה יהיה:

12 · 12 · 7 = 1008 מ '³

בטמפרטורת האוויר +20 ^בערךC (נורמה בעונת החימום) הצפיפות שלה היא 1.2047 ק"ג / מ³והחום הספציפי הוא 1.005 קילוגרם / ק"ג^בערךג)

אנו מחשבים את מסת האווירה בבית:

10081.2047 = 1214.34 ק"ג,

איפה: 1008 - נפח האווירה הביתית; 1.2047 - צפיפות אוויר ב- t +20 ^בערךס

טבלה עם ערך מקדם המוליכות התרמית של חומרים העשויים להידרש לחישובים מדויקים

נניח שינוי פי חמש בנפח האוויר בחלל הבית. שים לב כי המדויק דרישת נפח אספקה אוויר צח תלוי במספר התושבים בקוטג '.

עם הפרש טמפרטורות ממוצע בין הבית לרחוב בעונת החימום, שווה ל 27 ^בערךג (20 ^בערךבית C, -7 ^בערךעם האווירה החיצונית) ביום לחימום אספקת האוויר הקר אתה זקוק לאנרגיה תרמית:

5.271214.34-1.005 = 164755.58 kJ,

איפה: 5 - מספר שינויי האוויר במקום; 27 - הבדל טמפרטורה בין אווירה פנימית וחיצונית; 1214.34 - צפיפות אוויר ב- t +20 ^בערךג; 1.005 - חום אוויר ספציפי.

אנו ממירים קילוג'ואלים לשעות קילוואט ומחלקים את הערך במספר קילוג'ואלות בשעה קילוואט אחת (3600):

164755.58: 3600 = 45.76 קוט"ש

לאחר שגילינו את עלות האנרגיה התרמית לחימום האוויר בבית במהלך החלפתו פי חמישה באמצעות אוורור האספקה, אנו יכולים לחשב את אובדן החום "האוויר" בעונת החימום שבעה חודשים:

7 · 30 · 45.76 = 9609.6 קוט"ש,

איפה: 7 - מספר החודשים "המחוממים"; 30 - מספר הימים הממוצע בחודש; 45.76 - עלויות אנרגיה חום יומית לחימום האוויר האספקה.

צריכת אנרגיה של אוורור (הסתננות) היא בלתי נמנעת, מכיוון שחידוש האוויר בקוטג 'הוא חיוני.

יש לחשב את צרכי החימום של אווירת האוויר המשתנה בבית, לסכם אותם באובדן חום דרך מעטפת הבניין ולהילקח בחשבון בעת ​​בחירת דוד החימום. יש סוג אחר של צריכת אנרגיה חום, האחרון - אובדן חום בביוב.

עלויות אנרגיה להכנת DHW

אם במהלך החודשים החמים יותר זורמים מים קרים מהברז אל הקוטג ', אז בעונת החימום הם קפואים, עם טמפרטורה שלא תעלה על +5 ^בערךג. רחצה, שטיפת כלים וכביסה אינן אפשריות ללא חימום המים.

המים שנשאבים אל קערת האסלה מתקשרים עם האווירה הביתית דרך הקירות, לוקחים מעט חום. מה קורה למים שחוממים על ידי שריפת דלק שאינו חופשי ובזבזם לצרכים ביתיים? הוא מוזג לביוב.

דוד מעגל כפול עם דוד חימום עקיף, המשמש הן לחימום נוזל הקירור והן לאספקת מים חמים למעגל שנבנה עבורו

בואו נסתכל על דוגמא. משפחה בת שלוש, נניח שתבלה 17 מ '³ מים מדי חודש. 1000 ק"ג / מ³ - צפיפות המים ו- 4.183 ק"ג / ק"ג^בערךC הוא החום הספציפי שלו.

הטמפרטורה הממוצעת של מים חימום המיועדת לצרכים ביתיים, תנו להם להיות +40 ^בערךג. בהתאם, ההבדל בטמפרטורה הממוצעת בין מים קרים הנכנסים לבית (+5 ^בערךג) ומחומם בדוד (+30 ^בערךג) מתברר 25 ^בערךג.

כדי לחשב אובדן חום ביוב, אנו שוקלים:

17 · 1000 · 25 · 4.183 = 1777775 kJ,

איפה: 17 - נפח צריכת מים חודשי; 1000 הוא צפיפות המים; 25 - הפרש טמפרטורה בין מים קרים ומחוממים; 4,183 - חום ספציפי של מים;

להמיר קילוג'ואלות לשעות קילוואט מובנות יותר:

1777775: 3600 = 493.82 קוט"ש

כך, למשך שבעה חודשים של עונת החימום, אנרגיית החום נכנסת לביוב בכמות של:

493.827 = 3456.74 קוט"ש

צריכת האנרגיה התרמית לחימום מים לצורכי היגיינה קטנה בהשוואה לאובדן חום דרך קירות ואוורור. אבל זו גם צריכת אנרגיה, העמסת הדוד או הדוד וגורמת לצריכת דלק.

חישוב כוח הדוד

הדוד במערכת החימום נועד לפצות על אובדן החום של הבניין. וגם, במקרה של מערכת מעגל כפול או כאשר מציידים את הדוד בדוד חימום עקיף, לחימום מים לצרכים היגייניים.

על ידי חישוב אובדן החום היומי וצריכת מים חמים "לביוב", ניתן לקבוע במדויק את יכולת הדוד הדרושה לקוטג 'באזור מסוים ואת מאפייני המבנים הסוגרים.

דוד מעגל יחיד מייצר רק אמצעי חימום למערכת החימום

כדי לקבוע את כוחו של דוד החימום, יש צורך לחשב את עלות האנרגיה התרמית של הבית דרך קירות החזית והחימום של אווירת האוויר להחלפה של הפנים.

יש צורך בנתונים על הפסדי חום בקילוואט שעות ביום - במקרה של בית מותנה, המחושב כדוגמה, זהו:

271.512 + 45.76 = 317.272 קוט"ש,

איפה: 271,512 - איבוד חום יומי על ידי קירות חיצוניים; 45.76 - אובדן חום יומי לחימום האוויר האספקה.

בהתאם לכך, כושר החימום הדרוש של הדוד יהיה:

317.272: 24 (שעות) = 13.22 קילוואט

עם זאת, דוד כזה יהיה תחת עומס גבוה כל הזמן, ויפחית את חיי השירות שלו. ובימים כפוריים במיוחד, הקיבולת המדורגת של הדוד לא תספיק, מכיוון שעם הפרש טמפרטורה גבוה בין אטמוספרות פנים וחוץ, אובדן החום של הבניין יגדל בחדות.

לכן בחר דוד על פי חישוב ממוצע של עלות האנרגיה התרמית אינה שווה את זה - יתכן שהיא לא תתמודד עם כפור קשה.

זה יהיה הגיוני להגדיל את הקיבולת הנדרשת של ציוד הדוד ב 20%:

13.22.2 + 13.22 = 15.86 קילוואט

כדי לחשב את העוצמה הנדרשת של המעגל השני של הדוד, חימום מים לשטיפת כלים, רחצה וכו ', יש צורך לחלק את צריכת החום החודשית של הפסדי החום "ביוב" במספר הימים בחודש ו 24 שעות:

493.82: 30: 24 = 0.68 קילוואט

על פי תוצאות החישוב, כוח הדוד האופטימלי לדוגמא הקוטג 'הוא 15.86 קילוואט למעגל החימום ו -0.68 קילוואט למעגל החימום.

הבחירה ברדיאטורים

באופן מסורתי כוח רדיאטור חימום מומלץ לבחור את שטח החדר המחומם, עם הערכת יתר של 15-20% מדרישות החשמל, למקרה שהוא.

כדוגמה, הבה נבחן עד כמה נכון השיטה לבחירת רדיאטור היא "10 מ"ר שטח - 1.2 קילוואט".

תפוקת החום של רדיאטורים תלויה באופן שבו הם מחוברים, אשר יש לקחת בחשבון בעת ​​חישוב מערכת החימום

נתונים ראשוניים: חדר פינתי בקומה הראשונה של בית דו קומתי IZHS; קיר חיצוני של בנייה לבנה קרמיקה בשורה כפולה; רוחב החדר 3 מ ', אורך 4 מ', גובה התקרה 3 מ '.

על פי תוכנית הבחירה הפשוטה, מוצע לחשב את שטח החדר, אנו שוקלים

3 (רוחב) · 4 (אורך) = 12 מ '²

כלומר ההספק הנדרש של רדיאטור החימום בפרמיה של 20% הוא 14.4 קילוואט. עכשיו בואו נחשב את פרמטרי ההספק של רדיאטור החימום בהתבסס על אובדן החום של החדר.

למעשה, שטח החדר משפיע על אובדן האנרגיה התרמית פחות משטח קירותיו המשתרעים בצד אחד של הבניין (חזית).

לכן, נשקול בדיוק את שטח קירות "הרחוב" הקיים בחדר:

3 (רוחב) · 3 (גובה) + 4 (אורך) · 3 (גובה) = 21 מ ’²

בידיעת שטח הקירות המעביר חום "לרחוב", אנו מחשבים את אובדן החום בהפרש בטמפרטורת החדר והרחוב של 30^בערך (בבית +18 ^בערךC, מחוץ -12 ^בערךג), ומיד בשעות קילוואט:

0.91 · 21 · 30: ​​1000 = 0.57 קילוואט,

איפה: 0.91 - התנגדות להעברת חום מ"ר של קירות החדר הפונים "לרחוב"; 21 - שטח קירות "רחוב"; 30 - הפרש טמפרטורה בתוך ומחוץ לבית; 1000 הוא מספר הוואט לקילוואט.

על פי תקני הבנייה, מכשירי חימום ממוקמים במקומות של איבוד חום מרבי. לדוגמא, רדיאטורים מותקנים מתחת לפתחי החלונות, תותחי חום - מעל הכניסה לבית. בחדרים פינתיים מותקנות סוללות על קירות עמומים הנתונים לרוחות מקסימליות.

מסתבר שכדי לפצות על אובדן החום דרך קירות החזית של עיצוב זה, בגיל 30^בערך ההבדל בטמפרטורה בבית וברחוב מספיק חימום בהספק של 0.57 קוט"ש. אנו מגדילים את ההספק הנדרש ב 20, אפילו ב 30% - אנו מקבלים 0.74 קוט"ש.

לפיכך, דרישות הכוח האמיתיות של חימום יכולות להיות נמוכות משמעותית מתכנית המסחר "1.2 קילוואט למ"ר שטח רצפה".

יתר על כן, החישוב הנכון של הכוח הנדרש ברדיאטורים לחימום יפחית את הנפח נוזל קירור במערכת החימום, אשר יפחית את העומס על הדוד ועלויות הדלק.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

לאן שהחום עובר מהבית - הסרטון מספק את התשובות:

בסרטון נבחן הנוהל לחישוב אובדן החום של הבית דרך מעטפת הבניין.בידיעת אובדן החום, ניתן יהיה לחשב במדויק את עוצמת מערכת החימום:

לסרטון וידאו מפורט על עקרונות בחירת מאפייני הכוח של דוד חימום, ראה להלן:

ייצור החום עולה מדי שנה - מחירי הדלק עולים. והחום כל הזמן לא מספיק. אתה לא יכול להיות אדיש לצריכת האנרגיה של הקוטג '- זה לגמרי לא רווחי.

מצד אחד, כל עונת חימום חדשה עולה לבעל הבית יקר יותר ויותר. מצד שני, בידוד קירות, יסודות וגגות פרברים עולה כסף טוב. עם זאת, ככל שפחות החום שיוצא מהבניין, כך יהיה זול יותר לחמם אותו..

שמירת החום במקום הבית היא המשימה העיקרית של מערכת החימום בחודשי החורף. בחירת הכוח של דוד החימום תלויה במצב הבית ובאיכות הבידוד של המבנים הסגורים שלו. העיקרון של "קילוואט ל -10 ריבועי שטח" פועל בקוטג 'במצב ממוצע של חזיתות, גגות ויסודות.

האם חישבת באופן עצמאי מערכת חימום לבית שלך? או שמתם לב לאי התאמה בחישובים שניתנו במאמר? שתף את החוויה המעשית שלך או את היקף הידע התיאורטי על ידי השארת תגובה בבלוק שמתחת למאמר זה.