Výpočet vykurovacieho systému súkromného domu: pravidlá a príklady výpočtu

Vykurovanie súkromného domu je nevyhnutným prvkom pohodlného bývania. Súhlaste s tým, že k usporiadaniu vykurovacieho komplexu by sa malo pristupovať opatrne, pretože... chyby budú drahé.Ale nikdy ste nerobili takéto výpočty a neviete, ako ich správne vykonať?

Pomôžeme vám - v našom článku sa podrobne pozrieme na to, ako vypočítať vykurovací systém súkromného domu na efektívne doplnenie tepelných strát počas zimných mesiacov.

Uvedieme konkrétne príklady, ktoré doplnia článok vizuálnymi fotografiami a užitočnými tipmi pre video, ako aj príslušné tabuľky s ukazovateľmi a koeficientmi potrebnými na výpočty.

Tepelné straty súkromného domu

Budova stráca teplo v dôsledku rozdielu teplôt vzduchu vo vnútri a mimo domu. Čím väčšia je plocha obvodového plášťa budovy (okná, strecha, steny, základy), tým vyššie sú tepelné straty.

Tiež stratu tepelnej energie spojené s materiálmi obvodových konštrukcií a ich rozmermi. Napríklad tepelné straty z tenkých stien sú väčšie ako z hrubých stien.

Efektívne výpočet vykurovania pre súkromný dom musí brať do úvahy materiály použité pri stavbe obvodových konštrukcií.

Napríklad pri rovnakej hrúbke stien z dreva a tehly vedú teplo s rôznou intenzitou - tepelné straty cez drevené konštrukcie sú pomalšie. Niektoré materiály prepúšťajú teplo lepšie (kov, tehla, betón), iné horšie (drevo, minerálna vlna, penový polystyrén).

Atmosféra vo vnútri obytného domu nepriamo súvisí s vonkajším vzduchovým prostredím. Steny, okenné a dverné otvory, strecha a základy v zime prenášajú teplo z domu von a na oplátku dodávajú chlad. Na celkových tepelných stratách chaty sa podieľajú 70 – 90 %.

Steny, strecha, okná a dvere – všetko umožňuje únik tepla v zime. Termokamera jasne ukáže úniky tepla

K neustálym únikom tepelnej energie počas vykurovacej sezóny dochádza aj vetraním a kanalizáciou.

Pri výpočte tepelných strát individuálnej bytovej výstavby sa tento údaj väčšinou nezohľadňuje. Zahrnutie tepelných strát kanalizáciou a vetracími systémami do celkového tepelnotechnického výpočtu domu je však stále správne rozhodnutie.

Dobre navrhnutý zatepľovací systém dokáže výrazne znížiť úniky tepla prechádzajúce cez stavebné konštrukcie a dverné/okenné otvory.

Nie je možné vypočítať autonómny vykurovací okruh vidieckeho domu bez posúdenia tepelných strát jeho obvodových konštrukcií. Presnejšie povedané, nebude to fungovať určiť výkon vykurovacieho kotla, dostatočné na vykúrenie chaty v tých najťažších mrazoch.

Analýza skutočnej spotreby tepelnej energie cez steny nám umožní porovnať náklady na kotlové zariadenie a palivo s nákladmi na zateplenie obvodových konštrukcií.

Veď čím je dom energeticky efektívnejší, t.j. Čím menej tepelnej energie stráca počas zimných mesiacov, tým nižšie sú náklady na nákup paliva.

Na správny výpočet vykurovacieho systému budete potrebovať súčiniteľ tepelnej vodivosti bežné stavebné materiály.

Tabuľka súčiniteľov tepelnej vodivosti rôznych stavebných materiálov najčastejšie používaných v stavebníctve

Výpočet tepelných strát cez steny

Na príklade bežnej dvojposchodovej chaty vypočítame tepelné straty cez jej stenové konštrukcie.

Počiatočné údaje:

• štvorcová „škatuľa“ s fasádnymi stenami 12 m širokými a 7 m vysokými;
• V stenách je 16 otvorov, každá plocha má 2,5 m²;
• materiál fasádnych stien – plná keramická tehla;
• hrúbka steny – 2 tehly.

Ďalej vypočítame skupinu ukazovateľov, ktoré tvoria celkovú hodnotu tepelných strát cez steny.

Index odolnosti proti prestupu tepla

Ak chcete zistiť index odporu prestupu tepla pre fasádnu stenu, musíte vydeliť hrúbku materiálu steny jej koeficientom tepelnej vodivosti.

Pre množstvo konštrukčných materiálov sú údaje o koeficiente tepelnej vodivosti uvedené na obrázkoch vyššie a nižšie.

Pre presné výpočty budete potrebovať súčiniteľ tepelnej vodivosti tepelnoizolačných materiálov uvedený v tabuľke používanej v stavebníctve

Naša podmienená stena je postavená z keramických plných tehál, ktorých súčiniteľ tepelnej vodivosti je 0,56 W/m^OC. Jej hrúbka s prihliadnutím na murivo na centrálnom podlaží je 0,51 m. Vydelením hrúbky steny súčiniteľom tepelnej vodivosti tehly dostaneme odpor steny prestupom tepla:

0,51 : 0,56 = 0,91 W/m^2×oS

Výsledok delenia zaokrúhlime na dve desatinné miesta, presnejšie údaje o odpore prestupu tepla nie sú potrebné.

Oblasť vonkajšej steny

Pretože je príkladom štvorcová budova, plocha jej stien je určená vynásobením šírky výškou jednej steny a potom počtom vonkajších stien:

12 7 4 = 336 m²

Takže poznáme plochu fasádnych stien. Ale čo okenné a dverné otvory, ktoré spolu zaberajú 40 m2 (2,5 16 = 40 m²) fasádna stena, treba s nimi počítať?

Naozaj, ako správne vypočítať autonómne vykurovanie v drevenom dome bez zohľadnenia odporu prestupu tepla okenných a dverových konštrukcií.

Súčiniteľ tepelnej vodivosti tepelnoizolačných materiálov používaných na izoláciu nosných stien

Ak potrebujete vypočítať tepelné straty veľkej budovy alebo teplého domu (energeticky efektívne) - áno, zohľadnenie koeficientov prechodu tepla okenných rámov a vchodových dverí pri výpočte bude správne.

Pri nízkopodlažných budovách s individuálnou bytovou výstavbou postavených z tradičných materiálov však môžu byť dverné a okenné otvory zanedbané. Tie. neodpočítajte ich plochu od celkovej plochy fasádnych stien.

Všeobecné tepelné straty zo stien

Tepelnú stratu steny na meter štvorcový zistíme, keď sa teplota vzduchu vo vnútri a vonku v dome líši o jeden stupeň.

Za týmto účelom rozdeľte jednotku odporom prestupu tepla steny, vypočítaným skôr:

1: 0,91 = 1,09 W/m²·^OS

Pri znalosti tepelných strát na meter štvorcový obvodu vonkajších stien je možné určiť tepelné straty pri určitých vonkajších teplotách.

Napríklad, ak je teplota v chate +20 ^OC a vonku je -17 ^OC, rozdiel teplôt bude 20+17=37 ^OC. V takejto situácii bude celková tepelná strata zo stien nášho podmieneného domu:

0,91 336 37 = 11 313 W,

Kde: 0,91 - odpor prestupu tepla na meter štvorcový steny; 336 - plocha fasádnych stien; 37 - teplotný rozdiel medzi atmosférou miestnosti a ulice.

Súčiniteľ tepelnej vodivosti tepelnoizolačných materiálov používaných na izoláciu podlahy/steny, suchý poter podláh a vyrovnávanie stien

Výslednú hodnotu tepelných strát si prepočítajme na kilowatthodiny, sú vhodnejšie na vnímanie a následné výpočty výkonu vykurovacej sústavy.

Tepelné straty zo stien v kilowatthodinách

Najprv zistime, koľko tepelnej energie prejde stenami za hodinu pri teplotnom rozdiele 37 ^OS.

Pripomíname, že výpočet sa vykonáva pre dom so štrukturálnymi charakteristikami podmienečne vybranými na demonštračné výpočty:

11313 · 1 : 1000 = 11,313 kWh,

Kde: 11313 je množstvo tepelných strát získané skôr; 1 hodina; 1000 je počet wattov v kilowatte.

Súčiniteľ tepelnej vodivosti stavebných materiálov používaných na izoláciu stien a stropov

Na výpočet tepelnej straty za deň vynásobte výslednú tepelnú stratu za hodinu 24 hodinami:

11,313 24 = 271,512 kWh

Pre prehľadnosť zistime straty tepelnej energie za celú vykurovaciu sezónu:

7 30 271,512 = 57017,52 kWh,

Kde: 7 je počet mesiacov vo vykurovacej sezóne; 30 - počet dní v mesiaci; 271,512 - denná tepelná strata stien.

Takže odhadovaná tepelná strata domu s charakteristikami obvodových konštrukcií vybraných vyššie bude 57 017,52 kWh za sedem mesiacov vykurovacej sezóny.

Berúc do úvahy vplyv vetrania v súkromnom dome

Ako príklad si vypočítame tepelné straty vetraním počas vykurovacej sezóny pre klasickú chatu štvorcového tvaru so stenou šírkou 12 metrov a výškou 7 metrov.

Bez zohľadnenia nábytku a vnútorných stien bude vnútorný objem atmosféry v tejto budove:

12 12 7 = 1008 m³

Pri teplote vzduchu +20 ^OC (norma počas vykurovacieho obdobia), jeho hustota je 1,2047 kg/m³a merná tepelná kapacita je 1,005 kJ/(kg·^OS).

Vypočítajme hmotnosť atmosféry v dome:

1008 · 1,2047 = 1214,34 kg,

Kde: 1008 je objem domácej atmosféry; 1,2047 - hustota vzduchu pri t +20 ^OS .

Tabuľka s hodnotou súčiniteľa tepelnej vodivosti materiálov, ktorá môže byť potrebná pri presných výpočtoch

Predpokladajme päťnásobnú zmenu objemu vzduchu v priestoroch domu. Všimnite si, že presné požiadavka na objem dodávky čerstvý vzduch závisí od počtu obyvateľov chaty.

Pri priemernom teplotnom rozdiele medzi domom a ulicou počas vykurovacej sezóny 27 ^OC (20 ^OZ domu, -7 ^OZ vonkajšej atmosféry) sa na ohrev studeného privádzaného vzduchu za deň vyžaduje nasledujúca tepelná energia:

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

Kde: 5 je počet výmen vzduchu v interiéri; 27 - teplotný rozdiel medzi atmosférou miestnosti a ulice; 1214,34 - hustota vzduchu pri t +20 ^OS; 1,005 je merná tepelná kapacita vzduchu.

Prepočítajme kilojouly na kilowatthodiny vydelením hodnoty počtom kilojoulov v jednej kilowatthodine (3600):

164755,58 : 3600 = 45,76 kWh

Po zistení nákladov na tepelnú energiu na ohrev vzduchu v dome, keď sa päťkrát vymení núteným vetraním, môžeme vypočítať tepelné straty „vzduchu“ za sedemmesačnú vykurovaciu sezónu:

7 30 45,76 = 9609,6 kWh,

Kde: 7 je počet „vykurovaných“ mesiacov; 30 je priemerný počet dní v mesiaci; 45,76 - denná spotreba tepelnej energie na ohrev privádzaného vzduchu.

Spotreba energie na vetranie (infiltrácia) je nevyhnutná, pretože obnova vzduchu v priestoroch chaty je životne dôležitá.

Potreby vykurovania meniacej sa vzdušnej atmosféry v dome je potrebné spočítať, zrátať s tepelnými stratami cez plášť budovy a zohľadniť pri výbere vykurovacieho kotla. Existuje ešte jeden druh spotreby tepelnej energie, posledným sú tepelné straty kanalizácie.

Spotreba energie na prípravu TÚV

Ak v teplých mesiacoch prichádza studená voda z kohútika do chaty, potom je počas vykurovacej sezóny ľadová s teplotou nie vyššou ako +5 ^OC. Kúpanie, umývanie riadu a pranie bielizne nie je možné bez ohrevu vody.

Voda zhromaždená v nádržke toalety prichádza cez steny do kontaktu s domácou atmosférou a odoberá teplo. Čo sa stane s vodou, ktorá sa ohrieva spaľovaním nevoľného paliva a míňa sa na domáce potreby? Vylieva sa do kanalizácie.

Dvojokruhový kotol s nepriamym vykurovacím kotlom, ktorý sa používa ako na ohrev chladiacej kvapaliny, tak aj na dodávku teplej vody do na to skonštruovaného okruhu

Pozrime sa na príklad. Povedzme, že trojčlenná rodina využíva 17 m³ voda mesačne. 1000 kg/m³ je hustota vody a 4,183 kJ/kg^OC je jeho merná tepelná kapacita.

Nech je priemerná teplota ohrevu vody určenej pre domáce potreby +40 ^OC. V súlade s tým rozdiel v priemernej teplote medzi studenou vodou vstupujúcou do domu (+5 ^OC) a vykurovaný v bojleri (+30 ^OC) Ukázalo sa, že 25 ^OS.

Na výpočet tepelných strát kanalizácie berieme do úvahy:

17 1000 25 4,183 = 1777775 kJ,

Kde: 17 je mesačný objem spotreby vody; 1000 je hustota vody; 25 - teplotný rozdiel medzi studenou a ohriatou vodou; 4.183 - merná tepelná kapacita vody;

Ak chcete previesť kilojouly na zrozumiteľnejšie kilowatthodiny:

1777775 : 3600 = 493,82 kWh

Počas sedemmesačného obdobia vykurovacej sezóny teda tepelná energia ide do kanalizácie v množstve:

493,82 7 = 3456,74 kWh

Spotreba tepelnej energie na ohrev vody pre hygienické potreby je malá v porovnaní s tepelnými stratami stenami a vetraním. Ale to sú aj náklady na energie, ktoré zaťažujú vykurovací kotol alebo kotol a spôsobujú spotrebu paliva.

Výpočet výkonu vykurovacieho kotla

Kotol ako súčasť vykurovacieho systému je určený na kompenzáciu tepelných strát objektu. A tiež v prípade dvojokruhový systém alebo pri vybavení kotla nepriamym vykurovacím kotlom na teplú vodu pre hygienické potreby.

Výpočtom denných tepelných strát a spotreby teplej vody „do kanalizácie“ môžete presne určiť požadovaný výkon kotla pre chatu určitej oblasti a vlastnosti obklopujúcich štruktúr.

Jednookruhový kotol ohrieva iba chladiacu kvapalinu pre vykurovací systém

Na určenie výkonu vykurovacieho kotla je potrebné vypočítať náklady na tepelnú energiu domu cez fasádne steny a na ohrev meniacej sa vzdušnej atmosféry interiéru.

Vyžadujú sa údaje o tepelných stratách v kilowatthodinách za deň - v prípade bežného domu, vypočítané ako príklad, sú to:

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

Kde: 271,512 - denné tepelné straty z vonkajších stien; 45,76 - denná tepelná strata na ohrev privádzaného vzduchu.

V súlade s tým bude požadovaný vykurovací výkon kotla:

317,272: 24 (hodín) = 13,22 kW

Takýto kotol však bude pod neustále vysokým zaťažením, čím sa zníži jeho životnosť. A v obzvlášť mrazivých dňoch nebude konštrukčný výkon kotla stačiť, pretože s vysokým teplotným rozdielom medzi atmosférou v miestnosti a na ulici sa tepelné straty budovy prudko zvýšia.

Preto vyberte kotol podľa priemernej kalkulácie nákladov na tepelnú energiu sa to neoplatí - možno nezvládne silné mrazy.

Bolo by racionálne zvýšiť požadovaný výkon kotlového zariadenia o 20%:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 kW

Pre výpočet požadovaného výkonu druhého okruhu kotla, ktorý ohrieva vodu na umývanie riadu, kúpanie a pod., je potrebné vydeliť mesačnú spotrebu tepla tepelných strát „kanalizácie“ počtom dní v mesiaci a 24 hod. :

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

Na základe výpočtov je optimálny výkon kotla pre príklad chaty 15,86 kW pre vykurovací okruh a 0,68 kW pre vykurovací okruh.

Výber vykurovacích radiátorov

Tradične výkon vykurovacieho radiátora Odporúča sa vyberať podľa plochy vykurovanej miestnosti a pre každý prípad s 15-20% nadhodnotením potreby energie.

Na príklade sa pozrime, aká správna je metodika výberu radiátora „plocha 10 m2 - 1,2 kW“.

Tepelný výkon radiátorov závisí od spôsobu ich pripojenia, ktorý je potrebné zohľadniť pri výpočte vykurovacieho systému

Východiskové údaje: rohová miestnosť na prvom poschodí dvojposchodovej budovy individuálnej bytovej výstavby; vonkajšia stena z dvojradových keramických tehál; šírka miestnosti 3 m, dĺžka 4 m, výška stropu 3 m.

Pomocou zjednodušenej schémy výberu sa navrhuje vypočítať plochu miestnosti, zvažujeme:

3 (šírka) 4 (dĺžka) = 12 m²

Tie. požadovaný výkon vykurovacieho radiátora s 20% nárastom je 14,4 kW. Teraz vypočítajme výkonové parametre vykurovacieho radiátora na základe tepelných strát miestnosti.

V skutočnosti plocha miestnosti ovplyvňuje stratu tepelnej energie menej ako plocha jej stien, obrátených na jednu stranu mimo budovy (fasáda).

Preto presne vypočítame plochu „uličných“ stien prítomných v miestnosti:

3 (šírka) 3 (výška) + 4 (dĺžka) 3 (výška) = 21 m²

Keď poznáme plochu stien, ktoré prenášajú teplo „na ulicu“, vypočítame tepelné straty, ak sa teplota v miestnosti a na ulici líši o 30^O (v dome +18 ^OC, vonku -12 ^OC) a okamžite v kilowatthodinách:

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

Kde: 0,91 - odpor prestupu tepla m2 stien miestnosti smerom „vonku“; 21 - plocha „uličných“ stien; 30 - teplotný rozdiel vo vnútri a mimo domu; 1000 je počet wattov v kilowatte.

Podľa stavebných noriem sú vykurovacie zariadenia umiestnené v priestoroch s maximálnymi tepelnými stratami.Napríklad radiátory sú inštalované pod okennými otvormi, teplovzdušné pištole sú inštalované nad vchodom do domu. V rohových miestnostiach sú batérie inštalované na prázdnych stenách vystavených maximálnemu vystaveniu vetru.

Ukazuje sa, že na kompenzáciu tepelných strát cez fasádne steny tejto konštrukcie pri 30^O Vzhľadom na rozdiel teplôt v dome a vonku postačuje vykurovanie s kapacitou 0,57 kWh. Zvýšime potrebný výkon o 20, dokonca o 30 % – dostaneme 0,74 kWh.

Skutočné požiadavky na vykurovací výkon tak môžu byť výrazne nižšie ako pri obchodnej schéme „1,2 kW na meter štvorcový plochy miestnosti“.

Okrem toho správny výpočet požadovaného výkonu vykurovacích radiátorov zníži objem chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme, čo zníži zaťaženie kotla a náklady na palivo.

Závery a užitočné video na túto tému

Kam ide teplo z domu - odpovede poskytuje vizuálne video:

Video rozoberá postup výpočtu tepelnej straty domu cez plášť budovy. Keď poznáte tepelné straty, môžete presne vypočítať výkon vykurovacieho systému:

Podrobné video o princípoch výberu výkonových charakteristík vykurovacieho kotla nájdete nižšie:

Výroba tepla sa z roka na rok predražuje – ceny palív rastú. A tepla je vždy málo. Nie je možné byť ľahostajný k spotrebe energie chaty - je to úplne nerentabilné.

Na jednej strane každá nová vykurovacia sezóna stojí majiteľa domu viac a viac. Na druhej strane izolácia stien, základov a strechy vidieckeho domu stojí dobré peniaze. Čím menej tepla však z budovy odíde, tým lacnejšie bude vykurovanie.

Uchovanie tepla v priestoroch domu je hlavnou úlohou vykurovacieho systému počas zimných mesiacov.Výber výkonu vykurovacieho kotla závisí od stavu domu a kvality izolácie jeho obvodových konštrukcií. Princíp „kilowattov na 10 metrov štvorcových plochy“ funguje v chate v priemernom stave fasád, strechy a základov.

Spočítali ste si vykurovací systém pre váš dom sami? Alebo ste si všimli nezrovnalosť vo výpočtoch uvedených v článku? Podeľte sa o svoje praktické skúsenosti alebo množstvo teoretických vedomostí zanechaním komentára v bloku pod týmto článkom.