Omakotitalon lämmitys on mukavan asumisen välttämätön osa. Hyväksy, että lämmityskompleksin järjestelyyn on suhtauduttava huolellisesti, kuten virheet ovat kalliita. Mutta et ole koskaan tehnyt sellaisia laskelmia etkä tiedä kuinka suorittaa ne oikein?
Autamme sinua - artikkelissamme pohdimme yksityiskohtaisesti, miten yksityistalon lämmitysjärjestelmän laskenta tehdään talvikuukausien lämpöhäviöiden tehokkaan kompensoimiseksi.
Annamme erityisiä esimerkkejä, lisäämällä artikkeliin materiaalia visuaalisin valokuvin ja hyödyllisinä videonäkökohtina, samoin kuin asiaankuuluvia taulukoita indikaattoreilla ja kertoimilla, joita tarvitaan laskelmiin.
Yksityisen talon lämpöhäviöt
Rakennus menettää lämpöä ilman lämpötilan eron vuoksi talossa ja sen ulkopuolella. Lämpöhäviö on sitä suurempi, mitä merkittävämpi rakennuksen vaipan pinta-ala (ikkunat, katot, seinät, perustukset).
Lämpöenergian menetykset liittyvät myös rakennusvaipan materiaaleihin ja niiden kokoon. Esimerkiksi ohuiden seinien lämpöhäviöt ovat suuremmat kuin paksut.
kuvagalleria
Kuva
Lämmitysjärjestelmä omakotitalossa, jossa on kaksi yksikköä
Hirsitalon lämmitysvaihtoehto
Ilma- ja lämpövuodot ikkunoiden ja ovien läpi
Raikkaan ilmanvaihtojärjestelmä
Käyttövesi ja lämmityspiirikaavio
Kattilan valinta polttoainetyypin mukaan
Vaihtoehdot lämmityspiirien asettamiseen
Ulkolämmitysvaihtoehto
Omakotitalon lämmityksen tehokas laskenta ottaa välttämättä huomioon rakennuskoteloiden rakentamisessa käytetyt materiaalit.
Esimerkiksi, kun puusta ja tiilestä valmistettu seinä on yhtä paksua, lämpö toteutetaan eri intensiteettillä - puurakenteiden läpi tapahtuva lämpöhäviö on hitaampi. Jotkut materiaalit päästävät lämmön läpäisemään paremmin (metalli, tiili, betoni), toiset huonommin (puu, mineraalivilla, polystyreenivaahto).
Asuinrakennuksen ilmapiiri liittyy epäsuorasti ulkoiseen ilmaympäristöön. Seinät, ikkunoiden ja ovien aukot, katto ja perusta talvella siirtävät lämpöä talosta ulkopuolelle, toimittaen vastineeksi kylmää. Niiden osuus mökin kaikista lämpöhäviöistä on 70-90%.
Seinät, katto, ikkunat ja ovet - kaikki antaa lämmityksen talvella. Lämpökamera näyttää selvästi lämpövuodot
Jatkuva lämpöenergian vuoto lämmityskauden aikana tapahtuu myös ilmanvaihdon ja jätevesien kautta.
Laskettaessa yksittäisen asuntorakennuksen lämpöhäviöitä, näitä tietoja ei yleensä oteta huomioon. Mutta viemäri- ja ilmanvaihtojärjestelmien kautta tapahtuvien lämpöhäviöiden sisällyttäminen talon yleiseen lämpölaskelmaan on edelleen oikea päätös.
Merkittävästi järjestetty lämmöneristysjärjestelmä voi vähentää merkittävästi lämpövuotoja, jotka kulkevat rakennusten, ovien / ikkunoiden aukkojen läpi
Maalaistalon autonomista lämmityspiiriä on mahdotonta laskea arvioimatta sen kotelointirakenteiden lämpöhäviöitä. Tarkemmin sanottuna ei ole mahdollista määrittää lämmityskattilan kapasiteettia, joka riittää mökin lämmittämiseen vakavimmissa pakkasissa.
Lämpöenergian todellisen kulutuksen analysointi seinien läpi antaa sinun verrata kattilalaitteiden ja polttoaineen kustannuksia rakennusten vaipien lämmöneristyksen kustannuksiin.
Loppujen lopuksi, mitä energiatehokkaampi talo, ts. mitä vähemmän lämpöä se menettää talvikuukausina, sitä alhaisemmat polttoaineen hankintakustannukset ovat.
Lämmitysjärjestelmän päteväksi laskemiseksi tarvitaan tavallisten rakennusmateriaalien lämmönjohtavuuskerroin.
Eri rakennusmateriaalien lämmönjohtavuuskertoimen arvojen taulukko, jota käytetään useimmiten rakennusmateriaalien valmistuksessa
Lämpöhäviön laskeminen seinien läpi
Käyttämällä esimerkkinä ehdollista kaksikerroksista mökkiä, laskemme lämpöhäviöt sen seinärakenteiden kautta.
Alkutiedot:
- neliömäinen ”laatikko”, jonka etuseinät ovat 12 m ja korkeus 7 m;
- 16 aukon seinämässä, kunkin 2,5 m: n pinta-ala2;
- etuseinien materiaali - massiivitiili keraaminen;
- seinämän paksuus - 2 tiiliä.
Seuraavaksi lasketaan indikaattorien ryhmä, josta lisätään seinien läpi menevien lämpöhäviöiden kokonaisarvo.
Lämmönsiirtonkestävyys
Julkisivuseinän lämmönsiirtokestävyysindeksin selvittämiseksi on tarpeen jakaa seinämämateriaalin paksuus sen lämmönjohtavuuskertoimella.
Monien rakennemateriaalien osalta lämmönjohtavuuskerrointa koskevat tiedot on esitetty yllä ja alla olevissa kuvissa.
Tarkkaa laskentaa varten vaaditaan rakennuksessa käytettyjen lämmöneristysmateriaalien taulukossa ilmoitettu lämmönjohtavuuskerroin.
Ehdollinen seinämme on rakennettu kiinteistä keraamisista tiileistä, joiden lämmönjohtavuus on 0,56 W / mnoinC. Sen paksuus, ottaen huomioon keskijakelukeskuksen muurauksen, on 0,51 m. Jakamalla seinämän paksuuden tiilen lämmönjohtavuudella, saadaan seinän lämmönsiirtokestävyys:
0,51: 0,56 = 0,91 W / m2 × oFROM
Pyöristämme jaon tuloksen kahteen desimaalin tarkkuudella; lämmönsiirtovastuksesta ei tarvitse tarkempia tietoja.
Ulkoinen seinäalue
Koska neliömäinen rakennus valittiin esimerkiksi, sen seinien pinta-ala määritetään kertomalla leveys yhden seinän korkeudella, sitten ulkoseinien lukumäärällä:
12,7 - 4 = 336 m2
Joten, tiedämme etuseinien alueen. Entä ikkunat ja ovet, jotka vievät yhdessä 40 m2 (2,5 · 16 = 40 m)2), olisiko ne otettava huomioon?
Itse kuinka kuinka laskea autonominen lämmitys puutalossa oikein ottamatta huomioon ikkuna- ja ovirakenteiden lämmönsiirtoestoa.
Kantavien seinien eristykseen käytettyjen lämmöneristysmateriaalien lämmönjohtavuuskerroin
Jos on tarpeen laskea suuren alueen rakennuksen tai lämpimän talon lämpöhäviö (energiatehokas) - kyllä, ikkunoiden ja sisäänkäynti-ovien lämmönsiirtokerrointen huomioon ottaminen on laskelmissa oikein.
Perinteisistä materiaaleista rakennetuissa matalakerrostaloissa IZHS: n ovien ja ikkunoiden aukot voidaan kuitenkin jättää huomiotta. Nuo. Älä poista niiden aluetta etuseinien kokonaispinta-alasta.
Yhteinen seinän lämpöhäviö
Selvitämme seinän lämpöhäviöt sen neliömetristä, kun talon sisä- ja ulkopuolella olevan ilman lämpötilaero on yksi aste.
Voit tehdä tämän jakamalla yksikön aikaisemmin lasketulla seinän lämmönsiirtovastuksella:
1: 0,91 = 1,09 W / m2·noinFROM
Tietäen ulkoseinien kehän lämpöhäviöt neliömetriä kohti, voit määrittää lämpöhäviöt tietyissä kadun lämpötiloissa.
Esimerkiksi, jos mökin lämpötila on +20 noinC, ja kadulla -17 noinC, lämpötilaero on 20 + 17 = 37 noinC. Tällaisessa tilanteessa ehdollisen kodimme seinien kokonaislämpöhäviö on:
0,91 · 336 · 37 = 11313 W,
Missä: 0,91 - lämmönsiirtokesto seinän neliömetriä kohti; 336 - etuseinien pinta-ala; 37 - lämpötilaero sisäilman ja ulkoilman välillä.
Lattia- / seinäeristykseen, kuivaan lattiatasoitteeseen ja seinien kohdistamiseen käytettyjen lämmöneristysmateriaalien lämmönjohtavuuskerroin
Laskemme tuloksena olevat lämpöhäviöt uudelleen kilowattitunteina, ne ovat helpompia havaita ja myöhemmin laskea lämmitysjärjestelmän teho.
Seinien lämpöhäviöt kilowattitunteina
Ensin selvitetään, kuinka paljon lämpöenergiaa kulkee seinien läpi tunnissa, lämpötilaero on 37 noinFROM.
Muistutamme, että laskenta suoritetaan talolle, jolla on rakenteelliset ominaisuudet ja joka on ehdottomasti valittu esittely- ja esityslaskelmiin:
113131: 1000 = 11,313 kWh,
Missä: 11313 - aikaisemmin saatu lämpöhäviön määrä; 1 tunti; 1000 on wattien määrä kilowattia kohden.
Seinien ja lattioiden eristykseen käytettyjen rakennusmateriaalien lämmönjohtavuuskerroin
Lämpöhäviön laskemiseksi päivässä tuloksena oleva lämpöhäviö tunnissa kerrotaan 24 tunnilla:
11,31324 = 271,512 kWh
Selvyyden vuoksi selvitämme lämpöenergian menetykset koko lämmityskauden ajan:
7,30 · 271,512 = 57017,52 kWh,
Missä: 7 - kuukausien lukumäärä lämmityskaudella; 30 - päivien lukumäärä kuukaudessa; 271 512 - seinien päivittäinen lämpöhäviö.
Joten talon arvioidut lämpöhäviöt yllä valittujen kotelorakenteiden ominaisuuksien kanssa ovat 57017,52 kWh lämmityskauden seitsemän kuukauden ajan.
Omakotitalon ilmanvaihdon vaikutusten huomioon ottaminen
Esimerkiksi laskemme ilmanvaihtolämpöhäviöt lämmityskauden aikana ehdolliselta neliömäiseltä mökiltä, jonka seinä on 12 metriä leveä ja 7 metriä korkea.
Huonekaluja ja sisäseiniä lukuun ottamatta tämän rakennuksen ilmakehän sisätilavuus on:
12,12,7 = 1008 m3
Ilman lämpötilassa +20 noinC (lämmityskauden normaali) sen tiheys on 1,2047 kg / m3ja ominaislämpö on 1,005 kJ / (kgnoinFROM).
Laskemme talon ilmakehän massan:
10081,2047 = 1214,34 kg,
Missä: 1008 - kodin ilmapiirin tilavuus; 1,2047 - ilman tiheys lämpötilassa t +20 noinFROM.
Taulukko materiaalien lämmönjohtavuuskertoimen arvolla, jota voidaan tarvita tarkkoihin laskelmiin
Oletetaan viisinkertainen muutos ilman tilavuudessa talon tiloissa. Huomaa, että raikkaan ilman tarjonnan tarkka tarve riippuu mökin asukkaiden lukumäärästä.
Lämmityskauden keskimääräinen lämpötilaero talon ja kadun välillä on 27 noinC (20 noinC koti, -7 noinUlkoisessa ilmakehässä) päivässä kylmäilman lämmitykseen tarvitset lämpöenergiaa:
5,271214,34-1,005 = 164755,58 kJ,
Missä: 5 - ilmamuutosten määrä tiloissa; 27 - lämpötilaero sisäilman ja ulkoilman välillä; 1214,34 - ilman tiheys lämpötilassa t +20 noinFROM; 1.005 - ilman ominaislämpö.
Muuntamme kilojoulut kilowattitunteihin jakamalla arvon kilojouleilla yhdellä kilowattitunnilla (3600):
164755,58: 3600 = 45,76 kWh
Saatuaan selville lämpöenergian kustannukset talon ilman lämmitykseen sen viisinkertaisella vaihdolla tuloilmanvaihdon kautta, voimme laskea "ilman" lämpöhäviöt seitsemän kuukauden lämmityskaudelle:
7 · 30 · 45,76 = 9609,6 kWh,
Missä: 7 - "lämmitettyjen" kuukausien lukumäärä; 30 - keskimääräinen päivien lukumäärä kuukaudessa; 45,76 - päivittäiset lämpöenergian kustannukset tuloilman lämmitykseen.
Ilmanvaihto (tunkeutuminen) energiakustannukset ovat väistämättömiä, koska mökin ilmanvaihto on välttämätöntä.
Talon vaihdettavan ilmailman lämmitystarpeet on laskettava, summattava lämpöhäviöillä rakennuksen vaipan läpi ja otettava huomioon valittaessa lämmityskattila. On olemassa toisen tyyppinen lämpöenergian kulutus, jälkimmäinen - viemärin lämpöhäviöt.
Energiakustannukset käyttöveden valmistuksessa
Jos lämpimämpinä kuukausina mökille tulee kylmää vettä, lämmityskaudella se on jäistä, lämpötilan ollessa enintään +5 noinC. Uiminen, astioiden pesu ja pesu eivät ole mahdollisia lämmittämättä vettä.
Vessa-astiaan vedetty vesi koskettaa seinien läpi kodin tunnelmaa ottaen vähän lämpöä. Mitä tapahtuu vedelle, joka lämmitetään polttamalla ei-polttoainetta ja kulutetaan kotitalouksien tarpeisiin? Se kaadetaan viemäriin.
Kaksipiirinen kattila, jossa on epäsuora lämmityskattila, jota käytetään sekä jäähdytysnesteen lämmittämiseen että kuuman veden toimittamiseen sitä varten rakennettuun piiriin
Mieti esimerkkiä. Kolmen perheen, vietetään 17 m3 vettä kuukausittain. 1000 kg / m3 - veden tiheys ja 4,183 kJ / kgnoinC on sen ominaislämpö.
Kotitalouskäyttöön tarkoitetun lämmitysveden keskilämpötila, olkoon se +40 noinC. Vastaavasti taloon tulevan kylmän veden keskimääräisen lämpötilan ero (+5 ° C) noinC) ja lämmitetään kattilassa (+30 ° C) noinC) osoittautuu 25 noinFROM.
Viemärin lämpöhäviön laskemiseksi otetaan huomioon:
17 · 1000 · 25 · 4.183 = 1777775 kJ,
Missä: 17 - kuukausittainen vedenkulutus; 1000 on veden tiheys; 25 - lämpötilaero kylmän ja lämmitetyn veden välillä; 4,183 - veden ominaislämpö;
Muuta kilodžaulit ymmärrettävämpää kilowattituntia:
1777775: 3600 = 493,82 kWh
Lämmitysenergiaa siis seitsemän kuukauden ajan lämmityskaudesta:
493,827 = 3456,74 kWh
Lämpöenergian kulutus veden lämmitykseen hygienian tarpeita varten on pieni verrattuna lämpöhäviöihin seinien ja ilmanvaihdon kautta. Mutta tämä on myös energiankulutusta, lämmityskattilan tai kattilan lataamista ja polttoaineen kulutuksen aiheuttamista.
Kattilan tehon laskeminen
Lämmitysjärjestelmän kattila on suunniteltu kompensoimaan rakennuksen lämpöhäviöt. Ja myös kaksipiirijärjestelmän tapauksessa tai varustettaessa kattila epäsuoralla lämmityskattilalla, veden lämmitykseen hygienian tarpeita varten.
Laskemalla päivittäinen lämpöhäviö ja lämpimän veden kulutus "jätevesiä varten" on mahdollista määrittää tarkasti tietyn alueen mökin tarvittava kattilakapasiteetti ja ympäröivien rakenteiden ominaisuudet.
Yksipiirinen kattila tuottaa vain lämmitysväliainetta lämmitysjärjestelmälle
Lämmityskattilan tehon määrittämiseksi on tarpeen laskea talon lämpöenergian kustannukset julkisivuseinien läpi ja sisätilojen vaihdettavan ilmailman lämmitys.
Lämpöhäviöitä koskevat tiedot kilowattitunteina päivässä vaaditaan. Ehdollisen talon tapauksessa lasketaan esimerkkinä tämä:
271,512 + 45,76 = 317,272 kWh,
Missä: 271.512 - päivittäinen lämpöhäviö ulkoseinien kautta; 45,76 - päivittäinen lämpöhäviö tuloilman lämmityksessä.
Siksi kattilan tarvittava lämmitysteho on:
317,272: 24 (tuntia) = 13,22 kW
Tällainen kattila on kuitenkin jatkuvasti suuressa kuormituksessa, mikä lyhentää sen käyttöikää. Erityisen pakkasilla päivillä kattilan nimelliskapasiteetti ei riitä, koska sisä- ja ulkotilojen suuressa lämpötilaerossa rakennuksen lämpöhäviöt kasvavat voimakkaasti.
Siksi ei kannata valita kattilaa lämpöenergian kustannusten keskimääräisen laskelman perusteella - se ei ehkä pysty selviytymään vakavista pakkasista.
Kattilalaitteiden vaadittua kapasiteettia on järkevää lisätä 20 prosentilla:
13,22,2 + 13,22 = 15,86 kW
Kattilan toisen piirin, lämmitysveden, astianpesuun, uimiseen jne. Tarvittavan tehon laskemiseksi on tarpeen jakaa ”viemärin” lämpöhäviöiden kuukausittainen lämmönkulutus kuukausien päivien lukumäärällä ja 24 tunnilla:
493,82: 30: 24 = 0,68 kW
Laskelmien tulosten mukaan mökkimallin optimaalinen kattilan teho on 15,86 kW lämmityspiirille ja 0,68 kW lämmityspiirille.
Jäähdyttimien valinta
Perinteisesti on suositeltavaa, että lämmityspatterin teho valitaan lämmitettävän huoneen pinta-alan mukaan ja 15-20%: n tehotarpeen ylittäessä, joka tapauksessa.
Otetaan esimerkiksi esimerkki siitä, kuinka oikea jäähdyttimen valintamenetelmä on ”10 m2 alaa - 1,2 kW”.
Patterien lämmöntuotto riippuu niiden kytkentätavasta, mikä on otettava huomioon laskettaessa lämmitysjärjestelmää
Alkutiedot: IZHS-kaksikerroksisen talon ensimmäisen kerroksen nurkkahuone; kaksirivinen keraaminen tiiliseinä ulkoseinä; huoneen leveys 3 m, pituus 4 m, kattokorkeus 3 m.
Yksinkertaistetun valintajärjestelmän mukaan ehdotetaan huoneen pinnan laskemista, otamme huomioon:
3 (leveys) · 4 (pituus) = 12 m2
Nuo. Lämmityspatterin vaadittava teho 20%: n lisäyksellä on 14,4 kW. Lasketaan nyt lämmityspatterin tehoparametrit huoneen lämpöhäviön perusteella.
Itse asiassa huoneen pinta-ala vaikuttaa lämpöenergian menetykseen vähemmän kuin sen seinien pinta-ala, joka ulottuu rakennuksen toisella puolella (edessä).
Siksi harkitaan tarkalleen huoneessa olevien "katu" -seinien pinta-alaa:
3 (leveys) · 3 (korkeus) + 4 (pituus) · 3 (korkeus) = 21 m2
Tietäen seinien pinta-alan, jotka siirtävät lämpöä “kadulle”, lasketaan lämpöhäviöt huoneen ja kadun lämpötilan erolla 30noin (talossa +18 noinC, ulkopuolella -12 noinC) ja heti kilowattitunteina:
0,91 · 21 · 30: 1000 = 0,57 kW,
Missä: 0,91 - lämmönsiirtokestävyys m2 huoneen seinämien suhteen "kadulle"; 21 - "katu" -seinämien pinta-ala; 30 - lämpötilaero talon sisällä ja ulkopuolella; 1000 on wattien määrä kilowattia kohden.
Rakennusstandardien mukaan lämmityslaitteet sijaitsevat paikoissa, joissa lämpöhäviö on suurin. Esimerkiksi patterit asennetaan ikkuna-aukkojen alle, lämpöpistoolit - talon sisäänkäynnin yläpuolelle. Kulmahuoneissa akut asennetaan tylsiin seiniin, joihin kohdistuu enimmäistuulet.
Osoittautuu, että lämpöhäviön kompensoimiseksi tämän mallin julkisivuseinien läpi 30 ° C: ssanoin lämpötilaero talossa ja kadulla on tarpeeksi lämmitystä, jonka kapasiteetti on 0,57 kWh. Lisäämme vaadittua tehoa 20: lla, jopa 30% - saamme 0,74 kWh.
Siksi lämmityksen todellinen tehovaatimus voi olla huomattavasti alhaisempi kuin kauppajärjestelmä ”1,2 kW neliömetriä lattiapinta-alaa”.
Lisäksi lämmityspatterien tarvittavan kapasiteetin oikea laskenta vähentää jäähdytysnesteen määrää lämmitysjärjestelmässä, mikä vähentää kattilan kuormitusta ja polttoainekuluja.
Missä lämpö menee kotoa - video tarjoaa vastauksia:
Videossa tarkastellaan menettelyä talon lämpöhäviön laskemiseksi rakennusvaipan läpi. Lämpöhäviön tunteessa on mahdollista laskea lämmitysjärjestelmän teho tarkasti:
Katso yksityiskohtainen video lämmityskattilan tehoominaisuuksien valintaperiaatteista alla:
Lämmöntuotanto nousee vuosittain - polttoaineiden hinnat nousevat. Ja lämpö ei jatkuvasti riitä. Et voi olla välinpitämätön mökin energiankulutuksessa - tämä on täysin kannattamatonta.
Toisaalta jokainen uusi lämmityskausi maksaa asunnonomistajalle yhä kalliimpaa. Toisaalta seinien, perustusten ja esikaupunkien kattojen eristäminen maksaa paljon rahaa. Mitä vähemmän lämpöä rakennuksesta lähtee, sitä halvempaa se on lämmittää..
Lämmön säilyttäminen talon tiloissa on lämmitysjärjestelmän päätehtävä talvikuukausina. Lämmityskattilan tehon valinta riippuu talon kunnosta ja sen ympäröivien rakenteiden eristyksen laadusta. Periaate ”kilovatti 10 neliömetriä pinta-alaa” toimii mökissä, jonka julkisivujen, kattojen ja perustusten tila on keskimäärin.
Oletko laskenut itsenäisesti kodin lämmitysjärjestelmän? Vai huomasitko artikkelissa annettujen laskelmien epäsuhta? Jaa käytännön kokemuksesi tai teoreettisten tietojen määrä jättämällä kommentti tämän artikkelin alapuolelle.