חישוב מערכת החימום של בית פרטי: כללים ודוגמאות חישוב

חימום בית פרטי הוא מרכיב הכרחי של דיור נוח. מסכים שיש לגשת בזהירות לסידור מתחם החימום, כי... טעויות יעלו ביוקר.אבל האם מעולם לא עשיתם חישובים כאלה ואינכם יודעים כיצד לבצע אותם נכון?

אנו נעזור לך - במאמר שלנו נבחן בפירוט כיצד לחשב את מערכת החימום של בית פרטי כדי לחדש ביעילות את אובדן החום במהלך חודשי החורף.

אנו נותנים דוגמאות ספציפיות, משלימים את המאמר עם תמונות חזותיות וטיפים שימושיים בווידאו, כמו גם טבלאות רלוונטיות עם אינדיקטורים ומקדמים הדרושים לחישובים.

איבוד חום של בית פרטי

הבניין מאבד חום בגלל ההבדל בטמפרטורות האוויר בתוך הבית ומחוצה לו. ככל ששטח מעטפת הבניין גדול יותר (חלונות, גג, קירות, יסוד), כך אובדן החום גבוה יותר.

גַם אובדן אנרגיה תרמית הקשורים לחומרים של מבנים תוחמים ולמידותיהם. לדוגמה, איבוד חום מקירות דקים גדול יותר מאשר מקירות עבים.

יָעִיל חישוב חימום עבור בית פרטי, זה חייב לקחת בחשבון את החומרים המשמשים בבניית מבנים סגורים.

לדוגמה, עם עובי שווה של קירות העשויים מעץ ולבנים, הם מוליכים חום בעוצמות שונות - איבוד החום דרך מבני עץ איטי יותר. חומרים מסוימים מעבירים חום טוב יותר (מתכת, לבנים, בטון), אחרים גרועים יותר (עץ, צמר מינרלי, קצף פוליסטירן).

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

קירות, גג, חלונות ודלתות - הכל מאפשר חום לברוח בחורף. המצלם התרמי יראה בבירור דליפות חום

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

בעת חישוב אובדן החום של בניית דיור בודד, נתונים אלה בדרך כלל אינם נלקחים בחשבון. אבל הכללת הפסדי חום דרך מערכות ביוב ואוורור בחישוב התרמי הכולל של בית היא עדיין ההחלטה הנכונה.

מערכת בידוד תרמי מתוכננת היטב יכולה להפחית באופן משמעותי את נזילות החום העוברות דרך מבני בניין ופתחי דלת/חלונות.

אי אפשר לחשב את מעגל החימום האוטונומי של בית כפרי מבלי להעריך את אובדן החום של המבנים התוחמים שלו. ליתר דיוק, זה לא יעבוד לקבוע את כוחו של דוד החימום, מספיק כדי לחמם את הקוטג 'בכפור החמור ביותר.

ניתוח הצריכה בפועל של אנרגיה תרמית דרך הקירות יאפשר לנו להשוות את עלויות ציוד הדוד והדלק עם עלויות הבידוד התרמי של מבנים סגורים.

אחרי הכל, ככל שהבית חסכוני יותר באנרגיה, כלומר. ככל שהוא מאבד פחות אנרגיה תרמית בחודשי החורף, כך עלות רכישת הדלק תהיה נמוכה יותר.

כדי לחשב נכון את מערכת החימום תצטרך מקדם מוליכות תרמית חומרי בניין נפוצים.

טבלה של מקדמי מוליכות תרמית של חומרי בניין שונים המשמשים לרוב בבנייה

חישוב אובדן חום דרך קירות

בעזרת הדוגמה של קוטג' קונבנציונלי דו-קומתי, נחשב את אובדן החום דרך מבני הקיר שלו.

נתונים ראשוניים:

• "קופסה" מרובעת עם קירות חזית ברוחב 12 מ' וגובה 7 מ';
• בקירות יש 16 פתחים, כל שטח 2.5 מ'²;
• חומר קיר חזית - לבני קרמיקה מוצקות;
• עובי דופן – 2 לבנים.

לאחר מכן, נחשב קבוצת אינדיקטורים המרכיבים את הערך הכולל של איבוד חום דרך הקירות.

מדד ההתנגדות להעברת חום

כדי לגלות את מדד ההתנגדות להעברת חום עבור קיר חזית, עליך לחלק את עובי חומר הקיר לפי מקדם המוליכות התרמית שלו.

עבור מספר חומרים מבניים, נתונים על מקדם המוליכות התרמית מוצגים בתמונות למעלה ולמטה.

לחישובים מדויקים, תזדקק למקדם המוליכות התרמית של חומרי הבידוד התרמי המצוינים בטבלה המשמשת בבנייה

הקיר המותנה שלנו בנוי מלבנים מוצקות קרמיות, שמקדם המוליכות התרמית שלהן הוא 0.56 W/m^Oג.עוביו, בהתחשב בבנייה ברצפה המרכזית, הוא 0.51 מ'. מחלקים את עובי הקיר במקדם המוליכות התרמית של הלבנה, נקבל את ההתנגדות להעברת החום של הקיר:

0.51 : 0.56 = 0.91 ואט/מ'^2×oעם

אנו מעגלים את תוצאת החלוקה לשני מקומות עשרוניים; אין צורך בנתונים מדויקים יותר על התנגדות העברת החום.

שטח קיר חיצוני

מכיוון שהדוגמה היא בניין מרובע, שטח קירותיו נקבע על ידי הכפלת הרוחב בגובה קיר אחד, ולאחר מכן במספר הקירות החיצוניים:

12 7 4 = 336 מ'²

אז, אנחנו מכירים את השטח של קירות החזית. אבל מה עם פתחי החלון והדלת, שתופסים יחד 40 מ"ר (2.5 16 = 40 מ'²) קיר חזית, האם צריך לקחת אותם בחשבון?

אכן, איך לחשב נכון חימום אוטונומי בבית עץ מבלי לקחת בחשבון את ההתנגדות להעברת חום של מבני חלונות ודלתות.

מקדם מוליכות תרמית של חומרי בידוד תרמי המשמשים לבידוד של קירות נושאי עומס

אם אתה צריך לחשב את אובדן החום של בניין גדול או בית חם (חסכוני באנרגיה) - כן, תוך התחשבות במקדמי העברת החום של מסגרות חלונות ודלתות כניסה בעת החישוב יהיה נכון.

עם זאת, עבור בנייני בנייה בודדים של דיור נמוכים הבנויים מחומרים מסורתיים, ניתן להזניח את פתחי הדלת והחלונות. הָהֵן. אין להחסיר את השטח שלהם מהשטח הכולל של קירות החזית.

איבוד חום כללי מקירות

אנו מגלים את איבוד החום של קיר למ"ר כאשר טמפרטורת האוויר בתוך הבית ומחוצה לו שונה במעלה אחת.

כדי לעשות זאת, חלקו את היחידה בהתנגדות העברת החום של הקיר, שחושבה קודם לכן:

1: 0.91 = 1.09 ואט/מ'²·^Oעם

בידיעת איבוד החום למ"ר של היקף הקירות החיצוניים, ניתן לקבוע את אובדן החום בטמפרטורות חיצוניות מסוימות.

לדוגמה, אם הטמפרטורה בקוטג' היא +20 ^Oג, והשעה -17 בחוץ ^OC, הפרש הטמפרטורות יהיה 20+17=37 ^Oג. במצב כזה, אובדן החום הכולל מקירות הבית המותנה שלנו יהיה:

0.91 336 37 = 11313 W,

איפה: 0.91 - התנגדות להעברת חום למ"ר קיר; 336 - שטח קירות חזית; 37 - הפרש טמפרטורה בין אווירת החדר והרחוב.

מקדם מוליכות תרמית של חומרי בידוד תרמי המשמשים לבידוד רצפה/קירות, מגהץ רצפה יבש ופילוס קירות

בואו נחשב מחדש את ערך אובדן החום המתקבל לקילו-וואט-שעה; הם נוחים יותר לתפיסה וחישובים הבאים של הספק של מערכת החימום.

איבוד חום מקירות בקילו-ואט-שעה

ראשית, בואו נגלה כמה אנרגיה תרמית תעבור דרך הקירות בשעה אחת בהפרש טמפרטורה של 37 ^Oעם.

אנו מזכירים לכם שהחישוב מתבצע עבור בית עם מאפיינים מבניים שנבחרו על תנאי לחישובי הדגמה:

11313 · 1 : 1000 = 11.313 קוט"ש,

איפה: 11313 הוא כמות איבוד החום שהושגה קודם לכן; 1 שעה; 1000 הוא מספר הוואטים בקילווואט.

מקדם מוליכות תרמית של חומרי בניין המשמשים לבידוד קירות ותקרות

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

11.313 24 = 271.512 קוט"ש

למען הבהירות, בואו נגלה את אובדן האנרגיה התרמית לעונת חימום מלאה:

7 30 271.512 = 57017.52 קוט"ש,

איפה: 7 הוא מספר החודשים בעונת החימום; 30 - מספר ימים בחודש; 271.512 - איבוד חום יומי של קירות.

אז, אובדן החום המשוער של בית עם המאפיינים של המבנים הסגורים שנבחרו לעיל יהיה 57,017.52 קוט"ש עבור שבעה חודשים של עונת החימום.

תוך התחשבות בהשפעת האוורור בבית פרטי

כדוגמה, נחשב הפסדי חום אוורור בעונת החימום עבור קוטג' קונבנציונלי בצורת ריבוע, עם קיר ברוחב 12 מטר וגובה 7 מטר.

מבלי לקחת בחשבון רהיטים וקירות פנימיים, הנפח הפנימי של האווירה בבניין זה יהיה:

12 12 7 = 1008 מ'³

בטמפרטורת אוויר +20 ^OC (נורמה בעונת החימום), צפיפותו היא 1.2047 ק"ג/מ"ר³, וקיבולת החום הספציפית היא 1.005 קילו ג'ל/(ק"ג·^Oעם).

בואו לחשב את מסת האטמוספירה בבית:

1008 · 1.2047 = 1214.34 ק"ג,

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

טבלה עם ערך מקדם המוליכות התרמית של חומרים שעשויים להידרש בעת ביצוע חישובים מדויקים

נניח שינוי פי חמישה בנפח האוויר בחצרים של הבית. שימו לב שהמדויק דרישת נפח אספקה אוויר צח תלוי במספר תושבי הקוטג'.

עם הפרש טמפרטורה ממוצע בין הבית לרחוב בעונת החימום שווה ל-27 ^OC (20 ^Oמהבית, -7 ^Oמהאטמוספרה החיצונית), נדרשת האנרגיה התרמית הבאה ביום לחימום אוויר האספקה ​​הקר:

5 27 1214.34 1.005 = 164755.58 קילו-ג'יי,

איפה: 5 הוא מספר החלפות האוויר בתוך הבית; 27 - הפרש טמפרטורות בין אווירת החדר והרחוב; 1214.34 - צפיפות אוויר ב-t +20 ^Oעם; 1.005 הוא קיבולת החום הספציפית של האוויר.

בואו נמיר קילו-ג'אול לקילו-ואט-שעה על ידי חלוקת הערך במספר הקילו-ג'אול בקילו-ואט-שעה אחת (3600):

164755.58 : 3600 = 45.76 קוט"ש

לאחר שגילינו את עלות האנרגיה התרמית לחימום האוויר בבית כשהיא מוחלף חמש פעמים באמצעות אוורור מאולץ, נוכל לחשב את אובדן החום "האוויר" לעונת חימום של שבעה חודשים:

7 30 45.76 = 9609.6 קוט"ש,

איפה: 7 הוא מספר החודשים ה"מחוממים"; 30 הוא מספר הימים הממוצע בחודש; 45.76 - צריכת אנרגיה תרמית יומית לחימום אוויר האספקה.

צריכת אנרגיה של אוורור (חדירה) היא בלתי נמנעת, שכן עדכון האוויר במתחם הקוטג' הוא חיוני.

יש לחשב את צרכי החימום של אווירת האוויר המשתנה בבית, לסכם באיבוד חום דרך מעטפת הבניין ולהתחשב בבחירת דוד חימום. יש עוד סוג אחד של צריכת אנרגיה תרמית, האחרון הוא איבוד חום הביוב.

צריכת אנרגיה להכנת מים

אם בחודשים חמים מגיעים מים קרים מהברז לתוך הקוטג', אז בעונת החימום הוא קפוא, עם טמפרטורה לא גבוהה מ +5 ^Oג. רחצה, שטיפת כלים וכביסה בלתי אפשריים ללא חימום המים.

המים הנאספים בבור השירותים באים במגע דרך הקירות עם האווירה הביתית, ומסירים מעט חום. מה קורה למים שמחוממים על ידי שריפת דלק לא חינם ומושקעים לצרכים ביתיים? זה נשפך לביוב.

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

בואו נסתכל על דוגמה. נניח שמשפחה בת שלוש נפשות משתמשת ב-17 מ'³ מים מדי חודש. 1000 ק"ג/מ"ר³ הוא צפיפות המים, ו-4.183 קילו-ג'יי/ק"ג^OC הוא קיבולת החום הספציפית שלו.

תן לטמפרטורת החימום הממוצעת של מים המיועדים לצרכים ביתיים להיות +40 ^Oג. בהתאם, ההבדל בטמפרטורה הממוצעת בין המים הקרים הנכנסים לבית (+5 ^Oג) ומחומם בדוד (+30 ^Oג) מסתבר 25 ^Oעם.

כדי לחשב הפסדי חום בביוב אנו שוקלים:

17 1000 25 4.183 = 1777775 קילו-ג'יי,

איפה: 17 הוא נפח צריכת המים החודשי; 1000 היא צפיפות המים; 25 - הפרש טמפרטורה בין מים קרים ומחוממים; 4.183 - קיבולת חום ספציפית של מים;

כדי להמיר קילו-ג'אול לקילוואט-שעות מובנות יותר:

1777775 : 3600 = 493.82 קוט"ש

כך, במהלך שבעת החודשים של עונת החימום, אנרגיה תרמית נכנסת לביוב בכמות של:

493.82 7 = 3456.74 קוט"ש

צריכת האנרגיה התרמית לחימום מים לצרכים היגייניים קטנה בהשוואה לאיבוד חום דרך קירות ואוורור. אבל אלו גם עלויות אנרגיה המעמיסות את דוד החימום או הדוד וגורמות לצריכת דלק.

חישוב כוח דודי חימום

הדוד כחלק ממערכת החימום נועד לפצות על אובדן החום של המבנה. וגם, במקרה מערכת כפולה או כאשר מציידים את הדוד בדוד חימום עקיף לחימום מים לצרכים היגייניים.

על ידי חישוב אובדן החום היומי וצריכת המים החמים "לביוב", אתה יכול לקבוע במדויק את כוח הדוד הנדרש עבור קוטג' של אזור מסוים ואת המאפיינים של המבנים התוחמים.

דוד חד-מעגל מחמם רק את נוזל הקירור למערכת החימום

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

נדרשים נתונים על אובדן חום בקילוואט-שעה ליום - במקרה של בית רגיל, מחושב כדוגמה, הם:

271.512 + 45.76 = 317.272 קוט"ש,

איפה: 271.512 - איבוד חום יומי מקירות חיצוניים; 45.76 - איבוד חום יומי לחימום אוויר האספקה.

בהתאם לכך, כוח החימום הנדרש של הדוד יהיה:

317.272: 24 (שעות) = 13.22 קילוואט

עם זאת, דוד כזה יהיה תחת עומס גבוה כל הזמן, ומפחית את חיי השירות שלו. ובימי כפור במיוחד, כוח העיצוב של הדוד לא יספיק, שכן עם הפרש טמפרטורות גבוה בין האווירה בחדר וברחוב, אובדן החום של הבניין יגדל בחדות.

בגלל זה לבחור דוד על פי החישוב הממוצע של עלויות האנרגיה התרמית, זה לא שווה את זה - ייתכן שהוא לא יוכל להתמודד עם כפור חמור.

זה יהיה רציונלי להגדיל את הכוח הנדרש של ציוד הדוד ב-20%:

13.22 · 0.2 + 13.22 = 15.86 קילוואט

כדי לחשב את ההספק הנדרש של המעגל השני של הדוד המחמם מים לשטיפת כלים, רחצה וכו', עליך לחלק את צריכת החום החודשית של הפסדי חום "ביוב" במספר הימים בחודש וב-24 שעות :

493.82:30:24 = 0.68 קילוואט

בהתבסס על החישובים, הספק הדוד האופטימלי עבור הקוטג' לדוגמה הוא 15.86 קילוואט עבור מעגל החימום ו-0.68 קילוואט עבור מעגל החימום.

מבחר רדיאטורים לחימום

באופן מסורתי כוח רדיאטור חימום מומלץ לבחור לפי שטח החדר המחומם, ועם הערכת יתר של 15-20% של צרכי החשמל, לכל מקרה.

בעזרת דוגמה, הבה נבחן עד כמה המתודולוגיה הנכונה לבחירת רדיאטור היא "שטח 10 מ"ר - 1.2 קילוואט".

הכוח התרמי של רדיאטורים תלוי בשיטת החיבור שלהם, אשר יש לקחת בחשבון בעת ​​חישוב מערכת החימום

נתונים ראשוניים: חדר פינתי במפלס הראשון של בניין בניין דיור בודד בן שתי קומות; קיר חיצוני עשוי מלבני קרמיקה דו-שורה; רוחב חדר 3 מ', אורך 4 מ', גובה תקרה 3 מ'.

באמצעות ערכת בחירה פשוטה, מוצע לחשב את שטח החדר, אנו רואים:

3 (רוחב) 4 (אורך) = 12 מ'²

הָהֵן. ההספק הנדרש של רדיאטור החימום עם עלייה של 20% הוא 14.4 קילוואט. עכשיו בואו לחשב את פרמטרי ההספק של רדיאטור החימום על סמך אובדן החום של החדר.

למעשה, שטח החדר משפיע על אובדן האנרגיה התרמית פחות משטח הקירות שלו, הפונה לצד אחד מחוץ למבנה (חזית).

לכן, נחשב בדיוק את השטח של קירות ה"רחוב" הקיימים בחדר:

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

לדעת את שטח הקירות המעבירים חום "לרחוב", נחשב את איבוד החום אם טמפרטורות החדר והרחוב שונות ב-30^O (בבית +18 ^OC, בחוץ -12 ^Oג), ומיד בקילו-ואט-שעה:

0.91 21 30: 1000 = 0.57 קילוואט,

איפה: 0.91 - התנגדות להעברת חום m2 של קירות החדר הפונים "לחוץ"; 21 - שטח של חומות "רחוב"; 30 - הפרש טמפרטורה בתוך ומחוץ לבית; 1000 הוא מספר הוואטים בקילווואט.

על פי תקני בנייה, מכשירי חימום ממוקמים באזורים של איבוד חום מרבי.לדוגמה, רדיאטורים מותקנים מתחת לפתחי חלונות, אקדחי חום מותקנים מעל הכניסה לבית. בחדרים פינתיים מותקנות סוללות על קירות ריקים החשופים לחשיפה מירבית לרוחות.

מסתבר שכדי לפצות על אובדן חום דרך קירות החזית של המבנה הזה, בגיל 30^O בשל הבדלי הטמפרטורות בבית ומחוצה לו, מספיק חימום בהספק של 0.57 קוט"ש. בואו נגדיל את ההספק הנדרש ב-20, אפילו 30% - נקבל 0.74 קילוואט-שעה.

לפיכך, דרישות כוח החימום האמיתיות עשויות להיות נמוכות משמעותית מתוכנית המסחר "1.2 קילוואט למטר רבוע של שטח החדר".

יתר על כן, חישוב נכון של הכוח הנדרש של רדיאטורים לחימום יקטין את הנפח נוזל קירור במערכת החימום, מה שיפחית את העומס על הדוד ועלויות הדלק.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

לאן הולך החום מהבית - את התשובות מספק סרטון ויזואלי:

הסרטון דן בהליך לחישוב אובדן החום של בית דרך מעטפת הבניין. לדעת את אובדן החום, אתה יכול לחשב במדויק את הכוח של מערכת החימום:

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

ייצור החום מתייקר מדי שנה - מחירי הדלק עולים. ותמיד אין מספיק חום. אי אפשר להיות אדיש לצריכת האנרגיה של קוטג' - זה לגמרי לא משתלם.

מצד אחד, כל עונת חימום חדשה עולה לבעל הבית יותר ויותר. מצד שני, בידוד הקירות, הבסיס והגג של בית כפרי עולה כסף טוב. עם זאת, ככל שפחות חום יוצא מהבניין, כך יהיה זול יותר לחמם אותו.

שימור החום בחצרי הבית היא המשימה העיקרית של מערכת החימום בחודשי החורף.בחירת כוח דוד החימום תלויה במצב הבית ובאיכות הבידוד של המבנים התוחמים שלו. העיקרון של "קילווואט לכל 10 מ"ר של שטח" עובד בקוטג' במצב ממוצע של החזיתות, הגג והקרן.

האם חישבת בעצמך את מערכת החימום לבית שלך? או שמתם לב לאי התאמה בחישובים המופיעים בכתבה? שתף את הניסיון המעשי שלך או את כמות הידע התיאורטי על ידי השארת תגובה בבלוק מתחת למאמר זה.