Het verwarmen van een privéwoning is een noodzakelijk element van comfortabele huisvesting. Spreek af dat de opstelling van het verwarmingscomplex zorgvuldig moet worden benaderd, zoals fouten zijn duur. Maar u heeft dergelijke berekeningen nog nooit gedaan en u weet niet hoe u ze correct moet uitvoeren?
We zullen u helpen - in ons artikel zullen we in detail bekijken hoe de berekening van het verwarmingssysteem van een privéwoning wordt gedaan om warmteverliezen in de wintermaanden effectief te compenseren.
We geven specifieke voorbeelden door materiaal aan het artikel toe te voegen met visuele foto's en handige videotips, evenals relevante tabellen met indicatoren en coëfficiënten die nodig zijn voor berekeningen.
Warmteverlies van een privéwoning
Het gebouw verliest warmte door het verschil in luchttemperatuur binnen en buiten het huis. Het warmteverlies is groter naarmate de oppervlakte van de gebouwschil groter is (ramen, daken, muren, funderingen).
Ook wordt het verlies van thermische energie geassocieerd met de materialen van de gebouwschil en hun grootte. Zo is het warmteverlies van dunne wanden groter dan dik.
Afbeeldingengalerij
Foto van
Het verwarmingssysteem van een woonhuis met twee units
Mogelijkheid voor verwarming in een blokhut
Lucht- en warmtelekkage door ramen en deuren
Ventilatiesysteem met frisse lucht
Schakelschema warm water en verwarming
Ketelkeuze per brandstoftype
Opties voor het leggen van verwarmingskringen
Optie voor buitenverwarming
Een effectieve berekening van verwarming voor een privéwoning houdt noodzakelijkerwijs rekening met de materialen die worden gebruikt bij de constructie van bouwschillen.
Zo wordt bij een muur van hout en baksteen van gelijke dikte warmte met verschillende intensiteiten uitgevoerd - warmteverlies door houten constructies gaat langzamer. Sommige materialen laten de warmte beter door (metaal, baksteen, beton), andere slechter (hout, minerale wol, polystyreenschuim).
De sfeer in een woongebouw is indirect gerelateerd aan de buitenluchtomgeving. Muren, openingen van ramen en deuren, dak en fundering dragen in de winter warmte van het huis naar buiten over en leveren in ruil daarvoor koude. Ze zijn verantwoordelijk voor 70-90% van het totale warmteverlies van het huisje.
Muren, dak, ramen en deuren - alles laat warmte in de winter naar buiten. De warmtebeeldcamera vertoont duidelijk warmtelekken
Een constant lek van thermische energie tijdens het stookseizoen treedt ook op door ventilatie en riolering.
Bij de berekening van het warmteverlies van een individuele woningbouw wordt met deze gegevens meestal geen rekening gehouden. Maar het opnemen van warmteverliezen via de riolering en ventilatiesystemen in de algemene thermische berekening van de woning is nog steeds de juiste beslissing.
Aanzienlijk gerangschikt warmte-isolatiesysteem kan warmteverlies door gebouwen, deur- / raamopeningen aanzienlijk verminderen
Het is onmogelijk om het autonome verwarmingscircuit van een landhuis te berekenen zonder het warmteverlies van de omsluitende structuren te evalueren. Om precies te zijn, het zal niet mogelijk zijn om de capaciteit van de verwarmingsketel te bepalen, voldoende om het huisje bij de meest strenge vorst te verwarmen.
Door het werkelijke verbruik van thermische energie door de muren te analyseren, kunt u de kosten van ketelapparatuur en brandstof vergelijken met de kosten van thermische isolatie van bouwschilden.
Immers, hoe energiezuiniger het huis, d.w.z. hoe minder warmte het verliest in de wintermaanden, hoe lager de kosten voor het verkrijgen van brandstof.
Voor een competente berekening van het verwarmingssysteem is de warmtegeleidingscoëfficiënt van gewone bouwmaterialen vereist.
De tabel met waarden van de warmtegeleidingscoëfficiënt van verschillende bouwmaterialen, meestal gebruikt bij de constructie van
Berekening van warmteverlies door muren
Met het voorwaardelijke huisje met twee verdiepingen als voorbeeld berekenen we het warmteverlies via de muurstructuren.
Initiële data:
- vierkante “box” met voorwanden 12 m breed en 7 m hoog;
- binnen de muren van 16 openingen, de oppervlakte van elk 2,5 m2;
- materiaal van voorwanden - massief baksteenkeramiek;
- wanddikte - 2 stenen.
Vervolgens berekenen we de groep indicatoren waaruit de totale waarde van warmteverlies via de wanden wordt opgeteld.
Weerstand tegen warmteoverdracht
Om de warmteoverdrachtsweerstandsindex voor een gevelmuur te achterhalen, is het noodzakelijk om de dikte van het wandmateriaal te delen door zijn warmtegeleidingscoëfficiënt.
Voor een aantal structurele materialen worden gegevens over de warmtegeleidingscoëfficiënt weergegeven in de afbeeldingen hierboven en hieronder.
Voor nauwkeurige berekeningen is de warmtegeleidingscoëfficiënt vereist in de tabel van in de bouw gebruikte thermische isolatiematerialen vereist.
Onze voorwaardelijke muur is gebouwd van massieve keramische stenen met een warmtegeleidingsvermogen van 0,56 W / moverC. De dikte ervan, rekening houdend met het metselwerk op het centrale distributiecentrum, is 0,51 m. Door de wanddikte te delen door de thermische geleidbaarheid van de steen, verkrijgen we de warmteoverdrachtsweerstand van de muur:
0,51: 0,56 = 0,91 W / m2 × oVAN
We ronden het resultaat van de deling af tot op twee decimalen; nauwkeurigere gegevens over de weerstand tegen warmteoverdracht zijn niet nodig.
Buitenmuurgebied
Aangezien het vierkante gebouw als voorbeeld is gekozen, wordt het oppervlak van de muren bepaald door de breedte te vermenigvuldigen met de hoogte van één muur en vervolgens met het aantal buitenmuren:
12,7 · 4 = 336 m2
We kennen dus het gebied van de voormuren. Maar hoe zit het met de openingen van ramen en deuren, die samen 40 m2 beslaan (2,5-16 = 40 m2) van de voormuur, moet hiermee rekening worden gehouden?
Inderdaad, hoe u autonome verwarming in een houten huis correct kunt berekenen zonder rekening te houden met de warmteoverdrachtsweerstand van raam- en deurconstructies.
Warmtegeleidingscoëfficiënt van warmte-isolerende materialen die worden gebruikt voor de isolatie van dragende muren
Als het nodig is om het warmteverlies van een groot gebouw of een warm huis (energiezuinig) te berekenen - ja, rekening houdend met de warmteoverdrachtscoëfficiënten van raamkozijnen en toegangsdeuren zal dit correct zijn in de berekening.
Voor laagbouw IZHS gebouwd van traditionele materialen kunnen deur- en raamopeningen echter worden verwaarloosd. Die. neem hun oppervlakte niet weg van de totale oppervlakte van de voormuren.
Algemeen warmteverlies aan de muur
We ontdekken het warmteverlies van de muur vanaf één vierkante meter wanneer het temperatuurverschil tussen de lucht binnen en buiten het huis één graad is.
Om dit te doen, deelt u het apparaat door de warmteoverdrachtsweerstand van de muur, eerder berekend:
1: 0,91 = 1,09 W / m2·overVAN
Als u het warmteverlies per vierkante meter van de omtrek van de buitenmuren kent, kunt u het warmteverlies bij bepaalde straattemperaturen bepalen.
Als de temperatuur in het huisje bijvoorbeeld +20 is overC, en op straat -17 overC, het temperatuurverschil zal 20 + 17 = 37 zijn overC. In een dergelijke situatie zal het totale warmteverlies van de muren van onze voorwaardelijke woning zijn:
0.91 · 336 · 37 = 11313 W,
Waar: 0,91 - warmteoverdrachtsweerstand per vierkante meter van de muur; 336 - gebied van voorwanden; 37 - temperatuurverschil tussen binnen- en buitenatmosfeer.
Warmtegeleidingscoëfficiënt van warmte-isolerende materialen die worden gebruikt voor vloer- / muurisolatie, droge dekvloer en muuruitlijning
We berekenen het resulterende warmteverlies opnieuw in kilowattuur, ze zijn handiger voor perceptie en latere berekeningen van het vermogen van het verwarmingssysteem.
Wandwarmteverlies in kilowattuur
Eerst kijken we hoeveel thermische energie er in een uur door de muren gaat met een temperatuurverschil van 37 overVAN.
We herinneren u eraan dat de berekening wordt uitgevoerd voor een huis met structurele kenmerken, voorwaardelijk geselecteerd voor demonstratie- en demonstratieberekeningen:
113131: 1000 = 11.313 kWh,
Waar: 11313 - de hoeveelheid eerder verkregen warmteverlies; 1 uur; 1000 is het aantal watt per kilowatt.
Warmtegeleidingscoëfficiënt van bouwmaterialen die worden gebruikt voor isolatie van muren en vloeren
Om het warmteverlies per dag te berekenen, wordt het resulterende warmteverlies per uur vermenigvuldigd met 24 uur:
11.31324 = 271.512 kWh
Voor de duidelijkheid ontdekken we het verlies aan thermische energie voor het volledige verwarmingsseizoen:
7,30 · 271,512 = 57017,52 kWh,
Waar: 7 - het aantal maanden in het stookseizoen; 30 - het aantal dagen in een maand; 271.512 - dagelijks warmteverlies van de muren.
Het geschatte warmteverlies van een huis met de kenmerken van de hierboven geselecteerde omhullende constructies zal dus gedurende zeven maanden van het verwarmingsseizoen 57017,52 kWh bedragen.
Rekening houdend met de effecten van privéhuisventilatie
Als voorbeeld berekenen we het warmteverlies van de ventilatie tijdens het stookseizoen voor een voorwaardelijk huisje met een vierkante vorm, met een muur van 12 meter breed en 7 meter hoog.
Exclusief meubilair en binnenmuren zal het interne volume van de sfeer in dit gebouw zijn:
12,12,7 = 1008 m3
Bij een luchttemperatuur van +20 overC (norm in het stookseizoen) de dichtheid is 1,2047 kg / m3en de soortelijke warmte is 1.005 kJ / (kgoverVAN).
We berekenen de massa van de atmosfeer in huis:
10081.2047 = 1214,34 kg,
Waar: 1008 - het volume van de huiselijke atmosfeer; 1.2047 - luchtdichtheid op t +20 overVAN .
Een tabel met de waarde van de warmtegeleidingscoëfficiënt van materialen die nodig kan zijn voor nauwkeurige berekeningen
Stel dat het luchtvolume in de gebouwen van het huis vijfvoudig verandert. Merk op dat de exacte behoefte aan het toevoervolume van verse lucht afhankelijk is van het aantal bewoners van het huisje.
Met een gemiddeld temperatuurverschil tussen het huis en de straat in het stookseizoen, gelijk aan 27 overC (20 overC huis, -7 overMet de externe atmosfeer) per dag voor het verwarmen van de toevoer van koude lucht heeft u thermische energie nodig:
5.271214.34-1.005 = 164755.58 kJ,
Waar: 5 - het aantal luchtverversingen in de gebouwen; 27 - temperatuurverschil tussen binnen- en buitenatmosfeer; 1214.34 - luchtdichtheid op t +20 overVAN; 1.005 - specifieke warmte van lucht.
We zetten kilojoule om in kilowattuur, waarbij we de waarde delen door het aantal kilojoule in één kilowattuur (3600):
164755.58: 3600 = 45,76 kWh
Nadat we de kosten van thermische energie voor het verwarmen van de lucht in huis hebben ontdekt tijdens de vijfvoudige vervanging ervan via de toevoerventilatie, kunnen we het warmteverlies van de "lucht" voor het verwarmingsseizoen van zeven maanden berekenen:
7,30 · 45,76 = 9609,6 kWh,
Waar: 7 - het aantal "verwarmde" maanden; 30 - het gemiddelde aantal dagen in een maand; 45,76 - dagelijkse kosten voor warmte-energie voor het verwarmen van de toevoerlucht.
Ventilatie (infiltratie) energiekosten zijn onvermijdelijk, omdat luchtverversing in het huisje van vitaal belang is.
De verwarmingsbehoeften van de vervangbare luchtatmosfeer in de woning moeten worden berekend, opgeteld bij warmteverliezen door de gebouwschil en bij de keuze van een verwarmingsketel moet rekening worden gehouden. Er is een ander type warmte-energieverbruik, de laatste - rioolwarmteverlies.
Energiekosten voor warmwaterbereiding
Als tijdens de warmere maanden koud water uit de kraan naar het huisje komt, dan is het in het stookseizoen ijskoud, met een temperatuur van niet meer dan +5 overC. Baden, afwassen en wassen is niet mogelijk zonder het water te verwarmen.
Water dat in de toiletpot wordt verzameld, komt via de muren in contact met de atmosfeer en neemt een beetje warmte op. Wat gebeurt er met water dat wordt verwarmd door niet-vrije brandstof te verbranden en aan huishoudelijke behoeften wordt besteed? Het wordt in het riool gegoten.
Een dubbelcircuitketel met een indirecte verwarmingsketel, zowel gebruikt voor het verwarmen van de koelvloeistof als voor het toevoeren van warm water aan het daarvoor gebouwde circuit
Laten we een voorbeeld bekijken. Een gezin van drie personen, veronderstel 17 miljoen te besteden3 maandelijks water. 1000 kg / m3 - de dichtheid van water en 4,183 kJ / kgoverC is de specifieke warmte.
De gemiddelde temperatuur van verwarmingswater bedoeld voor huishoudelijke behoeften, laat het +40 zijn overC. Dienovereenkomstig is het verschil in gemiddelde temperatuur tussen koud water dat het huis binnenkomt (+5 overC) en verwarmd in een ketel (+30 overC) het blijkt 25 overVAN.
Om het warmteverlies van riolering te berekenen, overwegen we:
17 · 1000 · 25 · 4.183 = 1777775 kJ,
Waar: 17 - maandelijks volume van waterverbruik; 1000 is de dichtheid van water; 25 - temperatuurverschil tussen koud en verwarmd water; 4.183 - specifieke warmte van water;
Om kilojoules om te zetten in begrijpelijkere kilowatturen:
1777775: 3600 = 493,82 kWh
Dus gedurende een periode van zeven maanden van het stookseizoen, warmte-energie in de hoeveelheid van:
493.827 = 3456,74 kWh
Het verbruik van thermische energie voor het verwarmen van water voor hygiënische behoeften is klein in vergelijking met warmteverlies door muren en ventilatie. Maar dit is ook energieverbruik, het laden van een verwarmingsketel of ketel en het veroorzaken van brandstofverbruik.
Berekening van het vermogen van de ketel
De ketel in het verwarmingssysteem is ontworpen om het warmteverlies van het gebouw te compenseren. En ook, in het geval van een systeem met twee circuits of bij het uitrusten van een ketel met een indirecte verwarmingsketel, voor het verwarmen van water voor hygiënische behoeften.
Door het dagelijkse warmteverlies en het verbruik van warm water "voor riolering" te berekenen, is het mogelijk om nauwkeurig de benodigde ketelcapaciteit voor een huisje van een bepaald gebied en de kenmerken van de omsluitende structuren te bepalen.
De eencircuitketel produceert alleen verwarmingsmedium voor het verwarmingssysteem
Om het vermogen van de verwarmingsketel te bepalen, is het noodzakelijk om de kosten van thermische energie van het huis via de gevelmuren en de verwarming van de vervangbare luchtatmosfeer van het interieur te berekenen.
Gegevens over warmteverliezen in kilowattuur per dag zijn vereist - in het geval van een voorwaardelijk huis, berekend als voorbeeld, is dit:
271.512 + 45,76 = 317,272 kWh,
Waar: 271.512 - dagelijks warmteverlies door buitenmuren; 45,76 - dagelijks warmteverlies voor het verwarmen van de toevoerlucht.
Dienovereenkomstig is het benodigde verwarmingsvermogen van de ketel:
317.272: 24 (uur) = 13,22 kW
Een dergelijke ketel zal echter constant onder hoge belasting staan, waardoor de levensduur wordt verkort. En op bijzonder ijzige dagen is het nominale vermogen van de ketel niet voldoende, want bij een groot temperatuurverschil tussen binnen- en buitenatmosfeer zal het warmteverlies van het gebouw sterk toenemen.
Daarom is het niet de moeite waard om een ketel te kiezen volgens een gemiddelde berekening van de thermische energiekosten - deze is mogelijk niet bestand tegen strenge vorst.
Het zal rationeel zijn om de vereiste capaciteit van ketelapparatuur met 20% te verhogen:
13.22.2 + 13.22 = 15,86 kW
Om het vereiste vermogen van het tweede circuit van de ketel, verwarmingswater voor het afwassen, baden, enz. Te berekenen, is het noodzakelijk om het maandelijkse warmteverbruik van het "riool" warmteverlies te delen door het aantal dagen in de maand en door 24 uur:
493.82: 30: 24 = 0,68 kW
Volgens de berekeningsresultaten is het optimale ketelvermogen voor het cottage-voorbeeld 15,86 kW voor het verwarmingscircuit en 0,68 kW voor het verwarmingscircuit.
De keuze van radiatoren
Traditioneel wordt aanbevolen om het vermogen van de verwarmingsradiator te selecteren op basis van het gebied van de verwarmde kamer, en met een 15-20% overschatting van de stroomvereisten, voor het geval dat.
Laten we als voorbeeld bekijken hoe correct de methode voor het kiezen van een radiator "10 m2 oppervlakte - 1,2 kW" is.
De warmteafgifte van radiatoren hangt af van hoe ze zijn aangesloten, waarmee rekening moet worden gehouden bij het berekenen van het verwarmingssysteem
Eerste gegevens: hoekkamer op het eerste niveau van een huis met twee verdiepingen IZHS; buitenmuur van dubbelrijig metselwerk van keramische baksteen; breedte kamer 3 m, lengte 4 m, plafondhoogte 3 m.
Volgens het vereenvoudigde selectieschema wordt voorgesteld om de oppervlakte van de kamer te berekenen, we overwegen:
3 (breedte) · 4 (lengte) = 12 m2
Die. het benodigde vermogen van de verwarmingsradiator met een premie van 20% is 14,4 kW. En nu berekenen we de vermogensparameters van de verwarmingsradiator op basis van het warmteverlies van de kamer.
In feite beïnvloedt het gebied van een kamer het verlies aan thermische energie minder dan het gebied van de muren dat zich aan één kant van het gebouw (voorkant) uitstrekt.
Daarom zullen we precies het gebied van "straatmuren" in de kamer beschouwen:
3 (breedte) · 3 (hoogte) + 4 (lengte) · 3 (hoogte) = 21 m2
Als we het gebied van de muren kennen dat warmte "naar de straat" overbrengt, berekenen we het warmteverlies met een verschil in kamer- en straattemperatuur van 30over (in het huis +18 overC, buiten -12 overC), en onmiddellijk in kilowattuur:
0.91 · 21.30: 1000 = 0,57 kW,
Waar: 0,91 - warmteoverdrachtsweerstand m2 kamerwanden met uitzicht op "de straat"; 21 - het gebied van "straatmuren"; 30 - temperatuurverschil binnen en buiten het huis; 1000 is het aantal watt per kilowatt.
Volgens bouwnormen bevinden verwarmingsapparaten zich op plaatsen met maximaal warmteverlies. Zo worden er radiatoren geïnstalleerd onder de raamopeningen, warmtepistolen - boven de ingang van het huis. In hoekkamers worden batterijen geplaatst op saaie muren die onderhevig zijn aan maximale wind.
Het blijkt dat ter compensatie van warmteverlies via de gevelwanden van dit ontwerp, op 30over het temperatuurverschil in huis en op straat is voldoende verwarming met een capaciteit van 0,57 kWh. We verhogen het benodigde vermogen met 20, zelfs met 30% - we krijgen 0,74 kWh.
De werkelijke energiebehoefte van verwarming kan dus aanzienlijk lager zijn dan het handelsschema "1,2 kW per vierkante meter vloeroppervlak".
Bovendien zal de juiste berekening van het vereiste vermogen van verwarmingsradiatoren de hoeveelheid koelmiddel in het verwarmingssysteem verminderen, waardoor de belasting van de ketel en de brandstofkosten worden verlaagd.
Waar de warmte van huis gaat - de video geeft de antwoorden:
In de video wordt de procedure voor het berekenen van het warmteverlies van een huis via de gebouwschil overwogen. Als u het warmteverlies kent, is het mogelijk om het vermogen van het verwarmingssysteem nauwkeurig te berekenen:
Zie hieronder voor een gedetailleerde video over de principes van het selecteren van de vermogenskenmerken van een verwarmingsketel:
De warmteproductie stijgt jaarlijks - de brandstofprijzen stijgen. En de hitte is constant niet genoeg. Je kunt niet onverschillig staan tegenover het energieverbruik van het huisje - het is volkomen onrendabel.
Enerzijds kost elk nieuw stookseizoen de huiseigenaar steeds duurder. Aan de andere kant kost isolatie van muren, funderingen en daken in de voorsteden goed geld. Maar hoe minder warmte het gebouw verlaat, hoe goedkoper het wordt om het te verwarmen..
Het behoud van warmte in de gebouwen van het huis is de belangrijkste taak van het verwarmingssysteem in de wintermaanden. De keuze van het vermogen van de verwarmingsketel hangt af van de staat van het huis en van de kwaliteit van de isolatie van de omhullende structuren. Het principe van "kilowatt per 10 vierkante oppervlakte" werkt in een cottage met een gemiddelde staat van gevels, daken en funderingen.
Heeft u zelf een verwarmingssysteem voor uw woning berekend? Of heb je een verkeerde combinatie opgemerkt in de berekeningen in het artikel? Deel uw praktische ervaring of de hoeveelheid theoretische kennis door een opmerking achter te laten in het blok onder dit artikel.