Tegyük fel, hogy magának a saját kazánját, radiátorokat és csöveket akart magának venni. 1. feladat - a fűtés hőterhelésének kiszámításához, vagyis az épület hőfogyasztásának meghatározásához, amely az épület kényelmes belső hőmérsékletre melegítéséhez szükséges. Javasoljuk 3 számítási módszer tanulmányozását - különböznek egymástól az eredmények összetettségétől és pontosságától.
A terhelés meghatározásának módszerei
Először megmagyarázjuk a kifejezés jelentését. Hőterhelés: a fűtési rendszer által a helyiségek hőmérsékletének melegítéséhez felhasznált hőmennyiség a leghidegebb időszakban. Az értéket energiaegységekben - kilovattban, kilokalóriában (ritkábban - kilodžaulban) számítják, és a képletekben szerepelnek a latin Q betűvel.
Ismerve általában a magánház fűtésének terhelését és különös tekintettel az egyes helyiségek igényeire, nem nehéz választani a vízmelegítő kazánját, fűtőkészülékeit és elemeit. Hogyan kell kiszámítani ezt a paramétert:
- Ha a mennyezet magassága nem éri el a 3 m-t, akkor a fűtött helyiségek méretét kiszámítva kell kiszámítani.
- Legalább 3 m mennyezeti magasság esetén a hőfogyasztást a helyiség térfogata veszi figyelembe.
- A hőveszteség meghatározása külső kerítésekkel és a szellőztető levegő fűtésének költségei az SNiP szerint.
Jegyzet. Az utóbbi években a különféle internetes források oldalain található online számológépek széles körű népszerűségre tettek szert. Segítségükkel a hőenergia mennyisége gyorsan meghatározható, és nem igényel további utasításokat. Mínusz - az eredmények megbízhatóságát ellenőrizni kell, mivel a programokat olyan emberek írták, akik nem hőmérnökök.
Az első két számítási módszer azon alapul, hogy a fűtött területre vagy az épület térfogatára vonatkozóan meghatározott hőkarakterisztikákat alkalmaznak. Az algoritmus egyszerű, mindenhol használható, de nagyon hozzávetőleges eredményeket ad, és nem veszi figyelembe a ház szigetelésének mértékét.
Az SNiP szerint sokkal nehezebb kiszámítani a hőenergia-felhasználást az SNiP szerint. Sok referencia adatot kell gyűjtenie, és a számításokon kell dolgoznia, de a végső számok a valós képet 95% -os pontossággal tükrözik. Megpróbáljuk egyszerűsíteni a módszertant, és a fűtési terhelés kiszámítását a megértéshez a lehető legjobban hozzáférhetővé tesszük.
Például egy 100 szintes egyszintes ház terve
A hőenergia mennyiségének meghatározására szolgáló módszerek egyértelmű magyarázata érdekében javasoljuk, hogy vegyünk egy rajzra ábrázolt egyszintes házat, amelynek teljes területe 100 négyzet (a külső mérés szerint). Felsoroljuk az épület műszaki jellemzőit:
- építési régió - mérsékelt éghajlati sáv (Minszk, Moszkva);
- a külső kerítés vastagsága 38 cm, az anyag szilikát tégla;
- külső falszigetelés - 100 mm vastagságú polisztirol, sűrűség - 25 kg / m³;
- padlók - beton a földön, nincs alagsor;
- átfedés - a hideg tetőtér oldalán 10 cm-es polisztirollal szigetelt vasbeton födémek;
- ablakok - normál fém-műanyag 2 üvegen, méret - 1500 x 1570 mm (h);
- a bejárati ajtó fém 100 x 200 cm, extrudált polisztirol habbal szigetelve, belülről 20 mm-re.
A ház belső válaszfalakkal féltégla (12 cm), a kazánház külön épületben található. A helyiségek területe a rajzon látható, a mennyezet magasságát a magyarázott számítási módszer függvényében vesszük figyelembe - 2,8 vagy 3 m.
A hőfogyasztást kvadratúra alapján számoljuk ki
A fűtési terhelés hozzávetőleges becsléséhez általában a legegyszerűbb hőszámítást kell alkalmazni: az épület területét a külső mérés szerint vesszük fel és megszorozzuk 100 W-val. Ennek megfelelően a 100 m²-es ház hőfogyasztása 10 000 W vagy 10 kW lesz.Az eredmény lehetővé teszi egy olyan kazán kiválasztását, amelynek biztonsági tényezője 1,2-1,3, ebben az esetben az egységteljesítmény 12,5 kW-nak felel meg.
Javasoljuk, hogy végezzen pontosabb számításokat, figyelembe véve a szobák helyét, az ablakok számát és a fejlesztési régiót. Tehát legfeljebb 3 m-es mennyezet esetén ajánlott a következő képlet használata:
A számítást minden helyiségre külön elvégezzük, majd az eredményeket összegezzük és megszorozzuk a regionális együtthatóval. A képlet jelölésének magyarázata:
- Q a kívánt terhelés, W;
- Spom - a szoba kvadratúrája, m²;
- q a szoba speciális hőkarakterisztikájának mutatója, W / m²;
- k - együttható, figyelembe véve a lakóhely éghajlatát.
Referenciaként. Ha egy családi ház mérsékelt térségben helyezkedik el, akkor a k együtthatót egyenlőnek kell tekinteni. A déli régiókban k = 0,7, az északi régiókban 1,5–2 értékeket használunk.
A teljes kvadratúra mutató hozzávetőleges kiszámítása q = 100 W / m². Ez a megközelítés nem veszi figyelembe a helyek helyét és a különféle fénynyílások számát. A házon belüli folyosó sokkal kevesebb hőt veszít, mint egy sarokszobás hálószoba, amelynek ablakai azonos területtel rendelkeznek. Javasoljuk, hogy a fajlagos hőjellemző értékét a következőképpen vegye figyelembe:
- egy külső fallal és ablakkal (vagy ajtóval) rendelkező helyiségeknél q = 100 W / m²;
- sarokszobák egy világos nyílással - 120 W / m²;
- ugyanaz két ablakkal - 130 W / m².
A q érték kiválasztása jól látható az alaprajzon. Példánkban a számítás így néz ki:
Q = (15,75 x 130 + 21 x 120 + 5 x 100 + 7 x 100 + 6 x 100 + 15,75 x 130 + 21 x 120) x 1 = 10935 W ≈ 11 kW.
Mint láthatja, a finomított számítások más eredményt adtak - valójában egy ház fűtésekor 100 m²-t költenek még 1 kW hőenergiára. Az ábra figyelembe veszi a házba nyílásokon és falakon áthatoló kültéri levegő melegítésének hőfogyasztását (beszivárgás).
A hőterhelés kiszámítása a helyiségek térfogata alapján
Ha a padló és a mennyezet közötti távolság eléri a legalább 3 m-t, az előző számítási opció nem használható - az eredmény nem megfelelő. Ilyen esetekben a fűtési terhelést a szobamennyiség 1 m³-jére eső hőfogyasztás speciális összesített mutatói szerint kell figyelembe venni.
A képlet és a számítási algoritmus változatlan marad, csak az S területparaméter változik a V kötetre:
Ennek megfelelően a fajlagos fogyasztás egy másik mutatóját vesszük, az egyes helyiségek térfogati kapacitására utalva:
- egy szoba az épület belsejében vagy egy külső fallal és ablakkal - 35 W / m³;
- sarokterem egy ablakkal - 40 W / m³;
- ugyanaz két könnyű nyílással - 45 W / m³.
Jegyzet. A k növekvő és csökkenő regionális együtthatókat változtatás nélkül alkalmazzák a képletben.
Most például meghatározzuk házunk fűtésének terhelését, úgy, hogy a mennyezet magassága 3 m:
Q = (47,25 x 45 + 63 x 40 + 15 x 35 + 21 x 35 + 18 x 35 + 47,25 x 45 + 63 x 40) x 1 = 11182 W ≈ 11,2 kW.
Figyelemre méltó, hogy a fűtési rendszer szükséges hőteljesítménye 200 watt-kal nőtt az előző számításhoz képest. Ha a helyiségek magasságát 2,7–2,8 m-re vesszük, és az energiaköltséget köbméter alapján számoljuk, akkor az adatok nagyjából megegyeznek. Vagyis a módszer nagyon alkalmazható bármilyen magasságú helyiségben a hőveszteség integrált kiszámításához.
Számítási algoritmus az SNiP szerint
Ez a módszer a legpontosabb az összes létező közül. Ha betartja az utasításokat, és helyesen elvégzi a számítást, akkor 100% -ban biztos lehet az eredményben, és nyugodtan választhatja a fűtőberendezést. Az eljárás így néz ki:
- Minden szobában külön mérje meg a külső falak, a padló és a mennyezet kvadraturáját. Határozza meg az ablakok és az első ajtók területét.
- Számítsa ki a hőveszteséget az összes kültéri kerítésen.
- Tudja meg a szellőztető (beszivárgó) levegő melegítéséhez felhasznált hőenergia felhasználását.
- Összegezze az eredményeket, és valós mutatót kapjon a hőterhelésről.
Fontos pont. Egy kétszintes házban a belső mennyezetet nem veszik figyelembe, mivel nem határolják a környezetet.
A hőveszteség kiszámításának lényege viszonylag egyszerű: meg kell tudnia, hogy mennyi energiát veszít az egyes épületszerkezetek, mivel az ablakok, falak és padlók különböző anyagokból készülnek. Amikor meghatározzuk a kvadratúra a külső falak, vonjuk ki a terület a üvegezett nyílások - az utóbbi lehetővé teszi nagyobb hőáramot és ennélfogva úgy tekinthetők, külön-külön.
A helyiségek szélességének mérésekor adjuk hozzá a belső válaszfal vastagságának felét, és ragadjuk meg a külső sarkot, az ábra szerint. A cél az, hogy a külső kerítés teljes kvadraturáját figyelembe vegyék, a teljes felület hőveszteségével.
Meghatározzuk a falak és a tetők hőveszteségét
Az azonos típusú szerkezeten (például egy falon) áthaladó hőáram kiszámításának képlete a következő:
A jelölés dekódolása:
- a hőveszteség mennyisége egy kerítésen keresztül, amelyet Qi, W-nek jelöltünk;
- A - a fal négyzetének megadása ugyanabban a helyiségben, m²;
- tv - kényelmes hőmérséklet a szobában, általában +22 ° C;
- tн - az utcai levegő minimális hőmérséklete, amely az 5 leghidegebb téli napig tart (vegye figyelembe a régió valós értékét);
- R a külső kerítés vastagságának hőátadása, m² ° C / W.
Egy bizonytalan paraméter a fenti listában marad - R. Értéke függ a falszerkezet anyagától és a kerítés vastagságától. A hőátadás kiszámításához az alábbiak szerint járjon el:
- Határozza meg a külső fal alátámasztó részének vastagságát és külön a szigetelő réteget. A képletekben a δ betűt méterben kell figyelembe venni.
- A referencia táblázatokból megtudhatja a szerkezeti anyagok hővezetési együtthatóit λ, és a mértékegység W / (mºС).
- Cserélje le a talált értékeket a képletben egyenként:
- Definiálja az R-t minden falrétegre külön, adja hozzá az eredményeket, majd használja az első képletben.
Ismételje meg a számításokat külön az ablakon, a falakon és a mennyezeten ugyanabban a helyiségben, majd lépjen a következő helyre. A padlón átmenő hőveszteségeket külön vesszük figyelembe, az alábbiak szerint.
Tipp. A különféle anyagok megfelelő hővezetési együtthatóit a normatív dokumentáció tartalmazza. Oroszország esetében ez az SP 50.13330.2012 sz. Szabályzat, Ukrajna esetében - DBN V.2.6–31 ~ 2006. Figyelem! A számítások, értékét használja λ előírt „b” oszlopban a működési feltételek.
Számítási példa egyszintes házunk nappali részére (mennyezet magassága 3 m):
- A külső falak területe az ablakaival együtt: (5,04 + 4,04) x 3 = 27,24 m². Az ablakok négyzete 1,5 x 1,57 x 2 = 4,71 m². Nettó kerítés területe: 27,24 - 4,71 = 22,53 m².
- A szilikát tégla falazatának hővezetőképessége λ 0,87 W / (m º C), hab 25 kg / m³ - 0,044 W / (m º C). A vastagság 0,38, illetve 0,1 m, figyelembe vesszük a hőátadási ellenállást: R = 0,38 / 0,87 + 0,1 / 0,044 = 2,71 m² ° C / W.
- Külső hőmérséklet - mínusz 25 ° С, belül a nappali - plusz 22 ° С. A különbség 25 + 22 = 47 ° C.
- Meghatározzuk a hőveszteséget a nappali falain: Q = 1 / 2,71 x 47 x 22,53 = 391 watt.
Hasonlóképpen figyelembe veszik a hőáramlást az ablakon és a padlón. Az áttetsző szerkezetek hőállóságát általában a gyártó jelzi, a 22 cm vastagságú vasbeton padlók jellemzőit a normatív vagy referencia irodalom tartalmazza:
- A szigetelt padló R = 0,22 / 2,04 + 0,1 / 0,044 = 2,38 m² ° C / W, a tetőn keresztüli hőveszteség 1 / 2,38 x 47 x 5,04 x 4,04 = 402 W.
- Veszteségek az ablakon keresztül: Q = 0,32 x 47 x71 = 70,8 W.
A nappali szoba teljes hővesztesége (a padló nélkül) 391 + 402 + 70,8 = 863,8 watt. Hasonló számításokat végeznek a fennmaradó helyiségekre, az eredményeket összegzik.
Felhívjuk figyelmét: az épület belső folyosója nem érintkezik a külső burkolattal, és csak a tetőn és a padlón veszíti el a hőt. Milyen kerítéseket kell figyelembe venni a számítási módszertanban, lásd a videót.
A padló felosztása zónákra
Annak érdekében, hogy megtudja, mennyire melegszik el a padló a talajban, az épületet a terv szerint 2 m széles zónákra osztják, az ábra szerint. Az első szalag az épület szerkezetének külső felületétől kezdődik.
A számítási algoritmus a következő:
- Vázolja fel a ház tervét, ossza meg 2 m széles szalagokra, a zónák maximális száma 4.
- Számítsa ki a padló azon területét, amely az egyes zónákban külön esik, figyelmen kívül hagyva a belső válaszfalakat. Felhívjuk figyelmét: a sarkokban a négyzetmérést kétszer számolják (árnyékolt a rajzon).
- A számítási képlet segítségével (a kényelem érdekében újra megadjuk) határozza meg az összes terület hőveszteségét, foglalja össze az adatokat.
- Az I. zóna R hőátadási ellenállása 2,1 m² ° C / W, II - 4,3, III - 8,6, a padló többi része - 14,2 m² ° C / W.
Jegyzet. Ha egy fűtött alagsorról beszélünk, akkor az első szalag a fal föld alatti részén helyezkedik el, a talajszinttől kezdve.
Az ásványgyapottal vagy polisztirol habbal szigetelt padlókat azonos módon kell kiszámítani, csak az R rögzített értékeit egészítik ki a szigetelő réteg hőállóságával, amelyet a δ / λ képlet határoz meg.
Számítási példa egy vidéki ház nappali részében:
- Az I. zóna kvadratúrája (5,04 + 4,04) x 2 = 18,16 m², II. Terület - 3,04 x 2 = 6,08 m². A fennmaradó zónák nem lépnek be a nappaliba.
- Az 1. zóna energiafogyasztása 1 / 2,1 x 47 x 18,16 = 406,4 W, a másodiknál - 1 / 4,3 x 47 x 6,08 = 66,5 W.
- A nappali padlóján átáramló hőmennyiség 406,4 + 66,5 = 473 watt.
Most könnyű leütni a kérdéses helyiség összes hőveszteségét: 863,8 + 473 = 1336,8 W, lekerekített - 1,34 kW.
Szellőztető levegő fűtés
A magánházak és apartmanok túlnyomó része természetes szellőzéssel rendelkezik. Az utcai levegő behatol az ablakok és ajtók narthexein, valamint a beszívott levegő nyílásaiba. A bejövő hideg tömeget a fűtési rendszer melegíti, további energiát költve. Hogyan lehet megtudni e veszteségek összegét:
- Mivel a beszivárgás kiszámítása túlságosan bonyolult, a szabályozási dokumentumok lehetővé teszik, hogy óránként 3 m³ levegőt biztosítsanak minden ház négyzetméterére. Az L teljes betáplált levegőellátást egyszerűnek tekintik: a helyiség kvadratúrája szorozva 3-ig.
- L a térfogat, és szükség van a légáram tömegére m. Ezt megtudhatja szorozva az asztalból vett gáz sűrűségével.
- Az m levegő tömegét az iskolai fizika kurzusának képletében helyettesítik, amely lehetővé teszi a felhasznált energia mennyiségének meghatározását.
A szükséges hőmennyiséget egy hosszú szenvedésű, 15,75 m² alapterületű nappali példáján számoljuk ki. A beáramló térfogat L = 15,75 x 3 = 47,25 m³ / h, tömeg - 47,25 x 1,422 = 67,2 kg / h. Feltételezve, hogy a levegő hőkapacitása (C betűvel jelölve) 0,28 W / (kg ºС), az energiafogyasztást megkapjuk: Qvent = 0,28 x 67,2 x 47 = 884 W. Mint láthatja, az ábra meglehetősen lenyűgöző, ezért figyelembe kell venni a légtömeg melegítését.
Az épület hőveszteségének és a szellőzéshez felhasznált hőfogyasztás végső kiszámítását az összes korábban kapott eredmény összegzésével kell meghatározni. Különösen a nappali melegítésének terhelése eredményez 0,88 + 1,34 = 2,22 kW értéket. Hasonlóképpen kiszámítják a ház minden szobáját, az energiaköltségek végén egy számjegyet adnak meg.
Végső megállapodás
Ha az agy még nem kezd forrni a formu képletek bősége miatt, akkor mindenképpen érdekes az eredményt látni az egyszintes házban. Az előző példákban elvégeztük a fő munkát, csak akkor kell átmennünk más helyiségeken, hogy megtudjuk az épület teljes külső héjának hőveszteségét. Talált nyers adatok:
- falak hőállósága - 2,71, ablakok - 0,32, padlók - 2,38 m² ° С / W;
- mennyezeti magasság - 3 m;
- Az extrudált polisztirolhabbal szigetelt bejárati ajtó R értéke 0,65 m² ° C / W;
- belső hőmérséklet - 22, külső - mínusz 25 ° С.
A számítások egyszerűsítése érdekében javasolunk egy táblázat létrehozását az Exelben, majd beillesztjük a közbenső és a végeredményeket.
A számítások végén és a táblázat kitöltésekor a helyiség hőenergia-fogyasztásának alábbi értékeit kaptuk:
- nappali - 2,22 kW;
- konyha - 2,536 kW;
- előszoba - 745 W;
- folyosó - 586 W;
- fürdőszoba - 676 W;
- hálószoba - 2,22 kW;
- gyermekek számára - 2,536 kW.
A 100 m²-es magánház fűtési rendszerének teljes terhelése 11,518 W volt, kerekítve - 11,6 kW.Figyelemre méltó, hogy az eredmény szó szerint 5% -kal különbözik a hozzávetőleges számítási módszerektől.
A számítások eredményeinek felhasználása
Az épület hőigényének ismeretében a háztulajdonos:
- világosan válassza ki a ház fűtéséhez szükséges hőenergia-berendezések teljesítményét;
- tárcsázza a radiátorok kívánt szakaszának számát;
- meghatározza a hőszigetelés szükséges vastagságát és elvégzi az épület hőszigetelését;
- megtudja a hűtőfolyadék áramlási sebességét a rendszer bármely részén, és ha szükséges, végezze el a csővezetékek hidraulikus számítását;
- Tudja meg az átlagos napi és havi hőfogyasztást.
Az utolsó bekezdés különösen érdekes. Megtaláltuk a hőterhelés értékét 1 órán belül, de hosszabb ideig újra kiszámolható és kiszámolható a becsült üzemanyag-fogyasztás - gáz, tűzifa vagy pellet.