Privātmājas apkures sistēmas aprēķins: noteikumi un aprēķinu piemēri
Privātmājas apkure ir nepieciešams ērta mājokļa elements. Piekrītiet, ka apkures kompleksa sakārtošanai jāpieiet uzmanīgi, jo... kļūdas maksās dārgi.Bet vai jūs nekad neesat veicis šādus aprēķinus un nezināt, kā tos pareizi veikt?
Mēs jums palīdzēsim - mūsu rakstā mēs detalizēti aplūkosim, kā aprēķināt privātmājas apkures sistēmu, lai efektīvi papildinātu siltuma zudumus ziemas mēnešos.
Sniegsim konkrētus piemērus, papildinot rakstu ar vizuālām fotogrāfijām un noderīgiem video padomiem, kā arī attiecīgām tabulām ar aprēķiniem nepieciešamajiem rādītājiem un koeficientiem.
Raksta saturs:
Privātmājas siltuma zudumi
Ēka zaudē siltumu gaisa temperatūru starpības dēļ mājā un ārpus tās. Jo lielāka ir ēkas norobežojošo konstrukciju platība (logi, jumts, sienas, pamats), jo lielāki siltuma zudumi.
Arī siltumenerģijas zudumi kas saistīti ar norobežojošo konstrukciju materiāliem un to izmēriem. Piemēram, siltuma zudumi no plānām sienām ir lielāki nekā no biezām sienām.
Efektīvs apkures aprēķins privātmājai jāņem vērā norobežojošo konstrukciju būvniecībā izmantotie materiāli.
Piemēram, ar vienādu koka un ķieģeļu sienu biezumu tie vada siltumu ar dažādu intensitāti - siltuma zudumi caur koka konstrukcijām ir lēnāki. Daži materiāli labāk pārvada siltumu (metāls, ķieģelis, betons), citi sliktāk (koks, minerālvate, putupolistirols).
Atmosfēra dzīvojamās ēkas iekšienē ir netieši saistīta ar ārējo gaisa vidi. Sienas, logu un durvju ailes, jumts un pamati ziemā pārnes siltumu no mājas uz āru, pretī piegādājot aukstumu. Tie veido 70-90% no kopējiem kotedžas siltuma zudumiem.
Pastāvīga siltumenerģijas noplūde apkures sezonā notiek arī caur ventilāciju un kanalizāciju.
Aprēķinot individuālo mājokļu būvniecības siltuma zudumus, šie dati parasti netiek ņemti vērā. Bet siltuma zudumu iekļaušana caur kanalizācijas un ventilācijas sistēmām mājas kopējā siltuma aprēķinā joprojām ir pareizs lēmums.
Nav iespējams aprēķināt lauku mājas autonomo apkures loku, nenovērtējot tās norobežojošo konstrukciju siltuma zudumus. Precīzāk, tas nedarbosies noteikt apkures katla jaudu, kas ir pietiekams, lai apsildītu kotedžu vissmagākajā salnā.
Faktiskā siltumenerģijas patēriņa caur sienām analīze ļaus salīdzināt katlu iekārtu un kurināmā izmaksas ar norobežojošo konstrukciju siltumizolācijas izmaksām.
Galu galā, jo energoefektīvāka ir māja, t.i. Jo mazāk siltumenerģijas tas zaudē ziemas mēnešos, jo zemākas ir degvielas iegādes izmaksas.
Lai pareizi aprēķinātu apkures sistēmu, jums būs nepieciešams siltumvadītspējas koeficients izplatīti būvmateriāli.
Siltuma zudumu caur sienām aprēķins
Izmantojot parastās divstāvu kotedžas piemēru, mēs aprēķināsim siltuma zudumus caur tās sienu konstrukcijām.
Sākotnējie dati:
- kvadrātveida “kaste” ar 12 m platām un 7 m augstām fasādes sienām;
- Sienās ir 16 atveres, katra platība 2,5 m2;
- fasādes sienu materiāls – masīvs keramikas ķieģelis;
- sienu biezums – 2 ķieģeļi.
Tālāk mēs aprēķināsim rādītāju grupu, kas veido kopējo siltuma zudumu vērtību caur sienām.
Siltuma pārneses pretestības indekss
Lai uzzinātu fasādes sienas siltuma pārneses pretestības indeksu, sienas materiāla biezums jāsadala ar tā siltumvadītspējas koeficientu.
Vairākiem konstrukcijas materiāliem dati par siltumvadītspējas koeficientu ir parādīti attēlos augšpusē un zemāk.
Mūsu nosacītā siena ir būvēta no keramikas masīvķieģeļiem, kuru siltumvadītspējas koeficients ir 0,56 W/mOC. Tā biezums, ņemot vērā mūrējumu centrālajā stāvā, ir 0,51 m Izdalot sienas biezumu ar ķieģeļa siltumvadītspējas koeficientu, iegūstam sienas siltuma pārneses pretestību:
0,51 : 0,56 = 0,91 W/m2×oAR
Dalīšanas rezultātu noapaļojam līdz divām zīmēm aiz komata, precīzāki dati par siltuma pārneses pretestību nav nepieciešami.
Ārējās sienas laukums
Tā kā piemērs ir kvadrātveida ēka, tās sienu laukumu nosaka, reizinot platumu ar vienas sienas augstumu, pēc tam ar ārējo sienu skaitu:
12 7 4 = 336 m2
Tātad, mēs zinām fasādes sienu laukumu. Bet kā ir ar logu un durvju ailēm, kas kopā aizņem 40 m2 (2,5 16 = 40 m2) fasādes siena, vai tās ir jāņem vērā?
Patiešām, kā pareizi aprēķināt autonoma apkure koka mājā neņemot vērā logu un durvju konstrukciju siltuma pārneses pretestību.
Ja nepieciešams aprēķināt lielas ēkas vai siltas mājas siltuma zudumus (energoefektīvas) - jā, rēķinot logu rāmju un ieejas durvju siltuma pārneses koeficientus, būs pareizi.
Taču mazstāvu individuālo dzīvojamo māju celtniecībā, kas celtas no tradicionāliem materiāliem, durvju un logu ailes var atstāt novārtā. Tie. neatņemiet to laukumu no fasādes sienu kopējās platības.
Vispārēji siltuma zudumi no sienām
Noskaidrojam sienas siltuma zudumus uz kvadrātmetru, kad gaisa temperatūra mājā un ārpus tās atšķiras par vienu grādu.
Lai to izdarītu, sadaliet ierīci ar sienas siltuma pārneses pretestību, kas aprēķināta iepriekš:
1: 0,91 = 1,09 W/m2·OAR
Zinot siltuma zudumus uz ārsienu perimetra kvadrātmetru, ir iespējams noteikt siltuma zudumus pie noteiktām āra temperatūrām.
Piemēram, ja temperatūra mājiņā ir +20 OC, un ārā ir -17 OC, temperatūras starpība būs 20+17=37 OC. Šādā situācijā kopējie siltuma zudumi no mūsu nosacītās mājas sienām būs:
0,91 336 37 = 11313 W,
Kur: 0,91 - siltuma pārneses pretestība uz sienas kvadrātmetru; 336 - fasādes sienu laukums; 37 - temperatūras atšķirība starp telpas un ielas atmosfēru.
Pārrēķināsim iegūto siltuma zudumu vērtību kilovatstundās, tās ir ērtākas apkures sistēmas jaudas uztverei un turpmākajiem aprēķiniem.
Siltuma zudumi no sienām kilovatstundās
Vispirms noskaidrosim, cik daudz siltumenerģijas vienā stundā izies cauri sienām ar temperatūras starpību 37 OAR.
Atgādinām, ka aprēķins tiek veikts mājai ar konstrukcijas raksturlielumiem, kas nosacīti izvēlēti demonstrācijas aprēķiniem:
11313 · 1 : 1000 = 11,313 kWh,
Kur: 11313 ir iepriekš iegūtais siltuma zudumu apjoms; 1 stunda; 1000 ir vatu skaits kilovatā.
Lai aprēķinātu siltuma zudumus dienā, reiziniet iegūtos siltuma zudumus stundā ar 24 stundām:
11,313 24 = 271,512 kWh
Skaidrības labad noskaidrosim siltumenerģijas zudumus pilnai apkures sezonai:
7 30 271,512 = 57017,52 kWh,
Kur: 7 ir mēnešu skaits apkures sezonā; 30 - dienu skaits mēnesī; 271.512 - sienu ikdienas siltuma zudumi.
Tātad paredzamie siltuma zudumi mājai ar augstāk izvēlēto norobežojošo konstrukciju īpašībām septiņos apkures sezonas mēnešos būs 57 017,52 kWh.
Ņemot vērā ventilācijas ietekmi privātmājā
Piemēram, mēs aprēķināsim ventilācijas siltuma zudumus apkures sezonas laikā parastai kvadrātveida kotedžai, kuras siena ir 12 metrus plata un 7 metrus augsta.
Neņemot vērā mēbeles un iekšējās sienas, iekšējais atmosfēras tilpums šajā ēkā būs:
12 12 7 = 1008 m3
Gaisa temperatūrā +20 OC (norma apkures sezonā), tā blīvums ir 1,2047 kg/m3, un īpatnējā siltumietilpība ir 1,005 kJ/(kg·OAR).
Aprēķināsim atmosfēras masu mājā:
1008 · 1,2047 = 1214,34 kg,
Kur: 1008 ir mājas atmosfēras tilpums; 1.2047 - gaisa blīvums pie t +20 OAR .
Pieņemsim pieckārtīgas gaisa apjoma izmaiņas mājas telpās. Ņemiet vērā, ka precīzi piegādes apjoma prasība svaigs gaiss ir atkarīgs no vasarnīcas iedzīvotāju skaita.
Ar vidējo temperatūras starpību starp māju un ielu apkures sezonā, kas vienāda ar 27 OC (20 ONo mājām, -7 ONo ārējās atmosfēras) aukstā pieplūdes gaisa sildīšanai dienā ir nepieciešama šāda siltumenerģija:
5 27 1214,34 1,005 = 164755,58 kJ,
Kur: 5 ir iekštelpu gaisa maiņu skaits; 27 - temperatūras atšķirība starp telpas un ielas atmosfēru; 1214,34 - gaisa blīvums pie t +20 OAR; 1,005 ir gaisa īpatnējā siltumietilpība.
Pārvērsim kilodžoulus kilovatstundās, dalot vērtību ar kilodžoulu skaitu vienā kilovatstundā (3600):
164755,58 : 3600 = 45,76 kWh
Noskaidrojot siltumenerģijas izmaksas mājas gaisa sildīšanai, to piecas reizes nomainot ar piespiedu ventilāciju, varam aprēķināt “gaisa” siltuma zudumus septiņu mēnešu apkures sezonai:
7 30 45,76 = 9609,6 kWh,
Kur: 7 ir “apsildāmo” mēnešu skaits; 30 ir vidējais dienu skaits mēnesī; 45,76 - ikdienas siltumenerģijas patēriņš pieplūdes gaisa sildīšanai.
Ventilācijas (infiltrācijas) enerģijas patēriņš ir neizbēgams, jo gaisa atjaunināšana kotedžas telpās ir ļoti svarīga.
Mainīgās gaisa atmosfēras apkures vajadzības mājā ir jāaprēķina, jāsaskaita ar siltuma zudumiem caur ēkas norobežojošo konstrukciju un jāņem vērā, izvēloties apkures katlu. Ir vēl viens siltumenerģijas patēriņa veids, pēdējais ir kanalizācijas siltuma zudumi.
Enerģijas patēriņš karstā ūdens sagatavošanai
Ja siltajos mēnešos vasarnīcā no krāna nāk auksts ūdens, tad apkures sezonā tas ir ledains, ar temperatūru ne augstāku par +5 OC. Peldēšanās, trauku mazgāšana un veļas mazgāšana nav iespējama bez ūdens uzsildīšanas.
Tualetes tvertnē savāktais ūdens caur sienām saskaras ar mājas atmosfēru, atņemot daļu siltuma. Kas notiek ar ūdeni, kas tiek uzkarsēts, dedzinot nebrīvo degvielu, un iztērēts sadzīves vajadzībām? To ielej kanalizācijā.
Apskatīsim piemēru. Teiksim, trīs cilvēku ģimene izmanto 17 m3 ūdens katru mēnesi. 1000 kg/m3 ir ūdens blīvums, un 4,183 kJ/kgOC ir tā īpatnējā siltuma jauda.
Lai sadzīves vajadzībām paredzētā ūdens vidējā apkures temperatūra būtu +40 OC. Attiecīgi vidējās temperatūras starpība starp mājā ienākošo auksto ūdeni (+5 OC) un silda katlā (+30 OC) izrādās 25 OAR.
Lai aprēķinātu kanalizācijas siltuma zudumus, mēs ņemam vērā:
17 1000 25 4,183 = 1777775 kJ,
Kur: 17 ir mēneša ūdens patēriņa apjoms; 1000 ir ūdens blīvums; 25 - temperatūras starpība starp aukstu un apsildāmu ūdeni; 4,183 - ūdens īpatnējā siltumietilpība;
Lai pārvērstu kilodžoulus saprotamākajos kilovatstundās:
1777775 : 3600 = 493,82 kWh
Tādējādi apkures sezonas septiņu mēnešu laikā kanalizācijā siltumenerģija nonāk apjomā:
493,82 7 = 3456,74 kWh
Siltumenerģijas patēriņš ūdens sildīšanai higiēnas vajadzībām ir neliels, salīdzinot ar siltuma zudumiem caur sienām un ventilāciju. Bet tās ir arī enerģijas izmaksas, kas noslogo apkures katlu vai katlu un rada degvielas patēriņu.
Apkures katla jaudas aprēķins
Katls kā daļa no apkures sistēmas ir paredzēts, lai kompensētu ēkas siltuma zudumus. Un arī gadījumā divu ķēžu sistēma vai aprīkojot katlu ar netiešo apkures katlu, lai sasildītu ūdeni higiēnas vajadzībām.
Aprēķinot ikdienas siltuma zudumus un siltā ūdens patēriņu “uz kanalizāciju”, var precīzi noteikt konkrētas platības kotedžai nepieciešamo katla jaudu un norobežojošo konstrukciju īpašības.
Lai noteiktu apkures katla jaudu, ir jāaprēķina mājas siltumenerģijas izmaksas caur fasādes sienām un iekštelpu mainīgās gaisa atmosfēras sildīšanai.
Nepieciešami dati par siltuma zudumiem kilovatstundās dienā - parastās mājas gadījumā, kas aprēķināts kā piemērs, tas ir:
271,512 + 45,76 = 317,272 kWh,
Kur: 271.512 - ikdienas siltuma zudumi no ārsienām; 45,76 - ikdienas siltuma zudumi pieplūdes gaisa sildīšanai.
Attiecīgi katla vajadzīgā sildīšanas jauda būs:
317,272: 24 (stundas) = 13,22 kW
Tomēr šādam katlam būs pastāvīgi liela slodze, samazinot tā kalpošanas laiku. Un īpaši salnās dienās ar katla projektēto jaudu nepietiks, jo ar lielu temperatūras starpību starp telpas un ielas atmosfēru strauji palielināsies ēkas siltuma zudumi.
Tāpēc izvēlēties katlu pēc vidējā siltumenerģijas izmaksu aprēķina, tas nav tā vērts - tas var netikt galā ar stiprām salnām.
Būtu racionāli palielināt katlu iekārtu nepieciešamo jaudu par 20%:
13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 kW
Lai aprēķinātu katla otrās ķēdes nepieciešamo jaudu, kas silda ūdeni trauku mazgāšanai, vannai utt., “kanalizācijas” siltuma zudumu ikmēneša siltuma patēriņš jāsadala ar dienu skaitu mēnesī un ar 24 stundām. :
493,82:30:24 = 0,68 kW
Balstoties uz aprēķiniem, optimālā katla jauda piemēra kotedžai ir 15,86 kW apkures lokam un 0,68 kW apkures lokam.
Apkures radiatoru izvēle
Tradicionāli apkures radiatora jauda Katram gadījumam ieteicams izvēlēties atbilstoši apsildāmās telpas platībai un par 15-20% pārvērtējot enerģijas vajadzības.
Izmantojot piemēru, apskatīsim, cik pareiza radiatora izvēles metodika ir “10 m2 platība - 1,2 kW”.
Sākotnējie dati: stūra istaba divstāvu individuālās dzīvojamās apbūves ēkas pirmajā līmenī; ārsiena no divrindu keramikas ķieģeļiem; telpas platums 3 m, garums 4 m, griestu augstums 3 m.
Izmantojot vienkāršotu atlases shēmu, tiek piedāvāts aprēķināt telpas platību, mēs uzskatām:
3 (platums) 4 (garums) = 12 m2
Tie. nepieciešamā apkures radiatora jauda ar 20% pieaugumu ir 14,4 kW. Tagad aprēķināsim apkures radiatora jaudas parametrus, pamatojoties uz telpas siltuma zudumiem.
Faktiski telpas platība siltumenerģijas zudumu ietekmē mazāk nekā tās sienu platība, kas vērsta uz vienu pusi ārpus ēkas (fasādes).
Tāpēc mēs precīzi aprēķināsim telpā esošo “ielas” sienu laukumu:
3 (platums) 3 (augstums) + 4 (garums) 3 (augstums) = 21 m2
Zinot to sienu laukumu, kas nodod siltumu “uz ielu”, mēs aprēķināsim siltuma zudumus, ja telpas un ielas temperatūra atšķiras par 30O (mājā +18 OC, ārā -12 OC) un nekavējoties kilovatstundās:
0,91 21 30: 1000 = 0,57 kW,
Kur: 0,91 - telpas sienu siltuma pārneses pretestība m2, kas vērsta uz “ārpusi”; 21 - “ielas” sienu laukums; 30 - temperatūras starpība mājā un ārpus tās; 1000 ir vatu skaits kilovatā.
Izrādās, ka, lai kompensētu siltuma zudumus caur šīs konstrukcijas fasādes sienām, plkst.30O Temperatūras atšķirības dēļ mājā un ārā pietiek ar apkuri ar jaudu 0,57 kWh. Palielināsim nepieciešamo jaudu par 20, pat 30% - iegūstam 0,74 kWh.
Tādējādi reālās apkures jaudas prasības var būt ievērojami zemākas nekā tirdzniecības shēma “1,2 kW uz telpas platības kvadrātmetru”.
Turklāt, pareizi aprēķinot apkures radiatoru nepieciešamo jaudu, samazināsies tilpums dzesēšanas šķidrums apkures sistēmā, kas samazinās katla slodzi un degvielas izmaksas.
Secinājumi un noderīgs video par tēmu
Kur no mājas aiziet siltums - atbildes sniedz vizuāls video:
Videoklipā apskatīta kārtība, kā aprēķināt mājas siltuma zudumus caur ēkas norobežojošo konstrukciju. Zinot siltuma zudumus, varat precīzi aprēķināt apkures sistēmas jaudu:
Detalizētu videoklipu par apkures katla jaudas raksturlielumu izvēles principiem skatiet tālāk:
Siltumenerģijas ražošana ar katru gadu kļūst dārgāka – pieaug degvielas cenas. Un siltuma vienmēr ir par maz. Nav iespējams būt vienaldzīgam pret kotedžas enerģijas patēriņu - tas ir pilnīgi neizdevīgi.
No vienas puses, katra jaunā apkures sezona mājas īpašniekam izmaksā arvien vairāk. Savukārt lauku mājas sienu, pamatu un jumta siltināšana maksā labu naudu. Tomēr, jo mazāk siltuma iziet no ēkas, jo lētāk to būs sildīt.
Siltuma saglabāšana mājas telpās ir apkures sistēmas galvenais uzdevums ziemas mēnešos.Apkures katla jaudas izvēle ir atkarīga no mājas stāvokļa un tās norobežojošo konstrukciju izolācijas kvalitātes. Kotedžā vidējā fasāžu, jumta un pamatu stāvoklī darbojas princips “kilovati uz 10 kvadrātmetriem platības”.
Vai esat pats aprēķinājis apkures sistēmu savai mājai? Vai arī pamanījāt neatbilstību rakstā sniegtajos aprēķinos? Dalieties savā praktiskajā pieredzē vai teorētisko zināšanu apjomā, atstājot komentāru blokā zem šī raksta.
Labi, ka tagad ir iespējams pareizi aprēķināt privātmājas apkures sistēmu. Izvairoties no kļūdām plānošanas stadijā, mēs ietaupām daudz naudas, laika un nervu, vienlaikus iegūstot komfortablus dzīves apstākļus. Iepriekš viss tika darīts pēc acs, pēc iegribas, un bieži vien vēlāk nācās pabeigt vai pilnībā pārtaisīt. Tas ir lieliski, ka zinātne tiek pielietota.
Ja vēlaties siltu un mājīgu māju, jums ir jāaprēķina apkures sistēma. Par laimi, tagad internetā ir daudz tiešsaistes kalkulatoru, kas vienkāršo uzdevumu.