| ! | Zahtjev, u komentarima pisati komentare, dodatke. | ! |
Kuća gubi toplinu kroz zatvorene konstrukcije (zidovi, prozori, krov, temelj), ventilaciju i odvodnju. Glavni gubici topline prolaze kroz zatvorene konstrukcije - 60–90% svih gubitaka topline.
Izračun gubitka topline kod kuće potreban je barem za odabir pravog kotla. Također možete procijeniti koliko će novca biti potrošeno na grijanje u planiranoj kući. Evo primjera izračuna za plinski kotao i električni. Također je moguće, zahvaljujući izračunima, analizirati financijsku učinkovitost izolacije, t.j. kako bismo razumjeli hoće li se troškovi ugradnje izolacije isplatiti potrošnjom goriva tijekom vijeka trajanja izolacije.
Gubitak topline kroz zatvorene konstrukcije
Dat ću primjer izračuna za vanjske zidove dvokatnice.
| 1) Izračunavamo otpor prijenosu topline zida, dijeleći debljinu materijala s koeficijentom toplinske vodljivosti. Primjerice, ako je zid izgrađen od tople keramike debljine 0,5 m s koeficijentom toplinske vodljivosti 0,16 W / (m × ° C), tada 0,5 dijelimo s 0,16: 0,5 m / 0,16 W / (m × ° C) = 3,125 m2 × ° C / W Koeficijenti toplinske vodljivosti građevinskih materijala mogu se naći ovdje. |
| 2) Izračunavamo ukupnu površinu vanjskih zidova. Evo pojednostavljenog primjera kvadratne kuće: (10 m širine x 7 m visine x 4 stranice) - (16 prozora x 2,5 m2) = 280 m2 - 40 m2 = 240 m2 |
| 3) Jedinicu dijelimo na otpor prijenosu topline, čime se postiže gubitak topline s jednog četvornog metra zida za jedan stupanj temperaturne razlike. 1 / 3,125 m2 × ° C / W = 0,32 W / m2 × ° C |
| 4) Izračunavamo gubitak topline zidova. Gubitak topline s jednog četvornog metra zida množimo s površinom zidova i razlikom u temperaturi unutar kuće i izvana. Primjerice, ako je unutrašnjost + 25 ° C, a vanjska strana –15 ° C, tada je razlika 40 ° C. 0,32 W / m2 × ° C × 240 m2 × 40 ° C = 3072 W Ovaj broj je gubitak topline zidova. Gubitak topline mjeri se u vatima, tj. ovo je snaga gubitka topline. |
| 5) U kilovat-satima prikladnije je razumjeti značenje gubitka topline. Za 1 sat toplinska energija prolazi kroz naše zidove pri temperaturnoj razlici od 40 ° C: 3072 W × 1 h = 3,072 kW × h Energija se troši za 24 sata: 3072 W × 24 h = 73,728 kW × h |
Jasno je da je tijekom razdoblja grijanja vrijeme drugačije, t.j. temperaturna razlika se stalno mijenja. Stoga, da biste izračunali gubitak topline za cijelo razdoblje grijanja, u 4. koraku morate pomnožiti s prosječnom razlikom temperature za sve dane razdoblja grijanja.
Primjerice, tijekom 7 mjeseci grijanja prosječna temperaturna razlika u sobi i izvana bila je 28 stupnjeva, što znači gubitak topline kroz zidove tijekom ovih 7 mjeseci u kilovat-satima:
0,32 W / m2 × ° C × 240 m2 × 28 ° C × 7 mjeseci × 30 dana × 24 h = 10838016 W × v = 10838 kW × h
Broj je prilično "opipljiv". Na primjer, ako je grijanje bilo električno, tada možete izračunati koliko novca bi se potrošilo na grijanje tako da se dobiveni broj pomnoži s cijenom kWh. Možete izračunati koliko je novca potrošeno na grijanje na plin izračunavanjem troškova kWh energije iz plinskog kotla. Da biste to učinili, morate znati cijenu plina, toplinu izgaranja plina i učinkovitost kotla.
Inače, u posljednjem izračunu, umjesto prosječne temperaturne razlike, broja mjeseci i dana (ali ne sati, ostavljamo sat), bilo je moguće koristiti stupanj-dan razdoblja grijanja - GSOP, neki informacije o GSOP-u su ovdje. Možete pronaći već izračunati GSOP za različite gradove Rusije i pomnožiti gubitak topline s jednog četvornog metra s površinom zida, s tim GSOP i sa 24 sata, dobivši gubitak topline u kW * h.
Slično zidovima, morate izračunati vrijednosti gubitaka topline za prozore, ulazna vrata, krov, temelj. Zatim zbrojite sve i dobit ćete vrijednost gubitka topline kroz sve zatvorene strukture.Usput, za prozore neće biti potrebno saznati debljinu i toplinsku vodljivost, obično već postoji gotov otpor prijenosu topline staklene jedinice koji je izračunao proizvođač. Za pod (u slučaju temelja ploče), temperaturna razlika neće biti prevelika, tlo ispod kuće nije toliko hladno kao vanjski zrak.
O složenom - proračun prema određenim karakteristikama
Izračun gubitka topline lako se može pretvoriti u pravu glavobolju. U praksi se pokazatelji mogu izračunati na temelju specifičnih karakteristika zgrade. Najvažnije je zapamtiti da se izračun ne temelji na površini, već na volumenu zgrade. Također je potrebno uzeti u obzir njegovu namjenu i spratnost. Toplina se iz kuće uklanja kroz omot zgrade.
"Vrata" kroz koja topli zrak odlazi iz zgrade su prozori, vrata, zidovi, podovi i krovovi. Uz to, djelotvorne temperature - razlika između temperature zraka unutar i izvan kuće - utječu. Ne možete popustiti na klimatske uvjete područja. Veliki dio topline emitira se kroz ventilacijski sustav. Paradoks je u tome što prilikom izvođenja proračuna mnogi početnici graditelji kuća zaboravljaju uzeti u obzir ovaj parametar i dobiti brojeve koji su daleko od objektivnosti.
Gubitak topline kroz ventilaciju
Približna količina dostupnog zraka u kući (ne uzimam u obzir količinu unutarnjih zidova i namještaja):
10 m h 10 m h 7 m = 700 m3
Gustoća zraka na temperaturi od + 20 ° C 1.2047 kg / m3. Specifični toplinski kapacitet zraka 1.005 kJ / (kg × ° C). Zračna masa u kući:
700 m3 × 1,2047 kg / m3 = 843,29 kg
Recimo da se sav zrak u kući mijenja 5 puta dnevno (ovo je približni broj). S prosječnom razlikom između unutarnje i vanjske temperature od 28 ° C za cijelo razdoblje grijanja, toplinska energija trošit će se u prosjeku dnevno za zagrijavanje dolaznog hladnog zraka:
5 × 28 ° C × 843,29 kg × 1,005 kJ / (kg × ° C) = 118,650.903 kJ
118.650,903 kJ = 32,96 kWh (1 kWh = 3600 kJ)
Oni. tijekom sezone grijanja, uz petostruku zamjenu zraka, kuća će ventilacijom izgubiti u prosjeku 32,96 kWh toplinske energije dnevno. Za 7 mjeseci grijanja gubici energije bit će:
7 x 30 x 32,96 kWh = 6921,6 kWh
Koji je najbolji način za smanjenje gubitka topline u vašem domu?
U pravilu se nakon profesionalnog termičkog snimanja i obrade rezultata izrađuje izvještaj koji detaljno opisuje utvrđene nedostatke i daje preporuke čija provedba osigurava maksimalno smanjenje gubitaka topline ili njihovo potpuno uklanjanje.
Praktično iskustvo to pokazuje moguće je postići smanjenje gubitaka topline ako se poduzmu sljedeće mjere:
- Izolirajte temelj, zidove i krov. Stvaranje dodatne toplinske izolacijske barijere učinkovit je način za poboljšanje temperaturnog režima u sobama.
- Instalirajte moderne dvokomorne prozore s dvostrukim ostakljenjem ili zamijenite brtve i okove u stare prozore.
- Uredite sustav "toplog poda" koji osigurava učinkovito zagrijavanje iskorištenog prostora u sobi.
- Postavite zaslon s folijom iza radijatora koji će reflektirati i usmjeravati toplinu u sobu.
- Zatvorite praznine i pukotine na zidovima brtvilom na bazi poliuretana.
Ako nije moguće izvesti potpunu izolaciju, tada vrijedi koristiti jednostavne metode s minimalnim troškovima usmjerenim na brtvljenje šavova i pukotina, kao i držanje prozora i vrata čvrsto zatvorenim, prozračivanjem ne jednom u roku od sat vremena, već nekoliko puta tijekom 10 sati. -15 minuta ...
Gubitak topline kroz kanalizaciju
Tijekom sezone grijanja voda koja ulazi u kuću prilično je hladna, na primjer, ima prosječnu temperaturu od + 7 ° C. Zagrijavanje vode potrebno je kada stanovnici peru posuđe i kupaju se. Također, voda iz ambijentalnog zraka u vodokotliću djelomično se zagrijava. Sva toplina koju voda prima ispire se u odvod.
Recimo da obitelj u kući troši 15 m3 vode mjesečno.Specifični toplinski kapacitet vode je 4,183 kJ / (kg × ° C). Gustoća vode je 1000 kg / m3. Recimo da se u prosjeku voda koja ulazi u kuću zagrije na + 30 ° C, tj. temperaturna razlika 23 ° C.
Sukladno tome, mjesečno će gubici topline kroz kanalizaciju biti:
1000 kg / m3 × 15 m3 × 23 ° C × 4,183 kJ / (kg × ° C) = 1443135 kJ
1443135 kJ = 400,87 kWh
Za 7 mjeseci grijanja stanovnici u kanalizaciju ulijevaju:
7 × 400,87 kWh = 2806,09 kWh
Izbor radijatora za grijanje
Tradicionalno se preporučuje odabir snage radijatora za grijanje prema površini grijane prostorije i uz precijenjenu potrebu za snagom za 15-20%, za svaki slučaj.
Na primjeru, razmotrimo koliko je ispravna metoda odabira radijatora "površina 10 m2 - 1,2 kW".
Toplinska snaga radijatora ovisi o načinu njihovog povezivanja, što se mora uzeti u obzir pri proračunu sustava grijanja
Početni podaci: ugaona soba na prvom nivou dvokatnice IZHS; vanjski zid izrađen je od dvorednih keramičkih opeka; širina sobe 3 m, duljina 4 m, visina stropa 3 m.
Prema pojednostavljenoj shemi odabira, predlaže se izračunavanje površine sobe, smatramo:
3 (širina) 4 (dužina) = 12 m2
Oni. potrebna snaga radijatora grijanja s dodatkom od 20% iznosi 14,4 kW. A sada izračunajmo parametre snage radijatora grijanja na temelju gubitka topline prostorije.
Zapravo, područje prostorije utječe na gubitak toplinske energije manje od površine njezinih zidova, jedna strana okrenuta prema vanjskoj strani zgrade (fasada).
Stoga ćemo uzeti u obzir područje zidova "ulice" u sobi:
3 (širina) 3 (visina) + 4 (dužina) 3 (visina) = 21 m2
Poznavajući površinu zidova koji prenose toplinu "na ulicu", izračunat ćemo gubitak topline na razlici između sobne i vanjske temperature od 30 ° (u kući +18 ° C, vani -12 ° C), i odmah u kilovat-satima:
0,91 21 30: 1000 = 0,57 kW,
Gdje je: 0,91 - otpor prijenosa topline m2 zidova sobe okrenute prema ulici; 21 - područje "uličnih" zidova; 30 - temperaturna razlika unutar i izvan kuće; 1000 je broj vata u kilovatima.
Prema građevinskim standardima, uređaji za grijanje nalaze se na mjestima najvećih gubitaka topline. Na primjer, radijatori su instalirani ispod prozorskih otvora, toplinskih pištolja - iznad ulaza u kuću. U kutnim sobama baterije se ugrađuju na prazne zidove koji su izloženi maksimalnom utjecaju vjetra.
Ispada da je za nadoknađivanje gubitaka topline kroz fasadne zidove ovog dizajna, pri temperaturnoj razlici od 30 ° u kući i na ulici, dovoljno grijanje kapaciteta 0,57 kWh. Povećajmo potrebnu snagu za 20, čak i za 30% - dobivamo 0,74 kWh.
Stoga stvarni zahtjevi za snagom grijanja mogu biti znatno niži od sheme trgovanja od 1,2 kW po četvornom metru.
Štoviše, točan izračun potrebnih kapaciteta radijatora grijanja smanjit će volumen rashladne tekućine u sustavu grijanja, što će smanjiti opterećenje kotla i troškove goriva.
Mjerenje topline za grijanje zraka
Pri izračunavanju toplinskih gubitaka zgrade važno je uzeti u obzir količinu toplinske energije koju sustav grijanja troši za zagrijavanje ventilacijskog zraka. Udio ove energije doseže 30% ukupnih gubitaka, pa je neprihvatljivo zanemariti je. Gubitak topline u ventilaciji kod kuće možete izračunati putem toplinskog kapaciteta zraka pomoću popularne formule iz tečaja fizike:
Qair = cm (tv - tn). U tome:
- Qair - toplina koju sustav grijanja troši za zagrijavanje dovodnog zraka, W;
- tv i tn - isto kao u prvoj formuli, ° S;
- m je maseni protok zraka koji u kuću ulazi izvana, kg;
- c je toplinski kapacitet smjese zraka jednak 0,28 W / (kg ° C).
Ovdje su poznate sve vrijednosti, osim masenog protoka zraka za prozračivanje prostorija. Da ne biste zakomplicirali svoj zadatak, složite se s uvjetom da se zračni okoliš obnavlja u cijeloj kući jednom na sat.Tada se volumetrijski protok zraka može lako izračunati dodavanjem volumena svih prostorija, a zatim ga trebate pretvoriti u masu kroz gustoću. Budući da se gustoća smjese zraka mijenja ovisno o njezinoj temperaturi, iz tablice morate uzeti prikladnu vrijednost:
| Temperatura smjese zraka, ºS | — 25 | — 20 | — 15 | — 10 | — 5 | 0 | + 5 | + 10 |
| Gustoća, kg / m3 | 1,422 | 1,394 | 1,367 | 1,341 | 1,316 | 1,290 | 1,269 | 1,247 |
Primjer. Potrebno je izračunati ventilacijski gubitak topline zgrade koja prima 500 m³ na sat s temperaturom od -25 ° C, a unutar nje se održava + 20 ° C. Prvo se određuje maseni protok:
m = 500 x 1,422 = 711 kg / h
Za zagrijavanje takve mase zraka za 45 ° C bit će potrebna takva količina topline:
Qair = 0,28 x 711 x 45 = 8957 W, što je približno jednako 9 kW.
Na kraju proračuna, rezultati gubitaka topline kroz vanjske ograde zbrajaju se s gubicima topline u ventilaciji, što daje ukupno toplinsko opterećenje sustava grijanja zgrade.
Predstavljene metode izračuna mogu se pojednostaviti ako se formule unose u program Excel u obliku tablica s podacima, što će znatno ubrzati izračun.
Osnovne formule
Da biste dobili više ili manje točan rezultat, potrebno je izvršiti izračune prema svim pravilima, ovdje neće raditi pojednostavljena metoda (100 W topline po 1 m2 površine). Ukupni gubitak topline u zgradi tijekom hladne sezone sastoji se od 2 dijela:
- gubitak topline kroz zatvorene konstrukcije;
- gubici energije koji se koriste za zagrijavanje ventilacijskog zraka.
Osnovna formula za izračunavanje potrošnje toplinske energije kroz vanjske ograde je sljedeća:
Q = 1 / R x (tv - tn) x S x (1+ ∑β). Ovdje:
- Q je količina topline izgubljene od strukture jedne vrste, W;
- R - toplinska otpornost građevinskog materijala, m² ° S / W;
- S je površina vanjske ograde, m²;
- tv - unutarnja temperatura zraka, ° S;
- tn - najniža temperatura okoline, ° S;
- β - dodatni gubitak topline, ovisno o orijentaciji zgrade.
Toplinska otpornost zidova ili krova zgrade određuje se na temelju svojstava materijala od kojeg su izrađeni i debljine konstrukcije. Za to se koristi formula R = δ / λ, gdje:
- λ - referentna vrijednost toplinske vodljivosti materijala zida, W / (m ° C);
- δ je debljina sloja ovog materijala, m.
Ako je zid izgrađen od 2 materijala (na primjer, opeka s izolacijom od mineralne vune), tada se izračunava toplinski otpor za svakog od njih i zbrajaju se rezultati. Vanjska temperatura odabire se prema regulatornim dokumentima i osobnim zapažanjima, a unutarnja se odabire prema potrebi. Dodatni gubici topline su koeficijenti određeni normama:
- Kada je zid ili dio krova okrenut prema sjeveru, sjeveroistoku ili sjeverozapadu, tada je β = 0,1.
- Ako je građevina okrenuta prema jugoistoku ili zapadu, β = 0,05.
- β = 0 kada je vanjska ograda okrenuta prema jugu ili jugozapadu.
