Proračun gubitka topline kod kuće
Kuća gubi toplinu kroz ogradne konstrukcije (zidovi, prozori, krov, temelji), ventilaciju i kanalizaciju. Glavni gubici toplote nastaju kroz ogradne konstrukcije - 60-90% svih toplotnih gubitaka.
Proračun gubitka topline kod kuće potreban je, u najmanju ruku, za odabir pravog bojlera. Također možete procijeniti koliko će novca biti utrošeno na grijanje u planiranoj kući. Evo primjera proračuna za plinski i električni kotao. Takođe je moguće, zahvaljujući proračunima, analizirati finansijsku efikasnost izolacije, tj. razumjeti da li će se troškovi postavljanja izolacije nadoknaditi uštedom goriva tokom vijeka trajanja izolacije.
Gubitak topline kroz omotače zgrade
Navest ću primjer obračuna za vanjski zidovi dvospratna kuća.| 1) Otpor prijenosa topline zida izračunavamo dijeljenjem debljine materijala sa koeficijentom toplinske provodljivosti. Na primjer, ako je zid izgrađen od tople keramike debljine 0,5 m sa koeficijentom toplotne provodljivosti od 0,16 W/(m×°C), onda podijelite 0,5 sa 0,16: 0,5 m / 0,16 W/(m×°C) = 3,125 m 2 ×°C/W Mogu se uzeti koeficijenti toplotne provodljivosti građevinskih materijala. |
| 2) Izračunajte ukupna površina vanjski zidovi. Dozvolite mi da vam dam pojednostavljeni primjer kvadratne kuće: (10 m širine × 7 m visine × 4 strane) - (16 prozora × 2,5 m 2) = 280 m 2 - 40 m 2 = 240 m 2 |
| 3) Podijelite jedinicu sa otporom prijenosa topline, tako da dobijete gubitak topline od jednog kvadratnom metru zidova za jedan stepen temperaturne razlike. 1 / 3,125 m 2 ×°C/W = 0,32 W / m 2 ×°C |
| 4) Izračunavamo toplotne gubitke zidova. Gubitak topline s jednog kvadratnog metra zida množimo s površinom zidova i temperaturnom razlikom između unutarnje i vanjske strane kuće. Na primjer, ako je unutra +25°C, a vani -15°C, onda je razlika 40°C. 0,32 W/m 2 ×°C × 240 m 2 × 40 °C = 3072 W Ovaj broj predstavlja gubitak toplote zidova. Gubitak toplote se meri u vatima, tj. ovo je snaga gubitka toplote. |
| 5) Pogodnije je razumjeti značenje gubitka topline u kilovat-satima. Za 1 sat, toplotna energija se gubi kroz naše zidove pri temperaturnoj razlici od 40°C: 3072 W × 1 h = 3,072 kWh Energija izgubljena u 24 sata: 3072 W × 24 h = 73,728 kWh |
Jasno je da je tokom sezone grijanja vrijeme drugačije, tj. Temperaturna razlika se stalno mijenja. Stoga, da biste izračunali gubitak topline za cijeli period grijanja, morate u koraku 4 pomnožiti sa prosječnom temperaturnom razlikom za sve dane perioda grijanja.
Na primjer, tokom 7 mjeseci perioda grijanja, prosječna razlika u temperaturi u zatvorenom i na otvorenom bila je 28 stepeni, što znači gubitak toplote kroz zidove tokom ovih 7 mjeseci u kilovat-satima:
0,32 W/m 2 ×°C × 240 m 2 × 28 °C × 7 mjeseci × 30 dana × 24 sata = 10838016 Wh = 10838 kWh
Broj je prilično „opipljiv“. Na primjer, ako je grijanje bilo električno, tada možete izračunati koliko bi novca bilo potrošeno na grijanje množenjem dobivenog broja s troškom kWh. Možete izračunati koliko je novca potrošeno na grijanje na plin tako što ćete izračunati cijenu kWh energije iz plinski kotao. Da biste to učinili, morate znati cijenu plina, kaloričnu vrijednost plina i efikasnost kotla.
Inače, u prošlom proračunu, umjesto prosječne temperaturne razlike, broja mjeseci i dana (ali ne sati, ostavljamo sate), bilo je moguće koristiti stepen-dan grijnog perioda - GSOP, neki informacije. Možete pronaći već izračunati GSOP za različite gradove Rusije i pomnožiti gubitak toplote sa jednog kvadratnog metra sa površinom zidova, ovim GSOP-om i sa 24 sata, dobijajući toplotne gubitke u kWh.
Slično zidovima, potrebno je izračunati vrijednosti gubitka topline za prozore, ulazna vrata, krov, temelj. Zatim sve zbrojite i dobijete vrijednost gubitka topline kroz sve ogradne konstrukcije. Za prozore, inače, nećete morati saznati debljinu i toplinsku provodljivost, obično već postoji gotov otpor prijenosa topline staklene jedinice koju izračuna proizvođač. Za pod (u slučaju pločasti temelj) temperaturna razlika neće biti prevelika, tlo ispod kuće nije tako hladno kao vanjski zrak.
Gubitak toplote kroz ventilaciju
Približan volumen dostupnog zraka u kući (zapremina unutrašnji zidovi a namještaj ne uzimam u obzir):10 m x 10 m x 7 m = 700 m 3
Gustina vazduha na +20°C iznosi 1,2047 kg/m3. Specifični toplotni kapacitet vazduha je 1,005 kJ/(kg×°C). Vazdušna masa u kući:
700 m 3 × 1,2047 kg/m 3 = 843,29 kg
Recimo da se sav zrak u kući mijenja 5 puta dnevno (ovo je približan broj). Uz prosječnu razliku između unutrašnje i vanjske temperature od 28 °C tokom cijelog perioda grijanja, sljedeća toplotna energija će se u prosjeku dnevno trošiti za zagrijavanje ulaznog hladnog zraka:
5 × 28 °C × 843,29 kg × 1,005 kJ/(kg×°C) = 118650,903 kJ
118650,903 kJ = 32,96 kWh (1 kWh = 3600 kJ)
One. Tokom sezone grijanja, uz petostruku zamjenu zraka, kuća će kroz ventilaciju gubiti u prosjeku 32,96 kWh toplotne energije dnevno. U periodu od 7 meseci grejnog perioda, gubici energije će biti:
7 × 30 × 32,96 kWh = 6921,6 kWh
Gubitak topline kroz kanalizaciju
Tokom grejne sezone voda koja ulazi u kuću je prilično hladna, recimo da ima prosečnu temperaturu od +7°C. Zagrijavanje vode je potrebno kada stanari peru suđe i kupaju se. Voda u WC vodokotliću se također djelimično zagreva okolnim vazduhom. Stanovnici svu toplotu koju proizvodi voda ispuštaju u odvod.Recimo da jedna porodica u kući potroši 15 m 3 vode mjesečno. Specifični toplotni kapacitet vode je 4,183 kJ/(kg×°C). Gustina vode je 1000 kg/m3. Pretpostavimo da se voda koja ulazi u kuću u prosjeku zagrijava do +30°C, tj. temperaturna razlika 23°C.
Shodno tome, mjesečni gubitak toplote kroz kanalizacioni sistem iznosiće:
1000 kg/m 3 × 15 m 3 × 23°C × 4,183 kJ/(kg×°C) = 1443135 kJ
1443135 kJ = 400,87 kWh
Tokom 7 meseci grejnog perioda, stanari sipaju u kanalizaciju:
7 × 400,87 kWh = 2806,09 kWh
Zaključak
Na kraju trebate zbrojiti rezultirajuće brojeve toplinskih gubitaka kroz omotač zgrade, ventilaciju i kanalizaciju. Rezultat će biti približan ukupan broj gubitak toplote kod kuće.Mora se reći da je gubitak toplote kroz ventilaciju i kanalizaciju prilično stabilan i teško ga je smanjiti. Nećete se rjeđe tuširati ili loše provetravati kuću. Iako se gubitak topline kroz ventilaciju može djelomično smanjiti korištenjem rekuperatora.
Ako sam negdje pogriješio, pišite u komentarima, ali izgleda da sam sve provjerio nekoliko puta. Mora se reći da postoje mnogo složenije metode za izračunavanje gubitaka topline, dodatni koeficijenti se uzimaju u obzir, ali njihov utjecaj je beznačajan.
Dodatak.
Proračun toplotnih gubitaka kod kuće može se izvršiti i pomoću SP 50.13330.2012 (ažurirano izdanje SNiP 23.02.2003.). Postoji Dodatak D „Proračun specifičnih karakteristika potrošnje toplotne energije za grijanje i ventilaciju stambenih i javne zgrade“, sama računica će biti mnogo komplikovanija, koristi se više faktora i koeficijenata.
Prikazuje se 25 najnoviji komentari. Prikaži sve komentare (54).
|
Andrew Vladimirovich (11.01.2018 14:52)
Uglavnom, za obične smrtnike je sve u redu. Jedino što bih savjetovao je da za one koji vole da ukažu na nepreciznosti, na početku članka naznače potpuniju formulu Q=S*(tin-tout)*(1+∑β)*n/Ro i objasniti da će se (1+∑β)*n, uzimajući u obzir sve koeficijente, neznatno razlikovati od 1 i ne može uvelike iskriviti izračunavanje gubitak topline cjelokupne izvedbe ograde, tj. Za osnovu uzimamo formulu Q=S*(tin-tout)*1/Ro. Ne slažem se sa proračunom toplotnih gubitaka ventilacije, mislim drugačije, ja bih izračunao ukupan toplotni kapacitet čitavog volumena, a zatim ga pomnožio sa realnim faktorom. I dalje bih uzeo smrznuti zrak za specifični toplinski kapacitet (mi ćemo ga zagrijati ulični vazduh), a bit će znatno veći. I bolje je uzeti toplinski kapacitet mješavine zraka direktno u W, jednak 0,28 W / (kg °C). |
Projektovanje sistema grijanja "na oko" može najvjerovatnije dovesti ili do neopravdanog povećanja troškova njegovog rada ili do pregrijavanja doma.
Kako bi se spriječilo da se dogodi jedno ili drugo, potrebno je prije svega pravilno izračunati gubitak topline kuće.
I samo na osnovu dobijenih rezultata odabire se snaga kotla i radijatora. Naš razgovor će se fokusirati na to kako se ovi proračuni prave i šta treba uzeti u obzir.
Autori mnogih članaka svode izračun gubitka topline na jednu jednostavnu radnju: predlaže se da se površina grijane prostorije pomnoži sa 100 W. Jedini uslov koji se postavlja u ovom slučaju odnosi se na visinu plafona - trebalo bi da bude 2,5 m (za ostale vrednosti se predlaže da se unese faktor korekcije).
U stvari, takav izračun je toliko približan da se brojke dobivene uz njegovu pomoć mogu sa sigurnošću izjednačiti sa "uzetim iz zraka". Na kraju krajeva specifična vrijednost Na gubitak toplote utiče niz faktora: materijal ogradnih konstrukcija, spoljna temperatura, površina i vrsta stakla, brzina razmene vazduha itd.
Gubitak topline kod kuće
Štoviše, čak i za kuće s različitim grijanim površinama, drugo jednaki uslovi njegovo značenje će biti drugačije: u mala kuća- više, u velikom - manje. Ovako se manifestuje zakon kvadratne kocke.
Stoga je izuzetno važno da vlasnik kuće ovlada preciznijom metodom za određivanje gubitaka topline. Ova vještina ne samo da će vam omogućiti da odaberete opremu za grijanje optimalna snaga, ali i za procjenu, na primjer, ekonomskog efekta izolacije. Konkretno, bit će moguće razumjeti da li će vijek trajanja toplinskog izolatora premašiti period povrata.
Prva stvar koju izvođač treba da uradi je da razloži ukupan gubitak toplote na tri komponente:
- gubici kroz ogradne konstrukcije;
- uzrokovano radom ventilacionog sistema;
- povezano s ispuštanjem zagrijane vode u kanalizaciju.
Razmotrimo svaku od sorti detaljno.
Bazaltna izolacija je popularan toplotni izolator, ali postoje glasine o njegovoj šteti po ljudsko zdravlje. i sigurnost životne sredine.
Kako pravilno izolirati zidove stana iznutra, a da ne oštetite strukturu zgrade, pročitajte.
Hladan krov sprečava vas u stvaranju udoban tavan. naučit ćete kako izolirati strop ispod hladni krov i koji su materijali najefikasniji.
Proračun gubitka topline
Evo kako napraviti proračune:
Gubitak topline kroz omotače zgrade
Za svaki materijal uključen u omotač zgrade, u referentnoj knjizi ili pasošu proizvođača, nalazimo vrijednost koeficijenta toplinske provodljivosti Kt (mjerna jedinica - W/m*stepen).
Za svaki sloj ogradnih konstrukcija određujemo toplinski otpor pomoću formule: R = S/Kt, gdje je S debljina ovog sloja, m.
Za višeslojne strukture Otpori svih slojeva se moraju sabrati.
Određujemo gubitak topline za svaku strukturu koristeći formulu Q = (A / R) *dT,
- A je površina ogradne konstrukcije, m2. m;
- dT - razlika između vanjske i unutrašnje temperature.
- dT treba odrediti za najhladniji petodnevni period.
Gubitak toplote kroz ventilaciju
Za ovaj dio proračuna potrebno je znati brzinu izmjene zraka.
U stambenim zgradama izgrađenim po domaćim standardima (zidovi su paropropusni) jednak je jedan, odnosno cjelokupni volumen zraka u prostoriji mora se obnoviti za sat vremena.
U kućama izgrađenim po evropskoj tehnologiji (DIN standard), u kojima su zidovi iznutra obloženi parnom barijerom, brzina izmjene zraka se mora povećati na 2. Odnosno, za sat vremena vazduh u prostoriji treba dvaput da se obnovi.
Određujemo gubitak topline kroz ventilaciju pomoću formule:
Qv = (V*Kv / 3600) * p * s * dT,
- V - zapremina prostorije, kubnih metara. m;
- Kv - brzina izmjene zraka;
- P - gustina vazduha, uzeta jednaka 1,2047 kg/kubnom metru. m;
- C - specifični toplotni kapacitet vazduha, uzet jednak 1005 J/kg*C.
Gornji proračun nam omogućava da odredimo snagu koju treba da ima generator toplote sistema grijanja. Ako se pokaže da je previsok, možete učiniti sljedeće:
- sniziti zahtjeve za nivoom udobnosti, odnosno postaviti željenu temperaturu u najhladnijem periodu na minimalni nivo, recimo, 18 stepeni;
- tokom perioda jake hladnoće, smanjite brzinu razmene vazduha: minimalno dozvoljene performanse dovodna ventilacija iznosi 7 cu. m/h za svakog stanovnika kuće;
- obezbediti organizaciju dovodna i izduvna ventilacija sa rekuperatorom.
Imajte na umu da je rekuperator koristan ne samo zimi, već i ljeti: po vrućem vremenu omogućava vam da uštedite hladnoću koju proizvodi klima-uređaj, iako u ovom trenutku ne radi tako efikasno kao po hladnom vremenu.
Prilikom projektiranja kuće najbolje je izvršiti zoniranje, odnosno svakoj prostoriji dodijeliti vlastitu temperaturu na osnovu potrebnog komfora. Na primjer, u dječjoj sobi ili sobi za starije osobe temperatura bi trebala biti oko 25 stepeni, dok će za dnevni boravak biti dovoljno 22 stepena. On sletanje ili u prostoriji u kojoj se stanovnici rijetko pojavljuju ili postoje izvori proizvodnje topline, projektna temperatura općenito može biti ograničena na 18 stupnjeva.
Očigledno, brojke dobijene u ovom proračunu su relevantne samo za vrlo kratak period – najhladniji petodnevni period. Da bi se odredila ukupna količina potrošnje energije tokom hladne sezone, parametar dT mora se izračunati uzimajući u obzir ne najniži, već prosječna temperatura. Zatim morate uraditi sljedeće:
W = ((Q + Qv) * 24 * N)/1000,
- W je količina energije potrebna da se nadoknadi gubitak topline kroz omotače zgrade i ventilaciju, kWh;
- N je broj dana u grejnoj sezoni.
Međutim, ovaj proračun će biti nepotpun ako se ne uzmu u obzir gubici toplote u kanalizacioni sistem.
Za obavljanje higijenskih procedura i pranje posuđa, stanari kuće zagrijavaju vodu, a proizvedena toplina odlazi u kanalizacijsku cijev.
Ali u ovom dijelu proračuna potrebno je uzeti u obzir ne samo direktno zagrijavanje vode, već i indirektno grijanje - toplina se uzima iz vode u WC rezervoaru i sifonu, koji se također ispušta u kanalizaciju.
Na osnovu toga se pretpostavlja da je prosječna temperatura zagrijavanja vode samo 30 stepeni. Izračunavamo gubitak topline kroz kanalizaciju koristeći sljedeću formulu:
Qk = (Vv * T * r * s * dT) / 3.600.000,
- Vv - mjesečni volumen potrošnje vode bez podjele na toplu i hladnu, kubnih metara. m/mjesec;
- P je gustina vode, uzimamo p = 1000 kg/kubik. m;
- C je toplotni kapacitet vode, uzimamo c = 4183 J/kg*C;
- dT - temperaturna razlika. S obzirom da ulazna voda zimi ima temperaturu od oko +7 stepeni, a dogovorili smo se da se smatra da je prosečna temperatura zagrejane vode jednaka 30 stepeni, treba uzeti dT = 23 stepena.
- 3.600.000 - broj džula (J) u 1 kWh.
Primjer izračunavanja toplinskih gubitaka kod kuće
Izračunajmo gubitak topline dvokatne zgrade visine 7 m i dimenzija 10x10 m u planu.
Zidovi su debljine 500 mm i izgrađeni su od tople keramike (Kt = 0,16 W/m*C), izolovani spolja mineralna vuna 50 mm debljine (Kt = 0,04 W/m*S).
Kuća ima 16 prozora površine 2,5 kvadrata. m.
Spoljna temperatura u najhladnijoj petodnevnici je -25 stepeni.
Prosječna vanjska temperatura tokom perioda grijanja je (-5) stepeni.
Unutar kuće potrebno je osigurati temperaturu od +23 stepena.
Potrošnja vode - 15 kubnih metara. m/mjesec
Trajanje perioda grijanja je 6 mjeseci.
Određujemo gubitak topline kroz ogradne konstrukcije (na primjer, razmotrit ćemo samo zidove)
toplinska otpornost:
- osnovni materijal: R1 = 0,5 / 0,16 = 3,125 sq. m*S/W;
- izolacija: R2 = 0,05/0,04 = 1,25 sq. m*S/W.
Isto za zid u cjelini: R = R1 + R2 = 3,125 + 1,25 = 4,375 kvadratnih metara. m*S/W.
Određujemo površinu zidova: A = 10 x 4 x 7 - 16 x 2,5 = 240 kvadratnih metara. m.
Gubitak toplote kroz zidove će biti:
Qs = (240 / 4,375) * (23 – (-25)) = 2633 W.
Na sličan način se izračunavaju toplinski gubici kroz krov, pod, temelj, prozore i ulazna vrata, nakon čega se sabiraju sve dobivene vrijednosti. Proizvođači obično navode toplinsku otpornost vrata i prozora u tehničkom listu proizvoda.
Imajte na umu da će pri izračunavanju gubitka topline kroz pod i temelj (ako postoji podrum) temperaturna razlika dT biti mnogo manja, jer se pri njenom proračunu uzima u obzir temperatura tla, a ne zraka koji je mnogo topliji u zima.
Gubitak toplote kroz ventilaciju
Određujemo količinu zraka u prostoriji (da bismo pojednostavili proračun, debljina zidova se ne uzima u obzir):
V = 10x10x7 = 700 kubnih metara m.
Uzimajući brzinu izmjene zraka Kv = 1, određujemo gubitak topline:
Qv = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-25)) = 11300 W.
Ventilacija u kući
Gubitak topline kroz kanalizaciju
Uzimajući u obzir činjenicu da stanovnici troše 15 kubnih metara. m vode mjesečno, i obračunski period je 6 meseci, gubitak toplote kroz kanalizacioni sistem će biti:
Qk = (15 * 6 * 1000 * 4183 * 23) / 3.600.000 = 2405 kWh
Ako ne živite u seoska kuća Zimi, van sezone ili hladnog ljeta i dalje ga je potrebno zagrijati. V u ovom slučaju može biti najprikladniji.
Možete pročitati o razlozima pada pritiska u sistemu grijanja. Rješavanje problema.
Procjena ukupne količine potrošnje energije
Za procjenu cjelokupne potrošnje energije tokom perioda grijanja potrebno je preračunati gubitke topline kroz ventilaciju i ogradne konstrukcije, uzimajući u obzir prosječnu temperaturu, odnosno dT neće biti 48, već samo 28 stepeni.
Tada će prosječni gubici snage kroz zidove biti:
Qs = (240 / 4,375) * (23 – (-5)) = 1536 W.
Pretpostavimo da se dodatnih 800 W gubi u prosjeku kroz krov, pod, prozore i vrata, tada će ukupna prosječna snaga gubitka topline kroz omotač zgrade biti Q = 1536 + 800 = 2336 W.
Prosječna stopa gubitka topline kroz ventilaciju će biti:
Qv = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-5)) = 6592 W.
Tada ćete za cijeli period morati potrošiti na grijanje:
W = ((2336 + 6592)*24*183)/1000 = 39211 kWh.
Ovoj vrijednosti treba dodati 2405 kWh gubitaka kroz kanalizaciju, tako da će ukupna potrošnja energije za grijni period biti 41616 kWh.
Ako se kao nosilac energije koristi samo plin, od 1 kubnog metra. m od čega je moguće dobiti 9,45 kWh topline, tada će trebati 41616 / 9,45 = 4404 kubnih metara. m.
Video na temu
Da biste utvrdili gubitak topline morate imati:
Tlocrti sa svim dimenzijama objekta;
Kopija iz generalnog plana s oznakom kardinalnih tačaka i ruže vjetrova;
Namjena svake sobe;
Geografski položaj izgradnje zgrade;
Dizajn svih vanjskih ograda.
Sve sobe na planovima pokazuju:
Numerirano s lijeva na desno, stepeništa označeni su slovima ili rimskim brojevima bez obzira na sprat i smatraju se jednom prostorijom.
Gubitak topline u prostorijama kroz ogradne konstrukcije, zaokruženo na 10 W:
Q granica = (F/R o)(t in – t n B)(1 + ∑β)n = kF(t in – t n B)(1 - ∑β)n,(3.2)
Gdje F, k, R o- projektna površina, koeficijent prolaza toplote, otpor prenosa toplote ogradne konstrukcije, m 2, W/(m 2 o C), (m 2 o C)/W; t in- procijenjena temperatura zraka u prostoriji, o C; t n B- procijenjena temperatura vanjskog zraka (B) ili temperatura zraka u hladnijoj prostoriji; P- koeficijent koji uzima u obzir poziciju vanjska površina ogradne konstrukcije u odnosu na vanjski zrak (tabela 2.4); β - dodatni gubici topline u dijelovima glavnih gubitaka.
Razmjena topline kroz ograde između susjednih grijanih prostorija se uzima u obzir ako je temperaturna razlika u njima veća od 3°C.
Kvadrati F, m2, ograde (spoljni zidovi (NS), prozori (O), vrata (D), lanterne (F), plafon (Pt), pod (P)) mere se prema planovima i presecima zgrade (Sl. 3.1. ).
1. Visina zidova prvog sprata: ako je pod u prizemlju, između nivoa sprata prvog i drugog sprata ( h 1); ako je pod na gredama - od vanjskog nivoa pripreme poda na gredama do nivoa poda drugog sprata ( h 1 1); za negrijani podrum ili podzemlje - od nivoa donje površine podne konstrukcije prvog kata do nivoa završnog poda drugog kata ( h 1 11), i u jednospratne zgrade kod potkrovlja visina se mjeri od poda do vrha izolacijskog sloja poda.
2. Visina zidova međuspratne etaže je između nivoa gotovih podova ovog i gornjih podova ( h 2), A potkrovlje- od nivoa čistog poda do vrha izolacionog sloja potkrovlje (h 3) ili krovište bez krova.
3. Dužina spoljnih zidova u ugaonim prostorijama - od ivice spoljašnjeg ugla do ose unutrašnjih zidova ( l 1 I l 2l 3).
4. Dužina unutrašnjih zidova - od unutrašnjih površina vanjskih zidova do osi unutrašnjih zidova ( m 1) ili između osi unutrašnjih zidova (T).
5. Površine prozora, vrata i fenjera - prema najmanjih veličina građevinski otvori u svjetlu ( A I b).
6. Površine stropova i podova iznad podruma i podzemnih prostora u ugaonim prostorijama - od unutrašnje površine vanjskih zidova do osi suprotnih zidova ( m 1 I P), au neugaonim - između osi unutrašnjih zidova ( T) i od unutrašnje površine vanjskog zida prema osi suprotni zid (P).
Greška linearne dimenzije- ±0,1 m, površina - ±0,1 m2.
Rice. 3.1. Dijagram mjerenja za ogradu za prijenos topline
Slika 3.2. Šema za određivanje gubitaka toplote kroz podove i zidove ukopane ispod nivoa zemlje
1 - prva zona; 2 – druga zona; 3 – treća zona; 4 – četvrta zona (poslednja).
Toplotni gubici kroz podove određuju se zonskim trakama širine 2 m, paralelno sa vanjskim zidovima (sl. 5.2).
Smanjeni otpor prenosa toplote R n.p., m 2 K/W, površine neizolovanih podova u prizemlju i zidova ispod nivoa zemlje, sa toplotnom provodljivošću λ > 1,2 W/(m o C): za 1. zonu - 2,1; za zonu 2 - 4.3; za 3. zonu - 8,6; za 4. zonu (preostala površina) - 14.2.
Formula (3.2) pri proračunu toplinskih gubitaka Q pl, W, kroz pod koji se nalazi na zemlji, poprima oblik:
Q pl = (F 1 / R 1n.p +F 2 / R 2n.p +F 3 / R 3n.p +F 4 / R 4n.p)(t in – t n B)(1 + ∑β) n ,(3.3)
Gdje Ž 1 - Ž 4- površina 1 - 4 zone-trake, m2; R 1, n.p. - R 4, n.p.- otpor prenosa toplote podnih zona, m 2 K/W; n =1.
Otpor prenosa toplote izolovanih podova na tlu i zidova ispod nivoa zemlje (λ< 1,2 Вт/(м· о С)) R y .p, m 2 o C/W, također određeno za zone primjenom formule
R u.p = R n.p +∑(δ u.s. /λ u.s.),(3.4)
Gdje R n.a.- otpor prenosa toplote neizolovanih podnih zona (slika 3.2), m 2 o C/W; zbir razlomaka- zbir toplotnih otpora izolacionih slojeva, m 2 o C/W; δ u.s- debljina izolacionog sloja, m.
Otpor na prijenos topline podova na grede R l, m 2 o C/W:
R l.p = 1,18 (R n.p +∑(δ u.s. /λ u.s.)),(3.5)
Izolacijski slojevi - vazdušni jaz i pod od dasaka na gredama.
Prilikom proračuna toplinskih gubitaka, podne površine u uglovima vanjskih zidova (u prvoj zoni od dva metra) unose se u proračun dva puta u smjeru zidova.
Gubitak toplote kroz podzemni dio vanjski zidovi i podovi grijanog podruma također se računaju u zonama širine 2 m računajući od nivoa tla (vidi sliku 3.2). Tada se podovi (kod brojanja zona) smatraju nastavkom podzemnog dijela vanjskih zidova. Otpor prijenosa topline određuje se na isti način kao i za neizolirane ili izolirane podove.
Dodatni gubici toplote kroz ograde. U (3.2) član (1+∑β) uzima u obzir dodatne gubitke topline kao dio glavnih toplinskih gubitaka:
1. O orijentaciji u odnosu na kardinalne tačke. β vanjski vertikalni i kosi (vertikalni izboci) zidovi, prozori i vrata.
Rice. 3.3. Dodatak na glavni gubitak topline u zavisnosti od orijentacije ograde u odnosu na kardinalne točke
2. Za ventilaciju prostorija sa dva ili više spoljnih zidova. IN standardni projekti kroz zidove, vrata i prozore prema svim zemljama svijeta β = 0,08 sa jednim vanjski zid i 0,13 za ugaone prostorije iu svim stambenim prostorijama.
3. Na projektnoj temperaturi vanjskog zraka. Za negrijane podove prvog sprata iznad hladnog podzemlja zgrada u prostorima sa t n B minus 40°C i ispod - β = 0,05.
4. Za zagrevanje hladnog vazduha koji juri. Za vanjska vrata, bez zračnih zavjesa ili zračno-termalnih zavjesa, na visini zgrade N, m:
- β = 0,2N- za trostruka vrata sa dva predsoblja između njih;
- β = 0,27 N - Za dupla vrata sa predvorjem između njih;
- β = 0,34 N - za dvokrilna vrata bez predsoblja;
- β = 0,22 N - za jednokrilna vrata.
Za vanjske neopremljene kapije β =3 bez predsoblja i β = 1 - sa predvorjem na kapiji. Za ljetna i vanjska vrata i kapije za slučaj opasnosti β = 0.
Toplotni gubici kroz omote zgrade unose se u obrazac (tabela 3.2).
Tabela 3.2. Obrazac (obrazac) za obračun toplinskih gubitaka
Površina zidova u proračunu se mjeri sa površinom prozora, tako da se površina prozora uzima u obzir dva puta, stoga u koloni 10 koeficijent k prozori se uzimaju kao razlika između njegovih vrijednosti za prozore i zidove.
Proračun gubitaka topline se vrši po prostoriji, spratu, zgradi.
Toplotni gubici se utvrđuju za grijane prostorije 101, 102, 103, 201, 202 prema tlocrtu.
Glavni gubici toplote, Q (W), izračunavaju se pomoću formule:
Q = K × F × (t int - t ext) × n,
gdje je: K – koeficijent prolaza topline ogradne konstrukcije;
F – površina ogradnih konstrukcija;
n – koeficijent koji uzima u obzir položaj ogradnih konstrukcija u odnosu na vanjski zrak, uzet prema tabeli. 6 “Koeficijent koji uzima u obzir zavisnost položaja ogradne konstrukcije u odnosu na vanjski zrak” SNiP 23.02.2003. “Toplotna zaštita zgrada”. Za pokrivanje hladnih podruma i potkrovlja prema tački 2 n = 0,9.
Opšti gubitak toplote
Prema klauzuli 2a pril. 9 SNiP 2.04.05-91* dodatni toplotni gubitak izračunava se u zavisnosti od orijentacije: zidovi, vrata i prozori okrenuti prema sjeveru, istoku, sjeveroistoku i sjeverozapadu u iznosu od 0,1, prema jugoistoku i zapadu - u iznosu od 0,05; u ugaonim prostorijama dodatno - 0,05 za svaki zid, vrata i prozor koji gledaju na sjever, istok, sjeveroistok i sjeverozapad.
Prema stavu 2d pril. 9 SNiP 2.04.05-91* dodatni gubitak topline za dvokrilna vrata s predvorjima između njih uzima se jednakim 0,27 H, gdje je H visina zgrade.
Gubitak topline zbog infiltracije za stambene prostore, prema ap. 10 SNiP 2.04.05-91* "Grijanje, ventilacija i klimatizacija", usvojen prema formuli
Q i = 0,28 × L × p × c × (t int - t ext) × k,
gdje je: L potrošnja odvodnog zraka, koja nije kompenzirana dovodnim zrakom: 1 m 3 / h po 1 m 2 stambenog prostora i kuhinjskog prostora zapremine veće od 60 m 3;
c – specifični toplotni kapacitet vazduha jednak 1 kJ/kg × °C;
p – gustina vanjskog zraka na t ext jednaka 1,2 kg/m 3;
(t int - t ext) – razlika između unutrašnje i spoljašnje temperature;
k – koeficijent prolaza toplote – 0,7.
Q 101 = 0,28 × 108,3 m 3 × 1,2 kg / m 3 × 1 kJ / kg × °C × 57 × 0,7 = 1452,5 W,
Q 102 = 0,28 × 60,5 m 3 × 1,2 kg / m 3 × 1 kJ / kg × °C × 57 × 0,7 = 811,2 W,
Domaća toplotna dobit obračunavaju se po stopi od 10 W/m2 podne površine stambenih prostorija.
Procijenjeni gubitak topline u prostoriji definiran kao Q calc = Q + Q i - Q život
Tablica za proračun toplotnih gubitaka u prostorijama
|
№ prostorije |
Ime sobe |
Naziv ogradne strukture |
Orijentacija sobe |
Veličina ogradeF, m 2 |
Ograđivanje prostora (F), m 2 |
Koeficijent prijenosa topline, kW/m 2 ° C |
t vn - t nar , ° C |
koeficijent,n |
Glavni gubici toplote (Q osnovni ),W |
Dodatni gubitak toplote % |
Faktor aditiva |
Ukupni gubici toplote, (Q općenito ), W |
Potrošnja toplote za infiltraciju, (Q i ), W |
Uložena toplota za domaćinstvo, W |
Izračunati gubici toplote, (Q calc. ), W |
|
|
Za orijentaciju |
ostalo |
|||||||||||||||
|
Stambeni soba |
Σ 1138,4 | |||||||||||||||
|
Stambeni soba |
Σ 474,3 | |||||||||||||||
|
Stambeni soba |
Σ 1161,4 | |||||||||||||||
|
Stambeni soba |
Σ 491,1 | |||||||||||||||
|
stepenište |
Σ 2225,2 | |||||||||||||||
NS – vanjski zid, DO – dvostruko staklo, PL – pod, PT – plafon, NDD – vanjska dvokrilna vrata sa predsobom
Prvi korak u organizaciji grijanja privatne kuće je izračunavanje gubitka topline. Svrha ovog proračuna je da se otkrije koliko toplote izlazi kroz zidove, podove, krovove i prozore (poznato kao omotači zgrada) tokom najjačih mrazeva u datom području. Znajući kako izračunati gubitak topline prema pravilima, možete dobiti prilično precizan rezultat i započeti odabir izvora topline na temelju snage.
Osnovne formule
Da biste dobili manje-više precizan rezultat, morate izvršiti proračune prema svim pravilima; pojednostavljena metoda (100 W topline po 1 m² površine) ovdje neće raditi. Ukupni gubitak toplote zgrade tokom hladne sezone sastoji se od 2 dela:
- gubitak topline kroz ogradne konstrukcije;
- gubitak energije koja se koristi za zagrijavanje zraka za ventilaciju.
Osnovna formula za izračunavanje potrošnje toplotne energije kroz vanjske ograde je sljedeća:
Q = 1/R x (t in - t n) x S x (1+ ∑β). ovdje:
- Q je količina toplote koju gubi struktura jednog tipa, W;
- R - toplotna otpornost građevinskog materijala, m²°C/W;
- S—površina vanjske ograde, m²;
- t in — unutrašnja temperatura vazduha, °C;
- t n - većina niske temperature okruženje, °C;
- β - dodatni gubitak topline, ovisno o orijentaciji zgrade.
Toplinska otpornost zidova ili krova zgrade određuje se na osnovu svojstava materijala od kojeg su izrađeni i debljine konstrukcije. Da biste to učinili, koristite formulu R = δ / λ, gdje je:
- λ—referentna vrijednost toplotne provodljivosti materijala zida, W/(m°C);
- δ je debljina sloja ovog materijala, m.
Ako je zid izgrađen od 2 materijala (na primjer, cigla s izolacijom od mineralne vune), tada se toplinski otpor izračunava za svaki od njih, a rezultati se zbrajaju. Vanjska temperatura se bira prema regulatornim dokumentima i ličnim zapažanjima, unutrašnja temperatura se odabire po potrebi. Dodatni gubici topline su koeficijenti utvrđeni standardima:
- Kada je zid ili dio krova okrenut na sjever, sjeveroistok ili sjeverozapad, tada je β = 0,1.
- Ako je struktura okrenuta prema jugoistoku ili zapadu, β = 0,05.
- β = 0 kada je vanjska ograda okrenuta prema jugu ili jugozapadu.
Red kalkulacije
Da biste uzeli u obzir svu toplinu koja izlazi iz kuće, potrebno je izračunati gubitak topline u prostoriji, svaki zasebno. Da bi se to postiglo, mjere se sve ograde u okruženju: zidovi, prozori, krov, pod i vrata.
Važna tačka: mjerenja treba izvršiti prema vani, hvatajući uglove zgrade, inače će izračun toplinskih gubitaka kuće dati podcijenjenu potrošnju topline.
Prozori i vrata se mjere prema otvoru koji ispunjavaju.
Na osnovu rezultata mjerenja izračunava se površina svake konstrukcije i zamjenjuje se u prvu formulu (S, m²). Tu se ubacuje i vrijednost R, dobijena dijeljenjem debljine ograde sa koeficijentom toplinske provodljivosti građevinski materijal. U slučaju novih prozora od metal-plastike, R vrijednost će vam reći predstavnik instalatera.
Kao primjer, vrijedi izračunati gubitak topline kroz ogradne zidove od opeke debljine 25 cm, površine 5 m² na temperaturi okoline od -25°C. Pretpostavlja se da će unutrašnja temperatura biti +20°C, a ravnina konstrukcije okrenuta prema sjeveru (β = 0,1). Prvo morate uzeti koeficijent toplinske provodljivosti cigle (λ) iz referentne literature, jednak je 0,44 W/(m°C). Zatim, koristeći drugu formulu, izračunava se otpor prijenosu topline zid od opeke 0,25 m:
R = 0,25 / 0,44 = 0,57 m²°C / W
Da biste odredili gubitak topline u prostoriji s ovim zidom, svi početni podaci moraju se zamijeniti u prvu formulu:
Q = 1 / 0,57 x (20 - (-25)) x 5 x (1 + 0,1) = 434 W = 4,3 kW
Ako soba ima prozor, onda nakon izračunavanja njegove površine, gubitak topline kroz prozirni otvor treba odrediti na isti način. Iste radnje se ponavljaju s podovima, krovom i ulaznim vratima. Na kraju se svi rezultati sumiraju, nakon čega možete preći u sljedeću prostoriju.
Mjerenje topline za grijanje zraka
Prilikom izračunavanja toplotnih gubitaka zgrade važno je uzeti u obzir količinu toplotne energije koju sistem grijanja troši za zagrijavanje ventilacijskog zraka. Udio ove energije dostiže 30% ukupnih gubitaka, pa je neprihvatljivo zanemariti. Možete izračunati gubitak topline ventilacije kuće kroz toplinski kapacitet zraka koristeći popularnu formulu iz kursa fizike:
Q zraka = cm (t in - t n). U tome:
- Q zrak - toplina koju sistem grijanja troši za grijanje dovodni vazduh, W;
- t in i t n - isto kao u prvoj formuli, °C;
- m je maseni protok zraka koji ulazi u kuću izvana, kg;
- c je toplinski kapacitet mješavine zraka, jednak 0,28 W/(kg °C).
Ovdje su poznate sve količine, osim masenog protoka zraka tokom ventilacije prostorija. Kako ne biste zakomplikovali svoj zadatak, trebalo bi da pristanete na uslov da se vazdušni ambijent u celoj kući obnavlja jednom na sat. Tada se volumetrijski protok zraka može lako izračunati dodavanjem volumena svih prostorija, a zatim ga trebate pretvoriti u maseni protok zraka kroz gustinu. Budući da se gustina mješavine zraka mijenja u zavisnosti od njene temperature, morate uzeti odgovarajuću vrijednost sa stola:
m = 500 x 1,422 = 711 kg/h
Za zagrijavanje takve mase zraka za 45°C bit će potrebna sljedeća količina topline:
Q zraka = 0,28 x 711 x 45 = 8957 W, što je približno jednako 9 kW.
Na kraju proračuna, rezultati toplotnih gubitaka kroz vanjske ograde se sumiraju sa toplinskim gubicima ventilacije, što daje ukupno toplinsko opterećenje sistema grijanja zgrade.
Prikazane metode proračuna mogu se pojednostaviti ako se unesu formule Excel program u obliku tabela sa podacima, to će značajno ubrzati proračun.