تدفئة منزل خاص هو عنصر ضروري في السكن المريح. توافق على أنه ينبغي تناول ترتيب مجمع التدفئة بعناية ، كما الأخطاء باهظة الثمن. لكنك لم تقم أبدًا بهذه الحسابات ولا تعرف كيفية إجرائها بشكل صحيح؟
سنساعدك - في مقالتنا سننظر بالتفصيل في كيفية حساب نظام التدفئة لمنزل خاص للتعويض بشكل فعال عن خسائر الحرارة في أشهر الشتاء.
نقدم أمثلة محددة ، ونضيف مواد إلى المقالة مع صور مرئية ونصائح فيديو مفيدة ، بالإضافة إلى جداول ذات صلة بمؤشرات ومعاملات مطلوبة للحسابات.
فقدان الحرارة لمنزل خاص
يفقد المبنى الحرارة بسبب اختلاف درجة حرارة الهواء داخل المنزل وخارجه. يكون فقدان الحرارة أعلى ، وكلما زادت أهمية مساحة غلاف المبنى (النوافذ والأسقف والجدران والأساسات).
كما يرتبط فقدان الطاقة الحرارية بمواد غلاف المبنى وحجمها. على سبيل المثال ، يكون فقدان الحرارة للجدران الرقيقة أكبر من السُمك.
معرض الصور
صورة من
نظام التدفئة لمنزل خاص مع وحدتين
خيار للتدفئة في منزل خشبي
تسرب الهواء والحرارة من خلال النوافذ والأبواب
نظام تهوية الهواء النقي
DHW ومخطط دائرة التدفئة
اختيار المرجل حسب نوع الوقود
خيارات لوضع دوائر التدفئة
خيار التدفئة في الهواء الطلق
إن الحساب الفعال للتدفئة لمنزل خاص يأخذ بالضرورة في الاعتبار المواد المستخدمة في بناء أغطية المباني.
على سبيل المثال ، بسماكة متساوية لجدار مصنوع من الخشب والطوب ، يتم تنفيذ الحرارة بكثافة مختلفة - يكون فقدان الحرارة من خلال الهياكل الخشبية أبطأ. تسمح بعض المواد بمرور الحرارة بشكل أفضل (المعدن والطوب والخرسانة) ، والبعض الآخر أسوأ (الخشب والصوف المعدني ورغوة البوليسترين).
يرتبط الجو داخل مبنى سكني بشكل غير مباشر ببيئة الهواء الخارجية. الجدران وفتحات النوافذ والأبواب والسقف والأساس في الشتاء تنقل الحرارة من المنزل إلى الخارج ، وتزودها بالبرد في المقابل. يمثلون 70-90 ٪ من إجمالي فقدان الحرارة للمنزل.
الجدران والسقف والنوافذ والأبواب - كل شيء يتيح التسخين في الشتاء. يظهر التصوير الحراري بوضوح تسريبات الحرارة
يحدث تسرب مستمر للطاقة الحرارية خلال موسم التدفئة أيضًا من خلال التهوية والصرف الصحي.
عند حساب فقدان الحرارة لبناء المساكن الفردية ، عادة لا تؤخذ هذه البيانات في الاعتبار. لكن إدراج خسائر الحرارة من خلال المجاري وأنظمة التهوية في الحساب الحراري العام للمنزل لا يزال القرار الصحيح.
يمكن لنظام العزل الحراري الذي تم ترتيبه بشكل كبير أن يقلل بشكل كبير من تسرب الحرارة الذي يمر عبر هياكل المباني وفتحات الأبواب / النوافذ
من المستحيل حساب دائرة التدفئة المستقلة لمنزل ريفي دون تقييم فقدان الحرارة لهياكله المغلقة. بتعبير أدق ، لن يكون من الممكن تحديد سعة غلاية التدفئة ، وهي كافية لتسخين الكوخ في أشد الصقيع.
سيسمح لك تحليل الاستهلاك الفعلي للطاقة الحرارية من خلال الجدران بمقارنة تكاليف معدات الغلاية والوقود مع تكاليف العزل الحراري لأغلفة المبنى.
بعد كل شيء ، كلما كان المنزل أكثر كفاءة في استخدام الطاقة ، أي فكلما قلّت الحرارة التي يفقدها في شهور الشتاء ، انخفضت تكلفة الحصول على الوقود.
من أجل حساب كفاءة لنظام التدفئة ، سيكون مطلوبًا معامل التوصيل الحراري لمواد البناء الشائعة.
جدول قيم معامل التوصيل الحراري لمواد البناء المختلفة ، وغالبا ما تستخدم في بناء
حساب فقدان الحرارة من خلال الجدران
باستخدام الكوخ المشروط المكون من طابقين كمثال ، نحسب فقدان الحرارة من خلال هياكل الجدار الخاصة به.
بيانات أولية:
- مربع "مربع" بجدران أمامية بعرض 12 م وارتفاع 7 م ؛
- داخل جدران 16 فتحة ، مساحة كل 2.5 م2;
- مواد الجدران الأمامية - سيراميك من الطوب الصلب ؛
- سمك الجدار - 2 الطوب.
بعد ذلك ، سنقوم بحساب مجموعة المؤشرات التي يتم من خلالها إضافة القيمة الإجمالية لفقدان الحرارة عبر الجدران.
مقاومة انتقال الحرارة
لمعرفة مؤشر مقاومة نقل الحرارة لجدار الواجهة ، من الضروري تقسيم سمك مادة الجدار بواسطة معامل التوصيل الحراري.
بالنسبة لعدد من المواد الإنشائية ، يتم عرض بيانات عن معامل التوصيل الحراري في الصور أعلاه وأدناه.
لإجراء حسابات دقيقة ، سيكون مطلوبًا معامل التوصيل الحراري الموضح في جدول مواد العزل الحراري المستخدمة في البناء.
تم بناء جدارنا الشرطي من الطوب الخزفي الصلب ، الموصلية الحرارية 0.56 واط / محولج. سمكها ، مع مراعاة البناء في مركز التوزيع المركزي ، هو 0.51 م.من خلال تقسيم سمك الجدار عن الموصلية الحرارية للطوب ، نحصل على مقاومة نقل الحرارة للجدار:
0.51: 0.56 = 0.91 واط / م2 × سمن عند
نختتم نتيجة التقسيم إلى منزلتين عشريتين ؛ ليست هناك حاجة إلى بيانات أكثر دقة حول مقاومة نقل الحرارة.
منطقة الجدار الخارجي
نظرًا لاختيار المبنى المربع كمثال ، يتم تحديد مساحة جدرانه بضرب العرض بارتفاع جدار واحد ، ثم بعدد الجدران الخارجية:
12 · 7 · 4 = 336 م2
لذا ، نحن نعرف مساحة الجدران الأمامية. ولكن ماذا عن فتحات النوافذ والأبواب ، التي تشغل معًا 40 م 2 (2.5 · 16 = 40 م2) من الجدار الأمامي ، هل ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار؟
في الواقع ، كيفية حساب التدفئة المستقلة بشكل صحيح في منزل خشبي دون مراعاة مقاومة انتقال الحرارة لهياكل النوافذ والأبواب.
معامل التوصيل الحراري للمواد العازلة للحرارة المستخدمة لعزل الجدران الحاملة
إذا كان من الضروري حساب فقدان الحرارة لمبنى منطقة كبيرة أو منزل دافئ (موفر للطاقة) - نعم ، مع الأخذ في الاعتبار معاملات نقل الحرارة لإطارات النوافذ وأبواب المدخل ستكون صحيحة في الحساب.
ومع ذلك ، بالنسبة للمباني المنخفضة الارتفاع ، فإن IZHS المبنية من المواد التقليدية ، يمكن إهمال فتحات الأبواب والنوافذ. أولئك. لا تأخذ منطقتهم من المساحة الإجمالية للجدران الأمامية.
فقدان حرارة جدار مشترك
نجد فقدان الحرارة للجدار من متر مربع واحد عندما يكون فرق درجة الحرارة بين الهواء داخل المنزل وخارجه درجة واحدة.
للقيام بذلك ، قم بتقسيم الوحدة على مقاومة نقل الحرارة للجدار ، المحسوبة سابقًا:
1: 0.91 = 1.09 واط / م2·حولمن عند
بمعرفة فقدان الحرارة لكل متر مربع من محيط الجدران الخارجية ، يمكنك تحديد فقدان الحرارة في درجات حرارة معينة للشارع.
على سبيل المثال ، إذا كانت درجة الحرارة في الكوخ +20 حولج ، وعلى الشارع -17 حولج ، سيكون فرق درجة الحرارة 20 + 17 = 37 حولج. في مثل هذه الحالة ، سيكون فقدان الحرارة الكلي لجدران منزلنا المشروط:
0.91 · 336 · 37 = 11313 غربًا,
حيث: 0.91 - مقاومة انتقال الحرارة لكل متر مربع من الجدار ؛ 336 - مساحة الجدران الأمامية ؛ 37- فرق درجات الحرارة بين الجو الداخلي والخارجي.
معامل التوصيل الحراري للمواد العازلة للحرارة المستخدمة لعزل الأرضية / الجدار ، لذراع التسوية الأرضية الجافة ومحاذاة الجدار
نقوم بإعادة حساب فقدان الحرارة الناتج في كيلوواط / ساعة ، وهي أكثر ملاءمة للإدراك والحسابات اللاحقة لقوة نظام التدفئة.
فقدان حرارة الجدار في كيلوواط / ساعة
أولاً ، اكتشفنا مقدار الطاقة الحرارية التي ستمر عبر الجدران في ساعة واحدة بفارق درجة حرارة 37 حولمن عند.
نذكرك أن الحساب يتم من أجل منزل ذي خصائص هيكلية ، يتم اختياره بشكل مشروط لحسابات العرض والشرح:
113131: 1000 = 11.313 كيلووات ساعة,
حيث: 11313 - مقدار فقدان الحرارة الذي تم الحصول عليه سابقًا ؛ ساعة واحدة 1000 هو عدد الواط لكل كيلووات.
معامل التوصيل الحراري لمواد البناء المستخدمة لعزل الجدران والأرضيات
لحساب فقدان الحرارة في اليوم ، يتم ضرب فقدان الحرارة الناتج في الساعة بمقدار 24 ساعة:
11.31324 = 271.512 كيلووات ساعة
من أجل الوضوح ، اكتشفنا فقدان الطاقة الحرارية لموسم التسخين الكامل:
7 · 30 · 271.512 = 57017.52 كيلووات ساعة,
حيث: 7 - عدد الأشهر في موسم التسخين ؛ 30 - عدد الأيام في الشهر ؛ 271،512 - فقدان الحرارة اليومي للجدران.
لذا ، فإن الخسارة الحرارية المقدرة للمنزل بخصائص الهياكل المغلقة المحددة أعلاه ستبلغ 57017.52 كيلووات في الساعة لمدة سبعة أشهر من موسم التسخين.
مع مراعاة آثار تهوية المنزل الخاص
على سبيل المثال ، سنحسب فقدان حرارة التهوية خلال موسم التدفئة لكوخ مشروط على شكل مربع ، مع جدار بعرض 12 مترًا وارتفاعه 7 أمتار.
باستثناء الأثاث والجدران الداخلية ، سيكون الحجم الداخلي للجو في هذا المبنى كما يلي:
12 · 12 · 7 = 1008 م3
عند درجة حرارة الهواء +20 حولC (المعيار في موسم التدفئة) كثافته 1.2047 كجم / م3والحرارة النوعية 1.005 كيلوجول / (كجمحولمن عند).
نحسب كتلة الغلاف الجوي في المنزل:
10081.2047 = 1214.34 كجم,
حيث: 1008 - حجم جو المنزل ؛ 1.2047 - كثافة الهواء عند t +20 حولمن عند .
جدول يحتوي على قيمة معامل التوصيل الحراري للمواد التي قد تكون مطلوبة لإجراء حسابات دقيقة
افترض تغييرًا بمقدار خمسة أضعاف في حجم الهواء في مباني المنزل. لاحظ أن الحاجة الدقيقة لحجم الإمداد بالهواء النقي يعتمد على عدد سكان المنزل.
مع متوسط فرق درجات الحرارة بين المنزل والشارع في موسم التسخين ، يساوي 27 حولج (20 حولC المنزل ، -7 حولمع الغلاف الخارجي) في اليوم الواحد لتسخين إمدادات الهواء البارد تحتاج إلى طاقة حرارية:
5.271214.34-1.005 = 164755.58 كيلوجول,
حيث: 5 - عدد التغيرات الجوية في المباني ؛ 27 - فرق درجة الحرارة بين الجو الداخلي والخارجي ؛ 1214.34 - كثافة الهواء عند t +20 حولمن عند؛ 1.005 - حرارة محددة للهواء.
قم بتحويل كيلو جول إلى كيلوواط / ساعة ، وقسمة القيمة على عدد كيلو جول في كيلوواط / ساعة (3600):
164755.58: 3600 = 45.76 كيلووات ساعة
بعد التأكد من تكلفة الطاقة الحرارية لتسخين الهواء في المنزل أثناء استبداله بخمسة أضعاف من خلال تهوية الإمداد ، من الممكن حساب فقدان الحرارة "الهوائي" لموسم التدفئة لمدة سبعة أشهر:
7 · 30 · 45.76 = 9609.6 كيلووات ساعة,
حيث: 7 - عدد الأشهر "الساخنة" ؛ 30 - متوسط عدد الأيام في الشهر ؛ 45.76 - تكاليف الطاقة الحرارية اليومية لتسخين هواء الإمداد.
تكاليف طاقة التهوية (التسلل) أمر لا مفر منه ، لأن تجديد الهواء في المنزل الريفي أمر حيوي.
يجب حساب احتياجات التسخين لجو الهواء القابل للاستبدال في المنزل ، مع تلخيصه بفقدان الحرارة من خلال غلاف المبنى وأخذها في الاعتبار عند اختيار غلاية التدفئة. هناك نوع آخر من استهلاك الطاقة الحرارية ، وهذا الأخير - فقدان حرارة الصرف الصحي.
تكاليف الطاقة لإعداد DHW
إذا كانت المياه الباردة خلال الأشهر الأكثر دفئًا تأتي من الصنبور إلى المنزل الريفي ، فإنها تكون جليدية في موسم التدفئة ، مع درجة حرارة لا تتجاوز +5 حوللا يمكن الاستحمام وغسل الأطباق والغسيل بدون تسخين الماء.
الماء الذي يتم جمعه في وعاء المرحاض يلامس الغلاف الجوي من خلال الجدران ، مع القليل من الحرارة. ماذا يحدث للماء الساخن عن طريق حرق الوقود غير الحر وإنفاقه على الاحتياجات المنزلية؟ يسكب في المجاري.
مرجل مزدوج الدائرة مزود بغلاية تسخين غير مباشرة ، يُستخدم لتسخين سائل التبريد ولتوفير الماء الساخن للدائرة المصممة له
تأمل في مثال. عائلة مكونة من ثلاثة ، افترض أن تنفق 17 م3 الماء شهريا. 1000 كجم / م3 - كثافة الماء و 4.183 كيلو جول / كجمحولC هي حرارتها النوعية.
متوسط درجة حرارة تسخين المياه مخصص للاحتياجات المنزلية ، فليكن +40 حولوبناء على ذلك ، فإن الفرق في متوسط درجة الحرارة بين دخول الماء البارد إلى المنزل (+5 حولج) ويسخن في غلاية (+30 حولج) اتضح 25 حولمن عند.
لحساب فقدان حرارة الصرف الصحي ، نعتبر:
17 · 1000 · 25 · 4.183 = 1777775 كيلوجول,
حيث: 17 - الحجم الشهري لاستهلاك المياه ؛ 1000 هي كثافة الماء ؛ 25 - فرق درجة الحرارة بين الماء البارد والمسخن ؛ 4،183 - حرارة محددة للماء ؛
لتحويل كيلو جول إلى ساعات كيلوواط مفهومة أكثر:
1777775: 3600 = 493.82 كيلووات ساعة
وهكذا ، لمدة سبعة أشهر من موسم التسخين ، الطاقة الحرارية في كمية:
493.827 = 3456.74 كيلووات ساعة
استهلاك الطاقة الحرارية لتسخين المياه للاحتياجات الصحية صغير ، مقارنة بفقدان الحرارة من خلال الجدران والتهوية. ولكن هذا أيضًا استهلاك الطاقة ، وتحميل غلاية التدفئة أو المرجل والتسبب في استهلاك الوقود.
حساب قوة المرجل
تم تصميم الغلاية في نظام التدفئة لتعويض فقدان الحرارة للمبنى. وأيضًا ، في حالة نظام الدائرة المزدوجة أو عند تجهيز مرجل بغلاية تسخين غير مباشرة ، لتسخين المياه للاحتياجات الصحية.
من خلال حساب فقدان الحرارة اليومي واستهلاك الماء الدافئ "لمياه الصرف الصحي" ، من الممكن تحديد سعة الغلاية اللازمة بدقة للمنزل الريفي في منطقة معينة وخصائص الهياكل المرفقة.
تنتج الغلاية أحادية الدائرة فقط وسيلة تسخين لنظام التسخين
لتحديد قوة غلاية التدفئة ، من الضروري حساب تكلفة الطاقة الحرارية للمنزل من خلال جدران الواجهة وتسخين جو الهواء القابل للاستبدال في الداخل.
مطلوب بيانات عن فقدان الحرارة في كيلوواط / ساعة في اليوم - في حالة وجود منزل مشروط ، محسوبًا كمثال ، هذا:
271.512 + 45.76 = 317.272 كيلووات ساعة,
حيث: 271.512 - فقدان حراري يومي للجدران الخارجية ؛ 45.76 - فقد حراري يومي لتسخين هواء التزويد.
وفقًا لذلك ، ستكون سعة التسخين اللازمة للغلاية:
317.272: 24 (ساعة) = 13.22 كيلوواط
ومع ذلك ، ستكون هذه الغلاية تحت حمولة عالية باستمرار ، مما يقلل من مدة خدمتها. وفي الأيام شديدة البرودة بشكل خاص ، لن تكون السعة المقدرة للغلاية كافية ، لأنه مع اختلاف درجة الحرارة المرتفع بين الأجواء الداخلية والخارجية ، سيزيد فقدان الحرارة للمبنى بشكل حاد.
لذلك ، لا يستحق اختيار المرجل وفقًا لمتوسط حساب تكاليف الطاقة الحرارية - فقد لا يكون قادرًا على التعامل مع الصقيع الشديد.
سيكون من المنطقي زيادة السعة المطلوبة لمعدات الغلاية بنسبة 20 ٪:
13.22.2 + 13.22 = 15.86 كيلو واط
لحساب الطاقة المطلوبة للدائرة الثانية من الغلاية ، وتسخين المياه لغسل الأطباق ، والاستحمام ، وما إلى ذلك ، من الضروري تقسيم الاستهلاك الحراري الشهري لخسائر الحرارة "المجاري" على عدد الأيام في الشهر وعلى مدار 24 ساعة:
493.82: 30: 24 = 0.68 كيلووات
وفقًا لنتائج الحساب ، فإن قوة الغلاية المثلى لمثال الكوخ هي 15.86 كيلو واط لدائرة التسخين و 0.68 كيلو واط لدائرة التسخين.
اختيار المشعات
تقليديا ، يوصى بأن يتم اختيار قوة مشعاع التدفئة وفقًا لمنطقة الغرفة الساخنة ، ومع المبالغة 15-20 ٪ من متطلبات الطاقة ، في حالة.
كمثال ، دعونا نفكر في مدى صحة طريقة اختيار المبرد "10 م 2 من المساحة - 1.2 كيلو واط".
يعتمد خرج الحرارة من المشعات على كيفية توصيلها ، والتي يجب أخذها في الاعتبار عند حساب نظام التدفئة
البيانات الأولية: غرفة الزاوية في الطابق الأول من منزل من طابقين IZHS ؛ جدار خارجي من صف مزدوج من الطوب الخزفي ؛ عرض الغرفة 3 م ، الطول 4 م ، ارتفاع السقف 3 م.
وفقًا لمخطط الاختيار المبسط ، يُقترح حساب مساحة الغرفة ، ونعتبر:
3 (عرض) · 4 (طول) = 12 م2
أولئك. الطاقة المطلوبة لمبرد التدفئة بعلاوة 20٪ هي 14.4 كيلو واط. والآن نحسب معلمات الطاقة لمبرد التدفئة بناءً على فقدان الحرارة في الغرفة.
في الواقع ، تؤثر مساحة الغرفة على فقدان الطاقة الحرارية أقل من مساحة جدرانها التي تمتد على جانب واحد من المبنى (الأمامي).
لذلك ، سنأخذ بعين الاعتبار بالضبط مساحة جدران "الشارع" المتاحة في الغرفة:
3 (عرض) · 3 (ارتفاع) + 4 (طول) · 3 (ارتفاع) = 21 م2
بمعرفة مساحة الجدران التي تنقل الحرارة "إلى الشارع" ، نحسب فقدان الحرارة مع اختلاف في درجة حرارة الغرفة والشارع من 30حول (في المنزل +18 حولج ، خارج -12 حولج) وعلى الفور بالكيلوواط ساعة:
0.91 · 21 · 30: 1000 = 0.57 كيلووات,
حيث: 0.91 - مقاومة انتقال الحرارة m2 من جدران الغرف التي تواجه "الشارع" ؛ 21 - مساحة أسوار "الشارع" ؛ 30 - فرق درجة الحرارة داخل المنزل وخارجه ؛ 1000 هو عدد الواط لكل كيلووات.
وفقًا لمعايير البناء ، توجد أجهزة التدفئة في أماكن الحد الأقصى من فقدان الحرارة. على سبيل المثال ، يتم تثبيت المشعاعات تحت فتحات النوافذ ، وبنادق حرارية - فوق مدخل المنزل. في غرف الزاوية ، يتم تثبيت البطاريات على جدران باهتة تخضع لرياح قصوى.
اتضح أنه للتعويض عن فقدان الحرارة من خلال جدران الواجهة لهذا التصميم ، عند 30حول فرق درجة الحرارة في المنزل وفي الشارع هو تدفئة كافية بسعة 0.57 كيلو واط ساعة. نقوم بزيادة الطاقة المطلوبة بنسبة 20 ، حتى بنسبة 30٪ - نحصل على 0.74 كيلووات في الساعة.
وبالتالي ، يمكن أن تكون متطلبات الطاقة الحقيقية للتدفئة أقل بكثير من خطة التداول "1.2 كيلو واط لكل متر مربع من المساحة الأرضية".
علاوة على ذلك ، فإن الحساب الصحيح للسعة المطلوبة لمشعات التدفئة سيقلل من كمية المبرد في نظام التدفئة ، مما سيقلل الحمل على الغلاية وتكاليف الوقود.
حيث تنتقل الحرارة من المنزل - يقدم الفيديو الإجابات:
في الفيديو ، يتم مراعاة إجراء حساب فقدان الحرارة للمنزل من خلال غلاف المبنى. بمعرفة فقدان الحرارة ، يمكنك حساب قوة نظام التدفئة بدقة:
للحصول على فيديو مفصل حول مبادئ اختيار خصائص الطاقة لمرجل التدفئة ، انظر أدناه:
يرتفع إنتاج الحرارة سنويًا - ترتفع أسعار الوقود. والحرارة ليست كافية باستمرار. لا يمكنك أن تكون غير مبال باستهلاك الطاقة للمنزل - إنه غير مربح تمامًا.
من ناحية ، يكلف كل موسم تسخين جديد مالك المنزل أكثر وأكثر تكلفة. من ناحية أخرى ، يكلف عزل الجدران والأساسات وأسقف الضواحي أموالا جيدة. ومع ذلك ، كلما قل الحرارة التي تغادر المبنى ، كلما كان تسخينه أرخص..
الحفاظ على الحرارة في مباني المنزل هو المهمة الرئيسية لنظام التدفئة في أشهر الشتاء. يعتمد اختيار طاقة غلاية التدفئة على حالة المنزل وجودة العزل لهياكله المغلقة. يعمل مبدأ "كيلووات لكل 10 مربعات من المساحة" في كوخ متوسط حالة الواجهات والأسقف والأساسات.
هل قمت بحساب نظام التدفئة لمنزلك بشكل مستقل؟ أو هل لاحظت عدم تطابق في الحسابات الواردة في المقالة؟ شارك خبرتك العملية أو حجم المعرفة النظرية عن طريق ترك تعليق في الكتلة ضمن هذه المقالة.