حساب نظام التدفئة لمنزل خاص: القواعد وأمثلة الحساب
يعد تدفئة المنزل الخاص عنصرًا ضروريًا للسكن المريح. توافق على أنه ينبغي التعامل مع ترتيب مجمع التدفئة بعناية، لأن... الأخطاء ستكون مكلفة.لكن ألم تقم بمثل هذه الحسابات من قبل ولا تعرف كيفية تنفيذها بشكل صحيح؟
سنساعدك - في مقالتنا سننظر بالتفصيل في كيفية حساب نظام التدفئة في منزل خاص لتجديد فقدان الحرارة بشكل فعال خلال أشهر الشتاء.
سنقدم أمثلة محددة، ونكمل المقالة بالصور المرئية ونصائح الفيديو المفيدة، بالإضافة إلى الجداول ذات الصلة مع المؤشرات والمعاملات اللازمة للحسابات.
محتوى المقال:
فقدان الحرارة لمنزل خاص
يفقد المبنى الحرارة بسبب اختلاف درجات حرارة الهواء داخل المنزل وخارجه. كلما زادت مساحة غلاف المبنى (النوافذ، السقف، الجدران، الأساس)، كلما زاد فقدان الحرارة.
أيضًا فقدان الطاقة الحرارية المرتبطة بمواد الهياكل المرفقة وأبعادها. على سبيل المثال، فقدان الحرارة من الجدران الرقيقة أكبر من الجدران السميكة.
فعال حساب التدفئة بالنسبة لمنزل خاص، يجب أن تأخذ في الاعتبار المواد المستخدمة في بناء الهياكل المغلقة.
على سبيل المثال، مع سماكة متساوية للجدران المصنوعة من الخشب والطوب، فإنها تقوم بتوصيل الحرارة بكثافة مختلفة - يكون فقدان الحرارة من خلال الهياكل الخشبية أبطأ. بعض المواد تنقل الحرارة بشكل أفضل (المعادن، الطوب، الخرسانة)، والبعض الآخر أسوأ (الخشب، الصوف المعدني، رغوة البوليسترين).
يرتبط الجو داخل المبنى السكني بشكل غير مباشر بالبيئة الجوية الخارجية. تقوم الجدران وفتحات النوافذ والأبواب والسقف والأساسات بنقل الحرارة من المنزل إلى الخارج في الشتاء، مما يوفر البرودة في المقابل. إنها تمثل 70-90٪ من إجمالي فقدان الحرارة للمنزل.
ويحدث أيضًا تسرب مستمر للطاقة الحرارية خلال موسم التدفئة من خلال التهوية والصرف الصحي.
عند حساب فقدان الحرارة لبناء المساكن الفردية، عادة لا تؤخذ هذه البيانات في الاعتبار. لكن تضمين فقدان الحرارة من خلال أنظمة الصرف الصحي والتهوية في الحساب الحراري الإجمالي للمنزل لا يزال هو القرار الصحيح.
من المستحيل حساب دائرة التدفئة المستقلة لمنزل ريفي دون تقييم فقدان الحرارة للهياكل المحيطة به. بتعبير أدق، لن ينجح الأمر تحديد قوة غلاية التدفئةيكفي لتدفئة الكوخ في أشد الصقيع.
إن تحليل الاستهلاك الفعلي للطاقة الحرارية من خلال الجدران سيسمح لنا بمقارنة تكاليف معدات الغلايات والوقود مع تكاليف العزل الحراري للهياكل المحيطة.
بعد كل شيء، كلما كان المنزل أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، أي. وكلما قلت الطاقة الحرارية التي تفقدها خلال أشهر الشتاء، انخفضت تكلفة شراء الوقود.
لحساب نظام التدفئة بشكل صحيح سوف تحتاج معامل التوصيل الحراري مواد البناء المشتركة.
حساب فقدان الحرارة من خلال الجدران
باستخدام مثال كوخ تقليدي مكون من طابقين، سنقوم بحساب فقدان الحرارة من خلال هياكل جدرانه.
البيانات الأولية:
- "صندوق" مربع بجدران واجهة عرضها 12 مترًا وارتفاعها 7 أمتار؛
- يوجد في الجدران 16 فتحة مساحة كل منها 2.5م2;
- مادة جدار الواجهة – طوب السيراميك الصلب.
- سمك الجدار – 2 طوب.
بعد ذلك، سوف نقوم بحساب مجموعة من المؤشرات التي تشكل القيمة الإجمالية لفقد الحرارة من خلال الجدران.
مؤشر مقاومة انتقال الحرارة
لمعرفة مؤشر مقاومة انتقال الحرارة لجدار الواجهة، تحتاج إلى تقسيم سمك مادة الجدار على معامل التوصيل الحراري الخاص بها.
بالنسبة لعدد من المواد الإنشائية، يتم عرض البيانات المتعلقة بمعامل التوصيل الحراري في الصور أعلاه وأدناه.
جدارنا المشروط مبني من الطوب الخزفي الصلب، معامل التوصيل الحراري له هو 0.56 واط/مياج- سمكه مع الأخذ في الاعتبار البناء في الأرضية المركزية هو 0.51 م، وبتقسيم سمك الجدار على معامل التوصيل الحراري للطوب، نحصل على مقاومة انتقال الحرارة للجدار:
0.51 : 0.56 = 0.91 واط/م2×سمع
نقوم بتقريب نتيجة القسمة إلى منزلتين عشريتين؛ ليست هناك حاجة لبيانات أكثر دقة حول مقاومة انتقال الحرارة.
منطقة الجدار الخارجي
وبما أن المثال عبارة عن مبنى مربع، يتم تحديد مساحة جدرانه بضرب العرض في ارتفاع الجدار الواحد، ثم في عدد الجدران الخارجية:
12 7 4 = 336 م2
لذلك، نحن نعرف مساحة جدران الواجهة. ولكن ماذا عن فتحات النوافذ والأبواب، والتي تشغل معًا مساحة 40 م2 (2.5 × 16 = 40 م)2) جدار الواجهة، هل يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار؟
في الواقع، كيفية حساب بشكل صحيح التدفئة المستقلة في منزل خشبي دون مراعاة مقاومة انتقال الحرارة لهياكل النوافذ والأبواب.
إذا كنت بحاجة إلى حساب فقدان الحرارة لمبنى كبير أو منزل دافئ (موفر للطاقة) - نعم، مع مراعاة معاملات نقل الحرارة لإطارات النوافذ وأبواب المدخل عند الحساب سيكون صحيحًا.
ومع ذلك، بالنسبة للمباني السكنية الفردية منخفضة الارتفاع المبنية من مواد تقليدية، يمكن إهمال فتحات الأبواب والنوافذ. أولئك. ولا تطرح مساحتها من المساحة الإجمالية لجدران الواجهة.
فقدان الحرارة العام من الجدران
نكتشف فقدان الحرارة للجدار لكل متر مربع عندما تختلف درجة حرارة الهواء داخل المنزل وخارجه بمقدار درجة واحدة.
للقيام بذلك، قم بتقسيم الوحدة على مقاومة انتقال الحرارة للجدار، المحسوبة مسبقًا:
1: 0.91 = 1.09 واط/م2·يامع
بمعرفة فقدان الحرارة لكل متر مربع من محيط الجدران الخارجية، من الممكن تحديد فقدان الحرارة عند درجات حرارة خارجية معينة.
على سبيل المثال، إذا كانت درجة الحرارة في الكوخ +20 ياج، ودرجة الحرارة -17 بالخارج ياج، سيكون الفرق في درجات الحرارة 20+17=37 ياج. في مثل هذه الحالة، سيكون إجمالي فقدان الحرارة من جدران منزلنا المشروط:
0.9133637 = 11313 واط,
حيث: 0.91 - مقاومة انتقال الحرارة لكل متر مربع من الجدار؛ 336 - مساحة جدران الواجهة. 37- اختلاف درجات الحرارة بين أجواء الغرفة والشارع.
دعونا نعيد حساب قيمة فقدان الحرارة الناتجة إلى كيلووات / ساعة، فهي أكثر ملاءمة للإدراك والحسابات اللاحقة لقوة نظام التدفئة.
فقدان الحرارة من الجدران بالكيلووات/ساعة
أولاً، دعونا نكتشف مقدار الطاقة الحرارية التي ستمر عبر الجدران خلال ساعة واحدة مع اختلاف درجة الحرارة بمقدار 37 يامع.
نذكرك أنه يتم إجراء الحساب لمنزل ذي خصائص هيكلية تم اختيارها بشكل مشروط للحسابات التوضيحية:
11313 · 1 : 1000 = 11.313 كيلووات ساعة,
حيث: 11313 هو مقدار فقدان الحرارة الذي تم الحصول عليه سابقًا؛ 1 ساعة؛ 1000 هو عدد واط في كيلووات.
لحساب فقدان الحرارة يوميًا، اضرب فقدان الحرارة الناتج لكل ساعة في 24 ساعة:
11.313 24 = 271.512 كيلووات ساعة
من أجل الوضوح، دعونا نتعرف على فقدان الطاقة الحرارية لموسم التدفئة الكامل:
7 30 271.512 = 57017.52 كيلووات ساعة,
حيث: 7 هو عدد الأشهر في موسم التدفئة؛ 30 - عدد أيام الشهر؛ 271.512 - فقدان الحرارة اليومي للجدران.
لذلك، فإن فقدان الحرارة المقدر للمنزل الذي يتميز بخصائص الهياكل المحيطة المحددة أعلاه سيكون 57017.52 كيلووات في الساعة لمدة سبعة أشهر من موسم التدفئة.
مع الأخذ في الاعتبار تأثير التهوية في منزل خاص
على سبيل المثال، سوف نقوم بحساب فقدان حرارة التهوية خلال موسم التدفئة لمنزل تقليدي مربع الشكل، بجدار يبلغ عرضه 12 مترًا وارتفاعه 7 أمتار.
دون الأخذ بعين الاعتبار الأثاث والجدران الداخلية، سيكون الحجم الداخلي للجو في هذا المبنى:
12 12 7 = 1008 م3
عند درجة حرارة الهواء +20 ياC (المعيار خلال موسم التدفئة)، وكثافته 1.2047 كجم/م3، والسعة الحرارية النوعية هي 1.005 كيلوجول/(كجم·يامع).
دعونا نحسب كتلة الغلاف الجوي في المنزل:
1008 · 1.2047 = 1214.34 كجم,
حيث: 1008 هو حجم جو المنزل؛ 1.2047 - كثافة الهواء عند t +20 يامع .
لنفترض أن هناك تغيرًا بمقدار خمسة أضعاف في حجم الهواء في المنزل. لاحظ أن الدقيق متطلبات حجم العرض الهواء النقي يعتمد على عدد سكان الكوخ.
حيث يبلغ متوسط فرق درجة الحرارة بين المنزل والشارع خلال موسم التدفئة 27 درجة ياج(20 يامن المنزل -7 يامن الجو الخارجي)، تكون الطاقة الحرارية التالية مطلوبة يوميًا لتسخين الهواء البارد:
5 27 1214.34 1.005 = 164755.58 كيلوجول,
حيث: 5 هو عدد تغيرات الهواء الداخلي؛ 27- اختلاف درجات الحرارة بين أجواء الغرفة والشارع. 1214.34 - كثافة الهواء عند t +20 يامع؛ 1.005 هي السعة الحرارية النوعية للهواء.
دعونا نحول كيلوجول إلى كيلووات ساعة عن طريق قسمة القيمة على عدد كيلوجول في كيلووات ساعة واحدة (3600):
164755.58 : 3600 = 45.76 كيلووات ساعة
بعد معرفة تكلفة الطاقة الحرارية لتسخين الهواء في المنزل عند استبداله خمس مرات من خلال التهوية القسرية، يمكننا حساب فقدان حرارة "الهواء" لموسم تدفئة مدته سبعة أشهر:
7 30 45.76 = 9609.6 كيلووات ساعة,
حيث: 7 هو عدد الأشهر "الساخنة"؛ 30 هو متوسط عدد أيام الشهر؛ 45.76 - استهلاك الطاقة الحرارية اليومي لتسخين هواء الإمداد.
استهلاك الطاقة للتهوية (التسلل) أمر لا مفر منه، لأن تحديث الهواء في المباني المنزلية أمر حيوي.
يجب حساب احتياجات التدفئة لجو الهواء المتغير في المنزل وتلخيصها مع فقدان الحرارة من خلال غلاف المبنى وأخذها في الاعتبار عند اختيار غلاية التدفئة. هناك نوع آخر من استهلاك الطاقة الحرارية، والأخير هو فقدان حرارة المجاري.
استهلاك الطاقة لإعداد DHW
إذا كان الماء البارد يأتي من الصنبور إلى الكوخ في الأشهر الدافئة، فخلال موسم التدفئة يكون الجو جليديًا، مع درجة حرارة لا تزيد عن +5 ياج- يستحيل الاستحمام وغسل الصحون وغسل الملابس دون تسخين الماء.
تتلامس المياه المتجمعة في صهريج المرحاض من خلال الجدران مع جو المنزل، مما يؤدي إلى إزالة بعض الحرارة. ماذا يحدث للمياه التي يتم تسخينها بحرق الوقود غير الحر وإنفاقها على الاحتياجات المنزلية؟ يتم سكبه في المجاري.
لنلقي نظرة على مثال. لنفترض أن عائلة مكونة من ثلاثة استخدامات 17 م3 الماء شهريا. 1000 كجم/م3 هي كثافة الماء، و4.183 كيلوجول/كجمياC هي السعة الحرارية المحددة.
دع متوسط \u200b\u200bدرجة حرارة تسخين المياه المخصصة للاحتياجات المنزلية +40 ياج- وعليه فإن الفرق في متوسط درجة الحرارة بين الماء البارد الداخل إلى المنزل (+5 ياج) ويتم تسخينه في غلاية (+30 ياج) اتضح 25 يامع.
لحساب خسائر حرارة المجاري نأخذ بعين الاعتبار:
171000 25 4.183 = 1777775 كيلوجول,
حيث: 17 هو الحجم الشهري لاستهلاك المياه؛ 1000 هي كثافة الماء. 25- فرق درجة الحرارة بين الماء البارد والساخن. 4.183 - السعة الحرارية النوعية للماء؛
لتحويل كيلوجول إلى كيلووات ساعة أكثر قابلية للفهم:
1777775 : 3600 = 493.82 كيلووات ساعة
وهكذا، خلال فترة السبعة أشهر من موسم التدفئة، تدخل الطاقة الحرارية إلى المجاري بمبلغ:
493.827 = 3456.74 كيلووات ساعة
استهلاك الطاقة الحرارية لتسخين المياه للاحتياجات الصحية صغير مقارنة بفقد الحرارة من خلال الجدران والتهوية. ولكن هذه أيضًا تكاليف الطاقة التي تقوم بتحميل غلاية التدفئة أو الغلاية وتتسبب في استهلاك الوقود.
حساب قوة غلاية التدفئة
تم تصميم المرجل كجزء من نظام التدفئة للتعويض عن فقدان الحرارة في المبنى. وأيضا في حالة نظام الدائرة المزدوجة أو عند تجهيز الغلاية بغلاية تسخين غير مباشرة لتسخين الماء لتلبية الاحتياجات الصحية.
من خلال حساب فقدان الحرارة اليومي واستهلاك الماء الدافئ "إلى المجاري"، يمكنك تحديد قوة الغلاية المطلوبة بدقة لمنزل ريفي في منطقة معينة وخصائص الهياكل المحيطة.
لتحديد قوة غلاية التدفئة، من الضروري حساب تكلفة الطاقة الحرارية للمنزل من خلال جدران الواجهة ولتدفئة جو الهواء المتغير في الداخل.
مطلوب بيانات عن فقدان الحرارة بالكيلوواط/ساعة يوميًا - في حالة المنزل التقليدي، محسوبًا على سبيل المثال، هذا هو:
271.512 + 45.76 = 317.272 كيلووات ساعة,
حيث: 271.512 - فقدان الحرارة اليومي من الجدران الخارجية؛ 45.76 - فقدان الحرارة اليومي لتسخين هواء الإمداد.
وبناء على ذلك فإن قوة التسخين المطلوبة للغلاية ستكون:
317.272: 24 (ساعة) = 13.22 كيلوواط
ومع ذلك، فإن مثل هذا المرجل سيكون تحت حمولة عالية باستمرار، مما يقلل من عمر الخدمة. وفي الأيام الفاترة بشكل خاص، لن تكون قوة تصميم المرجل كافية، لأنه مع اختلاف درجة الحرارة العالية بين أجواء الغرفة والشارع، سيزداد فقدان الحرارة للمبنى بشكل حاد.
لهذا اختر غلاية وفقًا لمتوسط \u200b\u200bحساب تكاليف الطاقة الحرارية، لا يستحق الأمر ذلك - فقد لا يكون قادرًا على التعامل مع الصقيع الشديد.
سيكون من المنطقي زيادة الطاقة المطلوبة لمعدات الغلايات بنسبة 20٪:
13.22 · 0.2 + 13.22 = 15.86 كيلو واط
لحساب الطاقة المطلوبة للدائرة الثانية للغلاية التي تقوم بتسخين المياه لغسل الأطباق والاستحمام وما إلى ذلك، تحتاج إلى تقسيم الاستهلاك الحراري الشهري لفقد حرارة "المجاري" على عدد أيام الشهر وعلى 24 ساعة :
493.82:30:24 = 0.68 كيلوواط
بناءً على الحسابات، فإن طاقة الغلاية المثالية للكوخ المثال هي 15.86 كيلووات لدائرة التسخين و0.68 كيلووات لدائرة التسخين.
اختيار مشعات التدفئة
تقليديا قوة المبرد التدفئة يوصى بالاختيار وفقًا لمساحة الغرفة المُدفأة، ومع المبالغة في تقدير احتياجات الطاقة بنسبة 15-20٪، فقط في حالة.
على سبيل المثال، دعونا نلقي نظرة على مدى صحة منهجية اختيار المبرد "مساحة 10 م 2 - 1.2 كيلو واط".
البيانات الأولية: غرفة زاوية في الطابق الأول لمبنى تشييد سكني فردي مكون من طابقين؛ الجدار الخارجي مصنوع من الطوب الخزفي ذو الصف المزدوج. عرض الغرفة 3 م، الطول 4 م، ارتفاع السقف 3 م.
باستخدام مخطط اختيار مبسط، يقترح حساب مساحة الغرفة، ونحن نعتبر:
3 (العرض) 4 (الطول) = 12 م2
أولئك. الطاقة المطلوبة لمبرد التدفئة مع زيادة بنسبة 20٪ هي 14.4 كيلو واط. الآن دعونا نحسب معلمات الطاقة لمبرد التدفئة بناءً على فقدان حرارة الغرفة.
وفي الواقع فإن مساحة الغرفة تؤثر على فقدان الطاقة الحرارية أقل من مساحة جدرانها المواجهة لجانب واحد خارج المبنى (الواجهة).
لذلك، سوف نقوم بحساب مساحة جدران "الشارع" الموجودة في الغرفة بالضبط:
3 (العرض) 3 (الارتفاع) + 4 (الطول) 3 (الارتفاع) = 21 م2
بمعرفة مساحة الجدران التي تنقل الحرارة "للشارع" سنحسب الفاقد الحراري إذا اختلفت درجة حرارة الغرفة والشارع بمقدار 30يا (في المنزل +18 ياج، خارج -12 ياج)، وعلى الفور بالكيلوواط/ساعة:
0.91 21 30: 1000 = 0.57 كيلو واط,
حيث: 0.91 - مقاومة انتقال الحرارة م2 لجدران الغرفة المواجهة للخارج؛ 21 - مساحة أسوار "الشارع" ؛ 30- اختلاف درجات الحرارة داخل المنزل وخارجه؛ 1000 هو عدد واط في كيلووات.
اتضح أن التعويض عن فقدان الحرارة من خلال جدران الواجهة لهذا الهيكل هو 30يا ونظرًا لاختلاف درجات الحرارة داخل المنزل وخارجه، فإن التدفئة بسعة 0.57 كيلووات في الساعة كافية. لنقم بزيادة الطاقة المطلوبة بنسبة 20 أو حتى 30٪ - نحصل على 0.74 كيلووات في الساعة.
وبالتالي، قد تكون متطلبات طاقة التدفئة الحقيقية أقل بكثير من مخطط التداول "1.2 كيلو واط لكل متر مربع من مساحة الغرفة".
علاوة على ذلك، فإن الحساب الصحيح للطاقة المطلوبة لمشعات التدفئة سوف يقلل من الحجم المبرد في نظام التدفئةمما سيقلل من الحمل على الغلاية وتكاليف الوقود.
استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع
أين تذهب الحرارة من المنزل - الإجابات مقدمة من خلال فيديو مرئي:
يناقش الفيديو إجراء حساب فقدان الحرارة للمنزل من خلال غلاف المبنى. من خلال معرفة فقدان الحرارة، يمكنك حساب قوة نظام التدفئة بدقة:
للحصول على فيديو مفصل حول مبادئ اختيار خصائص الطاقة لغلاية التدفئة، انظر أدناه:
يصبح إنتاج الحرارة أكثر تكلفة كل عام - ترتفع أسعار الوقود. ولا توجد دائمًا حرارة كافية. من المستحيل أن تكون غير مبال باستهلاك الطاقة في المنزل الريفي - فهو غير مربح على الإطلاق.
من ناحية، كل موسم تدفئة جديد يكلف صاحب المنزل أكثر فأكثر. من ناحية أخرى، فإن عزل الجدران والأساسات وسقف المنزل الريفي يكلف أموالاً جيدة. ومع ذلك، كلما قلت الحرارة التي تخرج من المبنى، كلما كانت تسخينه أرخص.
يعد الحفاظ على الحرارة في مباني المنزل المهمة الرئيسية لنظام التدفئة خلال أشهر الشتاء.يعتمد اختيار قوة غلاية التدفئة على حالة المنزل وجودة عزل الهياكل المحيطة به. يعمل مبدأ "كيلووات لكل 10 أمتار مربعة" في كوخ بحالة متوسطة للواجهات والسقف والأساس.
هل قمت بحساب نظام التدفئة لمنزلك بنفسك؟ أو هل لاحظت وجود تناقض في الحسابات الواردة في المقالة؟ شارك خبرتك العملية أو مقدار المعرفة النظرية من خلال ترك تعليق في المربع الموجود أسفل هذه المقالة.
من الجيد أنه أصبح من الممكن الآن حساب نظام التدفئة في منزل خاص بشكل صحيح. ومن خلال تجنب الأخطاء في مرحلة التخطيط، فإننا نوفر الكثير من المال والوقت والأعصاب، مع الحصول على ظروف معيشية مريحة. في السابق، كان كل شيء يتم عن طريق العين، لمجرد نزوة، وفي كثير من الأحيان كان لا بد من إكماله أو إعادة بنائه بالكامل. من الرائع أن يتم تطبيق العلم.
إذا كنت ترغب في منزل دافئ ومريح، فيجب عليك حساب نظام التدفئة. لحسن الحظ، يوجد الآن الكثير من الآلات الحاسبة عبر الإنترنت على الإنترنت والتي تعمل على تبسيط المهمة.