Berekening van het verwarmingssysteem van een woonhuis: regels en rekenvoorbeelden

Het verwarmen van een privéwoning is een noodzakelijk onderdeel van comfortabele huisvesting. Ben het ermee eens dat de inrichting van het verwarmingscomplex zorgvuldig moet worden benaderd, omdat... fouten zullen kostbaar zijn.Maar heb je nog nooit zulke berekeningen gemaakt en weet je niet hoe je ze correct moet uitvoeren?

Wij zullen u helpen - in ons artikel zullen we in detail bekijken hoe u het verwarmingssysteem van een privéwoning kunt berekenen om het warmteverlies tijdens de wintermaanden effectief aan te vullen.

We zullen specifieke voorbeelden geven, het artikel aanvullen met visuele foto's en nuttige videotips, evenals relevante tabellen met indicatoren en coëfficiënten die nodig zijn voor berekeningen.

Warmteverlies van een privéwoning

Het gebouw verliest warmte door het verschil in luchttemperatuur binnen en buiten het huis. Hoe groter het oppervlak van de gebouwschil (ramen, dak, muren, fundering), hoe groter het warmteverlies.

Ook thermische energieverlies geassocieerd met de materialen van omhullende structuren en hun afmetingen. Het warmteverlies bij dunne muren is bijvoorbeeld groter dan bij dikke muren.

Effectief verwarming berekening voor een privéwoning moet rekening worden gehouden met de materialen die worden gebruikt bij de constructie van omhullende constructies.

Met muren van hout en baksteen van gelijke dikte geleiden ze bijvoorbeeld warmte met verschillende intensiteiten - het warmteverlies door houten constructies is langzamer. Sommige materialen brengen de warmte beter over (metaal, baksteen, beton), andere slechter (hout, minerale wol, polystyreenschuim).

De atmosfeer in een woongebouw houdt indirect verband met de buitenlucht. Muren, raam- en deuropeningen, dak en fundering dragen in de winter warmte over van het huis naar buiten en leveren in ruil daarvoor koude. Ze zijn verantwoordelijk voor 70-90% van het totale warmteverlies van het huisje.

Muren, dak, ramen en deuren: alles zorgt ervoor dat de warmte in de winter kan ontsnappen. De warmtebeeldcamera zal duidelijk warmtelekken laten zien

Constante lekkage van thermische energie tijdens het stookseizoen vindt ook plaats via ventilatie en riolering.

Bij het berekenen van het warmteverlies van individuele woningbouw wordt met deze gegevens meestal geen rekening gehouden. Maar het meenemen van warmteverliezen via riolering en ventilatiesystemen in de totale thermische berekening van een huis is nog steeds de juiste beslissing.

Een goed ontworpen thermisch isolatiesysteem kan de warmtelekken die door bouwconstructies en deur-/raamopeningen passeren aanzienlijk verminderen.

Het is onmogelijk om het autonome verwarmingscircuit van een landhuis te berekenen zonder het warmteverlies van de omringende structuren te beoordelen. Om precies te zijn, het zal niet werken bepaal het vermogen van de verwarmingsketel, voldoende om het huisje te verwarmen bij de meest strenge vorst.

Analyse van het werkelijke verbruik van thermische energie door de muren zal ons in staat stellen de kosten van ketelapparatuur en brandstof te vergelijken met de kosten van thermische isolatie van omhullende constructies.

Hoe energiezuiniger een huis immers is. Hoe minder thermische energie er tijdens de wintermaanden verloren gaat, hoe lager de aankoopkosten van brandstof.

Om het verwarmingssysteem dat u nodig heeft correct te berekenen coëfficiënt van thermische geleidbaarheid gangbare bouwmaterialen.

Tabel met thermische geleidbaarheidscoëfficiënten van verschillende bouwmaterialen die het vaakst in de bouw worden gebruikt

Berekening van warmteverlies door muren

Aan de hand van het voorbeeld van een conventioneel huisje met twee verdiepingen, berekenen we het warmteverlies via de muurconstructies.

Initiële data:

• een vierkante “doos” met gevelwanden van 12 m breed en 7 m hoog;
• Er zijn 16 openingen in de muren, elk gebied is 2,5 m²;
• materiaal gevelwand – massieve keramische baksteen;
• wanddikte – 2 stenen.

Vervolgens berekenen we een groep indicatoren die de totale waarde van warmteverlies door de muren vormen.

Weerstandsindex voor warmteoverdracht

Om de warmteoverdrachtsweerstandsindex van een gevelmuur te bepalen, moet u de dikte van het muurmateriaal delen door de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt.

Voor een aantal structurele materialen worden gegevens over de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt weergegeven in de afbeeldingen hierboven en hieronder.

Voor nauwkeurige berekeningen heeft u de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt nodig van de thermische isolatiematerialen die zijn aangegeven in de tabel die in de constructie wordt gebruikt

Onze voorwaardelijke muur is opgebouwd uit keramische massieve stenen, waarvan de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt 0,56 W/m bedraagt^OC. De dikte ervan, rekening houdend met het metselwerk op de centrale verdieping, is 0,51 m. Door de dikte van de muur te delen door de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van de baksteen, verkrijgen we de warmteoverdrachtsweerstand van de muur:

0,51 : 0,56 = 0,91 W/m^2×oMET

We ronden het resultaat van de deling af op twee decimalen; nauwkeurigere gegevens over de weerstand tegen warmteoverdracht zijn niet nodig.

Buitenmuuroppervlak

Omdat het voorbeeld een vierkant gebouw is, wordt de oppervlakte van de muren bepaald door de breedte te vermenigvuldigen met de hoogte van één muur en vervolgens met het aantal buitenmuren:

12 7 4 = 336 meter²

We kennen dus de oppervlakte van de gevelmuren. Maar hoe zit het met de raam- en deuropeningen, die samen 40 m2 beslaan (2,5 16 = 40 m²) gevelmuur, moet daar rekening mee gehouden worden?

Inderdaad, hoe correct te berekenen autonome verwarming in een houten huis zonder rekening te houden met de warmteoverdrachtsweerstand van raam- en deurconstructies.

Thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van thermische isolatiematerialen die worden gebruikt voor de isolatie van dragende muren

Als u het warmteverlies van een groot gebouw of een warm huis (energie-efficiënt) moet berekenen - ja, het zal correct zijn om bij de berekening rekening te houden met de warmteoverdrachtscoëfficiënten van raamkozijnen en toegangsdeuren.

Bij individuele laagbouwwoningen, gebouwd uit traditionele materialen, kunnen deur- en raamopeningen echter worden verwaarloosd. Die. trek hun oppervlakte niet af van de totale oppervlakte van de gevelmuren.

Algemeen warmteverlies door muren

Het warmteverlies van een muur per vierkante meter berekenen we als de luchttemperatuur binnen en buiten het huis één graad verschilt.

Om dit te doen, deelt u de eenheid door de warmteoverdrachtsweerstand van de muur, eerder berekend:

1: 0,91 = 1,09 W/m²·^OMET

Als u het warmteverlies per vierkante meter van de omtrek van de buitenmuren kent, is het mogelijk om het warmteverlies bij bepaalde buitentemperaturen te bepalen.

Als de temperatuur in het huisje bijvoorbeeld +20 is ^OC, en het is -17 buiten ^OC, het temperatuurverschil zal 20+17=37 zijn ^OC. In een dergelijke situatie zal het totale warmteverlies van de muren van ons voorwaardelijke huis zijn:

0,91 336 37 = 11313 W,

Waar: 0,91 - weerstand tegen warmteoverdracht per vierkante meter muur; 336 - oppervlakte gevelmuren; 37 - temperatuurverschil tussen kamer- en straatatmosfeer.

Warmtegeleidingscoëfficiënt van thermische isolatiematerialen die worden gebruikt voor vloer-/muurisolatie, droge dekvloeren en muurnivellering

Laten we de resulterende waarde van het warmteverlies herberekenen in kilowattuur; ze zijn handiger voor perceptie en daaropvolgende berekeningen van het vermogen van het verwarmingssysteem.

Warmteverlies uit muren in kilowattuur

Laten we eerst eens kijken hoeveel thermische energie er in één uur door de muren zal gaan met een temperatuurverschil van 37 ^OMET.

We herinneren u eraan dat de berekening wordt uitgevoerd voor een huis met structurele kenmerken die voorwaardelijk zijn geselecteerd voor demonstratieberekeningen:

11313 · 1 : 1000 = 11,313 kWh,

Waarbij: 11313 is de eerder verkregen hoeveelheid warmteverlies; 1 uur; 1000 is het aantal watt in een kilowatt.

Thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van bouwmaterialen die worden gebruikt voor de isolatie van wanden en plafonds

Om het warmteverlies per dag te berekenen, vermenigvuldigt u het resulterende warmteverlies per uur met 24 uur:

11.313 24 = 271.512 kWh

Laten we voor de duidelijkheid eens kijken naar het verlies aan thermische energie gedurende een volledig stookseizoen:

7 30 271,512 = 57017,52 kWh,

Waarbij: 7 is het aantal maanden in het stookseizoen; 30 - aantal dagen in een maand; 271.512 - dagelijks warmteverlies van muren.

Het geschatte warmteverlies van een huis met de kenmerken van de hierboven geselecteerde omhullende structuren zal dus 57.017,52 kWh bedragen gedurende zeven maanden van het stookseizoen.

Rekening houden met de invloed van ventilatie in een privéwoning

Als voorbeeld berekenen we de warmteverliezen door ventilatie tijdens het stookseizoen voor een conventioneel vierkant huisje, met een muur van 12 meter breed en 7 meter hoog.

Zonder rekening te houden met meubels en binnenmuren, zal het interne volume van de atmosfeer in dit gebouw zijn:

12 12 7 = 1008 meter³

Bij luchttemperatuur +20 ^OC (norm tijdens het stookseizoen), de dichtheid is 1,2047 kg/m³en de soortelijke warmtecapaciteit bedraagt ​​1,005 kJ/(kg·^OMET).

Laten we de massa van de atmosfeer in huis berekenen:

1008 · 1,2047 = 1214,34 kg,

Waarbij: 1008 is het volume van de huiselijke sfeer; 1,2047 - luchtdichtheid op t +20 ^OMET .

Tabel met de waarde van de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van materialen die nodig kunnen zijn bij het maken van nauwkeurige berekeningen

Laten we uitgaan van een vijfvoudige verandering in het luchtvolume in de gebouwen van het huis. Let op: de exacte leveringsvolumebehoefte frisse lucht is afhankelijk van het aantal bewoners van het huisje.

Met een gemiddeld temperatuurverschil tussen het huis en de straat tijdens het stookseizoen gelijk aan 27 ^OC (20 ^OVan huis, -7 ^OVanuit de externe atmosfeer) is per dag de volgende thermische energie nodig om de koude toevoerlucht te verwarmen:

5 27 1214,34 1,005 = 164755,58 kJ,

Waar: 5 is het aantal luchtverversingen binnenshuis; 27 - temperatuurverschil tussen kamer- en straatatmosfeer; 1214.34 - luchtdichtheid op t +20 ^OMET; 1,005 is de soortelijke warmtecapaciteit van lucht.

Laten we kilojoules omrekenen naar kilowattuur door de waarde te delen door het aantal kilojoules in één kilowattuur (3600):

164755,58 : 3600 = 45,76 kWh

Nadat we de kosten van thermische energie voor het verwarmen van de lucht in het huis hebben ontdekt wanneer deze vijf keer wordt vervangen door geforceerde ventilatie, kunnen we het warmteverlies uit de lucht berekenen voor een verwarmingsseizoen van zeven maanden:

7 30 45,76 = 9609,6 kWh,

Waarbij: 7 is het aantal “verwarmde” maanden; 30 is het gemiddelde aantal dagen in een maand; 45,76 - dagelijks thermisch energieverbruik voor het verwarmen van de toevoerlucht.

Het energieverbruik van ventilatie (infiltratie) is onvermijdelijk, omdat het verversen van de lucht in het huisje van cruciaal belang is.

De verwarmingsbehoeften van de veranderende luchtatmosfeer in het huis moeten worden berekend, opgeteld bij het warmteverlies via de gebouwschil en er moet rekening mee worden gehouden bij de keuze van een verwarmingsketel. Er is nog een type thermisch energieverbruik, de laatste is rioolwarmteverlies.

Energieverbruik voor de warmwaterbereiding

Als er in de warme maanden koud water uit de kraan in het huisje komt, dan is het tijdens het stookseizoen ijskoud, met een temperatuur niet hoger dan +5 ^OC. Baden, afwassen en de was doen is onmogelijk zonder het water te verwarmen.

Het water dat in het toiletreservoir wordt opgevangen, komt via de muren in contact met de huiselijke sfeer, waardoor een deel van de warmte wordt afgevoerd. Wat gebeurt er met water dat wordt verwarmd door het verbranden van niet-vrije brandstof en dat wordt besteed aan huishoudelijke behoeften? Het wordt in het riool gegoten.

Dubbelcircuitketel met een indirecte verwarmingsketel, zowel gebruikt voor het verwarmen van de koelvloeistof als voor het leveren van warm water aan het daarvoor aangelegde circuit

Laten we eens kijken naar een voorbeeld. Laten we zeggen dat een gezin van drie 17 m² gebruikt³ maandelijks water geven. 1000 kg/m³ is de dichtheid van water, en 4,183 kJ/kg^OC is de soortelijke warmtecapaciteit.

Laat de gemiddelde verwarmingstemperatuur van water bestemd voor huishoudelijke behoeften +40 zijn ^OC. Dienovereenkomstig is het verschil in gemiddelde temperatuur tussen het koude water dat het huis binnenkomt (+5 ^OC) en verwarmd in een boiler (+30 ^OC) het blijkt 25 ^OMET.

Om de warmteverliezen van het riool te berekenen, houden we rekening met:

17 1000 25 4,183 = 1777775 kJ,

Waarbij: 17 is het maandelijkse volume van het waterverbruik; 1000 is de dichtheid van water; 25 - temperatuurverschil tussen koud en verwarmd water; 4.183 - soortelijke warmtecapaciteit van water;

Om kilojoules om te rekenen naar begrijpelijker kilowattuur:

1777775 : 3600 = 493,82 kWh

Tijdens de periode van zeven maanden van het stookseizoen gaat thermische energie dus het riool in in een hoeveelheid van:

493,82 7 = 3456,74 kWh

Het thermische energieverbruik voor het verwarmen van water voor hygiënische behoeften is klein vergeleken met het warmteverlies via muren en ventilatie. Maar dit zijn ook energiekosten die de verwarmingsketel of boiler belasten en brandstofverbruik veroorzaken.

Berekening van het vermogen van de verwarmingsketel

De ketel als onderdeel van het verwarmingssysteem is ontworpen om het warmteverlies van het gebouw te compenseren. En ook, voor het geval dat dubbel circuitsysteem of bij het uitrusten van de ketel met een indirecte verwarmingsketel om water te verwarmen voor hygiënische behoeften.

Door het dagelijkse warmteverlies en het verbruik van warm water "naar het riool" te berekenen, kunt u nauwkeurig het vereiste ketelvermogen voor een huisje in een bepaald gebied en de kenmerken van de omhullende constructies bepalen.

Een ketel met één circuit verwarmt alleen de koelvloeistof voor het verwarmingssysteem

Om het vermogen van de verwarmingsketel te bepalen, is het noodzakelijk om de kosten van thermische energie van het huis via de gevelmuren te berekenen en voor het verwarmen van de veranderende luchtatmosfeer van het interieur.

Er zijn gegevens nodig over het warmteverlies in kilowattuur per dag - in het geval van een conventioneel huis, berekend als voorbeeld, is dit:

271.512 + 45.76 = 317.272 kWh,

Waar: 271.512 - dagelijks warmteverlies door buitenmuren; 45,76 - dagelijks warmteverlies voor het verwarmen van de toevoerlucht.

Dienovereenkomstig zal het vereiste verwarmingsvermogen van de ketel zijn:

317.272: 24 (uren) = 13,22 kW

Een dergelijke ketel zal echter constant hoog worden belast, waardoor de levensduur ervan wordt verkort. En op bijzonder ijzige dagen zal het ontwerpvermogen van de ketel niet voldoende zijn, omdat bij een groot temperatuurverschil tussen de kamer- en straatatmosfeer het warmteverlies van het gebouw sterk zal toenemen.

Daarom kies een ketel volgens de gemiddelde berekening van de thermische energiekosten is het het niet waard - het is misschien niet bestand tegen strenge vorst.

Het zou rationeel zijn om het vereiste vermogen van ketelapparatuur met 20% te verhogen:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 kW

Om het vereiste vermogen te berekenen van het tweede circuit van de ketel dat water verwarmt voor de afwas, het baden, enz., moet u het maandelijkse warmteverbruik van de warmteverliezen van het "riool" delen door het aantal dagen van de maand en door 24 uur :

493,82:30:24 = 0,68 kW

Op basis van de berekeningen is het optimale ketelvermogen voor het voorbeeldhuisje 15,86 kW voor het verwarmingscircuit en 0,68 kW voor het verwarmingscircuit.

Selectie van verwarmingsradiatoren

Traditioneel vermogen verwarmingsradiator Het wordt aanbevolen om te kiezen op basis van de oppervlakte van de verwarmde kamer, en met een overschatting van de stroombehoeften van 15-20%, voor het geval dat.

Laten we aan de hand van een voorbeeld kijken hoe correct de methodologie voor het kiezen van een radiator is: "10 m2 oppervlakte - 1,2 kW".

Het thermische vermogen van radiatoren hangt af van de methode van aansluiting, waarmee rekening moet worden gehouden bij de berekening van het verwarmingssysteem

Eerste gegevens: hoekkamer op de eerste verdieping van een twee verdiepingen tellend individueel woningbouwgebouw; buitenmuur gemaakt van keramische stenen met dubbele rij; kamerbreedte 3 m, lengte 4 m, plafondhoogte 3 m.

Met behulp van een vereenvoudigd selectieschema wordt voorgesteld om de oppervlakte van de kamer te berekenen, we overwegen:

3 (breedte) 4 (lengte) = 12 m²

Die. het vereiste vermogen van de verwarmingsradiator met een toename van 20% is 14,4 kW. Laten we nu de vermogensparameters van de verwarmingsradiator berekenen op basis van het warmteverlies van de kamer.

In feite heeft de oppervlakte van de kamer minder invloed op het verlies aan thermische energie dan de oppervlakte van de muren, die naar één kant buiten het gebouw (gevel) zijn gericht.

Daarom berekenen we precies de oppervlakte van de “straat”-muren die in de kamer aanwezig zijn:

3 (breedte) 3 (hoogte) + 4 (lengte) 3 (hoogte) = 21 m²

Als we het oppervlak van de muren kennen dat warmte 'naar de straat' overbrengt, berekenen we het warmteverlies als de kamer- en straattemperaturen 30 verschillen^O (in het huis +18 ^OC, buiten -12 ^OC), en onmiddellijk in kilowattuur:

0,91 21 30: 1000 = 0,57 kW,

Waar: 0,91 - warmteoverdrachtsweerstand m2 kamermuren die naar “buiten” gericht zijn; 21 - gebied van "straat" -muren; 30 - temperatuurverschil binnen en buiten het huis; 1000 is het aantal watt in een kilowatt.

Volgens de bouwnormen bevinden verwarmingsapparaten zich in gebieden met maximaal warmteverlies.Er worden bijvoorbeeld radiatoren geïnstalleerd onder raamopeningen, warmtepistolen worden boven de ingang van het huis geïnstalleerd. In hoekkamers worden batterijen geïnstalleerd op blinde muren die worden blootgesteld aan maximale blootstelling aan wind.

Het blijkt dat om warmteverlies via de gevelmuren van deze constructie te compenseren, op 30^O Door het temperatuurverschil in huis en buiten is verwarming met een vermogen van 0,57 kWh voldoende. Laten we het benodigde vermogen met 20, zelfs 30% verhogen - we krijgen 0,74 kWh.

De werkelijke behoefte aan verwarmingsvermogen kan dus aanzienlijk lager zijn dan het handelsschema “1,2 kW per vierkante meter kameroppervlak.”

Bovendien zal een correcte berekening van het vereiste vermogen van verwarmingsradiatoren het volume verminderen koelvloeistof in het verwarmingssysteem, waardoor de belasting van de ketel en de brandstofkosten worden verminderd.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Waar gaat de warmte van het huis naartoe - de antwoorden worden gegeven door een visuele video:

De video bespreekt de procedure voor het berekenen van het warmteverlies van een huis via de gebouwschil. Als u het warmteverlies kent, kunt u het vermogen van het verwarmingssysteem nauwkeurig berekenen:

Zie hieronder voor een gedetailleerde video over de principes van het selecteren van de vermogenskarakteristieken van een verwarmingsketel:

De warmteproductie wordt elk jaar duurder en de brandstofprijzen stijgen. En er is altijd niet genoeg warmte. Het is onmogelijk om onverschillig te staan ​​​​tegenover het energieverbruik van een huisje - het is volkomen onrendabel.

Enerzijds kost elk nieuw stookseizoen de huiseigenaar steeds meer. Aan de andere kant kost het isoleren van de muren, fundering en dak van een landhuis goed geld. Hoe minder warmte het gebouw verlaat, hoe goedkoper het zal zijn om het te verwarmen.

Het behouden van warmte in de ruimtes van het huis is de hoofdtaak van het verwarmingssysteem tijdens de wintermaanden.De keuze van het vermogen van de verwarmingsketel hangt af van de staat van het huis en de kwaliteit van de isolatie van de omringende structuren. Het principe van "kilowatt per 10 vierkante meter oppervlakte" werkt in een huisje in gemiddelde staat van de gevels, het dak en de fundering.

Heeft u zelf het verwarmingssysteem voor uw woning berekend? Of heeft u een discrepantie opgemerkt in de berekeningen in het artikel? Deel jouw praktijkervaring of de hoeveelheid theoretische kennis door een reactie achter te laten in het blok onder dit artikel.