Özel bir evin ısıtma sistemi için bir kazan, radyatör ve boru almak istediğinizi varsayalım. Görev numarası 1 - ısıtma için ısı yükünü hesaplamak, diğer bir deyişle, binayı rahat bir iç mekan sıcaklığına ısıtmak için gerekli toplam ısı tüketimini belirlemek. Sonuçların karmaşıklığı ve doğruluğu bakımından farklı olan 3 hesaplama yöntemini incelemeyi öneriyoruz.
Yükü belirleme yöntemleri
İlk olarak, terimin anlamını açıklıyoruz. Termal yük, tesislerin en soğuk dönemde standart sıcaklığa ısıtılması için ısıtma sistemi tarafından tüketilen toplam ısı miktarıdır. Değer, enerji birimi - kilowatt, kilokalori (daha az sıklıkla - kilojoules) olarak hesaplanır ve formüllerde Latin harf Q ile belirtilir.
Genel olarak özel bir evi ısıtmanın yükünü ve özellikle her odanın ihtiyacını bilmek, güç için su sisteminin bir kazanını, ısıtıcılarını ve bataryalarını seçmek zor değildir. Bu parametre nasıl hesaplanır:
- Tavan yüksekliği 3 m'ye ulaşmazsa, ısıtmalı odaların alanına göre büyütülmüş bir hesaplama yapılır.
- 3 m veya daha fazla tavan yüksekliğine sahip olan ısı tüketimi, tesislerin hacmi tarafından dikkate alınır.
- Harici çitle ısı kaybının belirlenmesi ve havalandırma havasının SNiP'ye göre ısıtılması maliyeti.
Not. Son yıllarda, çeşitli İnternet kaynaklarının sayfalarında bulunan çevrimiçi hesap makineleri geniş bir popülerlik kazanmıştır. Onların yardımı ile termal enerji miktarının belirlenmesi hızlıdır ve ek talimatlar gerektirmez. Eksi - sonuçların güvenilirliğinin kontrol edilmesi gerekir, çünkü programlar ısı mühendisi olmayan kişiler tarafından yazılır.
İlk iki hesaplama yöntemi, ısıtılan alana veya binanın hacmine göre spesifik termal özelliklerin uygulanmasına dayanır. Algoritma basittir, her yerde kullanılır, ancak çok yaklaşık sonuçlar verir ve kulübenin yalıtım derecesini dikkate almaz.
SNiP'ye göre, SNiP'ye göre termal enerji tüketimini hesaplamak çok daha zordur. Çok fazla referans verisi toplamanız ve hesaplamalar üzerinde çalışmanız gerekecek, ancak son sayılar gerçek resmi% 95 doğrulukla yansıtacaktır. Metodolojiyi basitleştirmeye ve ısıtma yükünün hesaplanmasını mümkün olduğunca erişilebilir hale getirmeye çalışacağız.
Örneğin, 100 m²'lik tek katlı bir evin projesi
Termal enerji miktarını belirlemek için tüm yöntemleri açık bir şekilde açıklamak için, örnek olarak, çizimde gösterilen toplam 100 kareye (dış ölçüme göre) sahip tek katlı bir ev almanızı öneririz. Binanın teknik özelliklerini listeleriz:
- inşaat bölgesi - ılıman iklim şeridi (Minsk, Moskova);
- dış çitler kalınlığı 38 cm, malzeme silikat tuğla;
- dış duvar yalıtımı - 100 mm kalınlığında polistiren, yoğunluk - 25 kg / m³;
- zeminler - zeminde beton, bodrum yoktur;
- üst üste binme - soğuk tavanın yanından 10 cm polistiren ile yalıtılmış betonarme plakalar;
- pencereler - 2 bardakta standart metal plastik, boyut - 1500 x 1570 mm (h);
- ön kapı 100 x 200 cm metal, içeriden 20 mm ekstrüde polistiren köpük ile yalıtılmıştır.
Yazlık yarım tuğla (12 cm) iç bölümlere sahiptir, kazan dairesi ayrı bir binada yer almaktadır. Odaların alanı çizimde belirtilmiştir, tavanların yüksekliği açıklanan hesaplama yöntemine bağlı olarak alınacaktır - 2.8 veya 3 m.
Isı tüketimini kareleme yoluyla hesaplıyoruz
Isıtma yükünün yaklaşık bir tahmini için genellikle en basit termal hesaplama kullanılır: binanın alanı dış ölçüme göre alınır ve 100 watt ile çarpılır. Buna göre, 100 m²'lik bir kulübenin ısı tüketimi 10.000 W veya 10 kW olacaktır.Sonuç, 1.2-1.3 güvenlik faktörüne sahip bir kazan seçmenize izin verir, bu durumda ünite gücü 12.5 kW'a eşittir.
Odaların yerini, pencerelerin sayısını ve gelişim bölgesini dikkate alarak daha doğru hesaplamalar yapmanızı öneririz. Bu nedenle, 3 m'ye kadar tavan yüksekliği ile aşağıdaki formülü kullanmanız önerilir:
Hesaplama her oda için ayrı ayrı yapılır, daha sonra sonuçlar toplanır ve bölgesel katsayı ile çarpılır. Formülün gösteriminin açıklaması:
- Q istenen yük, W;
- Spom - odanın karesi, m²;
- q odanın alanı ile ilgili spesifik termal karakteristiğin göstergesidir, W / m²;
- k - ikamet alanındaki iklimi dikkate alarak katsayı.
Referans için. Özel bir ev ılıman bir bölgede bulunuyorsa, k katsayısı bire eşit olarak alınır. Güney bölgelerinde k = 0.7; kuzey bölgelerinde 1.5-2 değerleri kullanılır.
Toplam kareleme göstergesinin yaklaşık olarak hesaplanması q = 100 W / m². Bu yaklaşım, odaların yerini ve farklı sayıda ışık açıklığını dikkate almaz. Yazlık içindeki koridor, aynı alandaki pencerelere sahip bir köşe yatak odasından çok daha az ısı kaybedecektir. Aşağıdaki spesifik termal karakteristik q değerini almayı öneriyoruz:
- bir dış duvar ve pencere (veya kapı) bulunan odalar için q = 100 W / m²;
- bir açıklıklı köşe odaları - 120 W / m²;
- iki pencere ile aynı - 130 W / m².
Q değerinin nasıl seçileceği kat planında açıkça gösterilmiştir. Örneğimiz için, hesaplama şöyle görünür:
Q = (15,75 x 130 + 21 x 120 + 5 x 100 + 7 x 100 + 6 x 100 + 15,75 x 130 + 21 x 120) x 1 = 10935 W ≈ 11 kW.
Gördüğünüz gibi, rafine hesaplamalar farklı bir sonuç verdi - aslında, belirli bir evi ısıtmak için, 1 kW termal enerjiye daha fazla 100 m² harcanacak. Şekil, açıklıklardan ve duvarlardan eve giren havanın ısıtılması için ısı tüketimini dikkate alır (sızma).
Oda hacmine göre ısı yükünün hesaplanması
Katlar ve tavan arasındaki mesafe 3 m veya daha fazla olduğunda, önceki hesaplama seçeneği kullanılamaz - sonuç yanlış olur. Bu gibi durumlarda, ısıtma yükünün, odanın hacminin 1 m³'si başına özgül toplam ısı tüketimi göstergelerine göre olduğu kabul edilir.
Formül ve hesaplama algoritması aynı kalır, yalnızca alan parametresi S birime değişir - V:
Buna göre, her odanın kübik kapasitesine atıfta bulunarak, spesifik tüketim q'nun başka bir göstergesi alınır:
- binanın içinde veya bir dış duvar ve bir pencereli bir oda - 35 W / m³;
- tek pencereli köşe oda - 40 W / m³;
- iki ışık açıklığı ile aynı - 45 W / m³.
Not. Artan ve azalan bölgesel katsayılar k formülde değişiklik yapılmadan uygulanır.
Şimdi, örneğin, tavan yüksekliğini 3 m'ye eşit olarak yazlığımızın ısınması üzerindeki yükü belirliyoruz:
Q = (47,25 x 45 + 63 x 40 + 15 x 35 + 21 x 35 + 18 x 35 + 47,25 x 45 + 63 x 40) x 1 = 11182 W ≈ 11,2 kW.
Isıtma sisteminin gerekli termal gücünün önceki hesaplamaya kıyasla 200 watt arttığı dikkat çekicidir. Odaların yüksekliğini 2.7-2.8 m alır ve enerji tüketimini kübik kapasite üzerinden hesaplarsak, rakamlar yaklaşık olarak aynı olacaktır. Yani, yöntem herhangi bir yükseklikte odalardaki ısı kaybının entegre hesaplanması için oldukça uygulanabilir.
SNiP'ye göre hesaplama algoritması
Bu yöntem mevcut olanların en doğrusu. Talimatlarımızı kullanır ve hesaplamayı doğru bir şekilde yaparsanız, sonuçtan% 100 emin olabilirsiniz ve sakin bir şekilde ısıtma ekipmanını seçebilirsiniz. Prosedür şöyle görünür:
- Her odada dış duvarların, zeminlerin ve tavanların kareli ayrı ayrı ölçün. Pencerelerin ve ön kapıların alanını belirleyin.
- Tüm dış mekan çitlerinde ısı kaybını hesaplayın.
- Havalandırma (sızma) havasını ısıtmak için kullanılan termal enerji tüketimini öğrenin.
- Sonuçları özetleyin ve ısı yükünün gerçek bir göstergesini alın.
Önemli bir nokta. İki katlı bir kulübede, iç tavanlar dikkate alınmaz, çünkü çevreyi sınırlamazlar.
Isı kaybını hesaplamanın özü nispeten basittir: her bir bina yapısının ne kadar enerji kaybettiğini bulmanız gerekir, çünkü pencereler, duvarlar ve zeminler farklı malzemelerden yapılmıştır. Dış duvarların dördüncülüğünü belirlerken, sırlı açıklıkların alanını çıkarın - ikincisi daha büyük bir ısı akışına izin verir ve bu nedenle ayrı olarak kabul edilir.
Odaların genişliğini ölçerken, iç bölümün kalınlığının yarısını ekleyin ve şemada gösterildiği gibi dış köşeyi yakalayın. Amaç, dış çitin tüm dördüncülüğünü hesaba katmak ve tüm yüzeyde ısı kaybetmektir.
Duvarların ve çatıların ısı kaybını belirliyoruz
Aynı tip bir yapıdan (örneğin, bir duvar) geçen ısı akısının hesaplanması için formül aşağıdaki gibidir:
Gösterimi deşifre edin:
- Qi, W olarak belirlediğimiz bir çitten ısı kaybı miktarı;
- A - aynı odada duvarın karesi, m²;
- tv - odanın içinde rahat sıcaklık, genellikle +22 ° С;
- tн - en soğuk 5 kış günü süren minimum sokak havası sıcaklığı (bölgeniz için gerçek değeri alın);
- R, dış çitin kalınlığının ısı transferine direnci, m² ° C / W'dir.
Belirsiz bir parametre yukarıdaki listede kalır - R. Değeri duvar yapısının malzemesine ve çitin kalınlığına bağlıdır. Isı transfer direncini hesaplamak için aşağıdakileri yapın:
- Dış duvarın destekleyici kısmının ve ayrı olarak yalıtım tabakasının kalınlığını belirleyin. Formüllerdeki harf - letter, metre olarak kabul edilir.
- Referans tablolardan yapısal malzemelerin λ termal iletkenlik katsayılarını bulun ve ölçü birimi W / (mºС) 'dir.
- Formüldeki bulunan değerleri birer birer değiştirin:
- Her duvar katmanı için R'yi ayrı ayrı tanımlayın, sonuçları ekleyin, ardından ilk formülde kullanın.
Aynı odadaki pencereler, duvarlar ve tavanlar için hesaplamaları ayrı olarak tekrarlayın, ardından bir sonraki odaya geçin. Zeminlerdeki ısı kayıpları, aşağıda açıklandığı gibi ayrı ayrı dikkate alınır.
İpucu. Çeşitli malzemelerin doğru ısı iletkenlik katsayıları normatif dokümantasyonda belirtilmiştir. Rusya için, bu Ukrayna için Kurallar SP 50.13330.2012'dir - DBN V.2.6–31 ~ 2006. Dikkat! Hesaplamalarda, çalışma koşulları için "B" sütununda belirtilen λ değerini kullanın.
Hesaplama Örneği tek katlı evimizin oturma odası için (tavan yüksekliği 3 m):
- Dış duvarların pencerelerle birlikte alanı: (5.04 + 4.04) x 3 = 27.24 m². Pencerelerin karesi 1.5 x 1.57 x 2 = 4.71 m²'dir. Net çit alanı: 27.24 - 4.71 = 22.53 m².
- Silikat tuğla duvar için termal iletkenlik λ 0,87 W / (m º C), köpük 25 kg / m ³ - 0,044 W / (m º C) 'dir. Kalınlık sırasıyla 0.38 ve 0.1 m, ısı transfer direncini düşünüyoruz: R = 0.38 / 0.87 + 0.1 / 0.044 = 2.71 m² ° C / W.
- Dış sıcaklık - eksi 25 ° С, oturma odasında - artı 22 ° С. Fark 25 + 22 = 47 ° C'dir.
- Isı kaybını oturma odasının duvarlarından belirleriz: Q = 1 / 2.71 x 47 x 22.53 = 391 watt.
Benzer şekilde, pencerelerden ve zeminlerden ısı akışı da dikkate alınır. Yarı saydam yapıların termal direnci genellikle üretici tarafından belirtilir, 22 cm kalınlığında betonarme zeminlerin özellikleri normatif veya referans literatüründe bulunur:
- Yalıtılmış tabanın R = 0.22 / 2.04 + 0.1 / 0.044 = 2.38 m² ° C / W, çatıdan ısı kaybı 1 / 2.38 x 47 x 5.04 x 4.04 = 402 W.
- Pencere açıklıklarındaki kayıplar: Q = 0,32 x 47 x71 = 70,8 W.
Salondaki toplam ısı kaybı (zeminler hariç) 391 + 402 + 70.8 = 863.8 watt olacaktır. Kalan odalar için benzer hesaplamalar yapılır, sonuçlar özetlenir.
Lütfen dikkat: Binanın içindeki koridor dış kabukla temas etmez ve sadece çatı ve zeminlerden ısı kaybeder. Hesaplama metodolojisinde hangi çitler dikkate alınmalıdır, videoya bakın.
Zeminin bölgelere bölünmesi
Yerdeki katlar tarafından kaybedilen ısı miktarını bulmak için bina, şemada gösterildiği gibi planta 2 m genişliğe bölünmüştür. İlk şerit bina yapısının dış yüzeyinden başlar.
Hesaplama algoritması aşağıdaki gibidir:
- Yazlık planın ana hatlarını çizin, 2 m genişliğindeki şeritlere bölün ve maksimum bölge sayısı 4'tür.
- İç bölümleri ihmal ederek, zeminin her bölgede ayrı ayrı düşen alanını hesaplayın. Lütfen dikkat: köşelerdeki kareleme iki kez sayılır (çizimde gölgeli).
- Hesaplama formülünü kullanarak (kolaylık sağlamak için tekrar veririz), tüm bölgelerdeki ısı kaybını belirleyin, rakamları özetleyin.
- Bölge I için ısı transfer direnci R 2,1 m² ° C / W, II - 4.3, III - 8.6, zeminin geri kalanı - 14.2 m² ° C / W olarak alınmıştır.
Not. Isıtmalı bir bodrumdan bahsediyorsak, ilk şerit zemin seviyesinden başlayarak duvarın yeraltı kısmında bulunur.
Mineral yün veya polistiren köpük ile izole edilen zeminler aynı şekilde hesaplanır, sadece layer / λ formülü ile belirlenen yalıtım tabakasının termal direnci sabit R değerlerine eklenir.
Hesaplama örneği bir kır evinin oturma odasında:
- Bölge I'in kareleme alanı (5.04 + 4.04) x 2 = 18.16 m², parsel II - 3.04 x 2 = 6.08 m²'dir. Kalan bölgeler oturma odasına girmez.
- 1. bölge için enerji tüketimi 1 / 2,1 x 47 x 18,16 = 406,4 W, ikinci - 1 / 4,3 x 47 x 6,08 = 66,5 W olacaktır.
- Salon zeminlerindeki ısı akışı 406.4 + 66.5 = 473 watt'tır.
Şimdi söz konusu odadaki toplam ısı kaybını azaltmak kolaydır: 863.8 + 473 = 1336.8 W, yuvarlak - 1.34 kW.
Havalandırma hava ısıtma
Özel evlerin ve dairelerin büyük çoğunluğu doğal havalandırmaya sahiptir. Sokak havası, giriş hava açıklıklarının yanı sıra pencere ve kapıların nartekslerine nüfuz eder. Gelen soğuk kütle, ek enerji harcayarak ısıtma sistemi tarafından ısıtılır. Bu kayıpların miktarı nasıl bulunur:
- Sızma hesaplaması çok karmaşık olduğundan, düzenleyici belgeler konutların her metrekaresi için saatte 3 m³ hava tahsis edilmesini sağlar. Toplam besleme hava beslemesi L basit olarak kabul edilir: oda karesi 3 ile çarpılır.
- L hacimdir ve hava akışının kütlesi m gereklidir. Tablodan alınan gazın yoğunluğu ile çarparak öğrenin.
- Hava kütlesi m, harcanan enerji miktarını belirlemeyi mümkün kılan okul fiziği dersinin formülünde ikame edilir.
15.75 m² alana sahip uzun süre acı çeken bir oturma odası örneğinde gerekli ısı miktarını hesaplıyoruz. Giriş hacmi L = 15,75 x 3 = 47,25 m³ / s, kütle - 47,25 x 1,422 = 67,2 kg / s. Havanın ısı kapasitesinin (C harfi ile belirtilir) 0.28 W / (kg ºС) olduğu varsayılarak, enerji tüketimini buluruz: Qvent = 0.28 x 67.2 x 47 = 884 W. Gördüğünüz gibi, rakam oldukça etkileyici, bu yüzden hava kütlelerini ısıtmanın hesaba katılması gerekiyor.
Binanın ısı kaybının ve havalandırma için ısı tüketiminin nihai hesaplanması, daha önce elde edilen tüm sonuçların toplanmasıyla belirlenir. Özellikle, oturma odasının ısıtılması üzerindeki yük, şekil 0.88 + 1.34 = 2.22 kW ile sonuçlanacaktır. Benzer şekilde, kulübenin tüm odaları hesaplanır, enerji maliyetlerinin sonunda bir basamağa kadar eklenir.
Son yerleşim
Beyniniz henüz formüllerin bolluğu nedeniyle kaynamaya başlamadıysa, o zaman tek katlı evdeki sonucu görmek kesinlikle ilginçtir. Önceki örneklerde, ana işi yaptık, sadece diğer odalardan geçmek ve binanın tüm dış kabuğunun ısı kaybını bulmak için kalıyor. Ham veriler bulundu:
- duvarların termal direnci - 2.71, pencereler - 0.32, zeminler - 2.38 m² ° С / W;
- tavan yüksekliği - 3 m;
- Ekstrüde polistiren köpükle izole edilmiş ön kapı için R 0.65 m² ° C / W;
- iç sıcaklık - 22, dış - eksi 25 ° С.
Hesaplamaları basitleştirmek için, Exel'de bir tablo oluşturmayı öneriyoruz, o zaman orta ve nihai sonuçları ortaya koyacağız.
Hesaplamaların ve tablonun doldurulması sonunda, tesisler için aşağıdaki termal enerji tüketimi değerleri elde edilmiştir:
- oturma odası - 2.22 kW;
- mutfak - 2.536 kW;
- koridor - 745 W;
- koridor - 586 W;
- banyo - 676 W;
- yatak odası - 2.22 kW;
- çocuklar - 2.536 kW.
100 m²'lik özel bir evin ısıtma sistemindeki toplam yük 11.518 W, yuvarlak - 11.6 kW idi.Sonucun yaklaşık hesaplama yöntemlerinden tam anlamıyla% 5 oranında farklı olması dikkat çekicidir.
Hesaplama sonuçlarının kullanılması
Binanın ısı talebini bilen ev sahibi şunları yapabilir:
- Yazlık ısıtmak için ısı-güç ekipmanının gücünü açıkça seçin;
- radyatörlerin istenen sayıda bölümünü çevirin;
- yalıtımın gerekli kalınlığını belirlemek ve binanın ısı yalıtımını yapmak;
- sistemin herhangi bir kısmındaki soğutma sıvısının akış hızını bulun ve gerekirse boru hatlarının hidrolik hesaplamasını yapın;
- Ortalama günlük ve aylık ısı tüketimini öğrenin.
Son paragraf özellikle ilgi çekicidir. Isı yükünün değerini 1 saat içinde bulduk, ancak daha uzun bir süre için yeniden hesaplanabilir ve tahmini yakıt tüketimini hesaplayabilir - gaz, yakacak odun veya peletler.