Eramaja küttesüsteemi arvutamine: reeglid ja arvutusnäited

Eramaja küte on mugava elamu vajalik element. Nõustuge, et küttekompleksi korrastamisse tuleb suhtuda tähelepanelikult, sest vead lähevad kalliks maksma. Kuid te pole kunagi sarnaste arvutustega tegelenud ega tea, kuidas neid õigesti teostada?

Me aitame teid – meie artiklis käsitleme põhjalikult, kuidas tehakse eramaja küttesüsteemi arvutus soojuskadude tõhusaks hüvitamiseks talvekuudel.

Toome konkreetsed näited, täiendades artikli materjali illustreerivate fotode ja kasulike videonõuannetega, samuti asjakohaste tabelitega näitajate ja koefitsientidega, mis on arvutusteks vajalikud.

Eramaja soojuskadud

Hoone kaotab soojust õhutemperatuuri erinevuse tõttu hoone sees ja väljas. Soojuskadud on seda suuremad, mida suurem on hoone piirdekonstruktsioonide (akende, katuse, seinte, vundamendi) pindala.

Samuti soojusenergia kaod on seotud piirdekonstruktsioonide materjalide ja nende mõõtmetega. Näiteks on õhukeste seinte soojuskadud suuremad kui paksude seinte omad.

Efektiivne küttesüsteemi arvutus eramaja jaoks arvestab kindlasti materjale, mida kasutati piirdekonstruktsioonide ehitamisel.

Näiteks võrdse seinapaksuse korral juhivad puit- ja tellisseinad soojust erineva intensiivsusega – soojuskadud läbi puitkonstruktsioonide toimuvad aeglasemalt. Mõned materjalid lasevad soojust paremini läbi (metall, tellis, betoon), teised halvemini (puit, mineraalvill, vahtpolüstüreen).

Elamu siseõhk on kaudselt seotud välisõhuga. Seinad, akna- ja uksed, katus ja vundament annavad talvel soojust majast välja, tuues vastu külma. Nende osa moodustab 70-90% eramaja kogu soojuskadudest.

Seinad, katus, aknad ja uksed – kõik lasevad talvel soojuse välja. Soojuskaamera näitab selgelt soojuslekkeid.

Pidev soojusenergia leke kütteperioodi jooksul toimub ka ventilatsiooni ja kanalisatsiooni kaudu.

Eramu soojuskadude arvutamisel neid andmeid tavaliselt arvesse ei võeta. Kuid kanalisatsiooni- ja ventilatsioonisüsteem kaudu tekkivate soojuskadude lisamine maja üldisesse soojusarvutusse on siiski õige otsus.

Oluliselt vähendada soojuskadu, mis toimub läbi ehituskonstruktsioonide, ukse- ja aknaavade, suudab asjatundlikult korraldatud soojusisolatsioonisüsteem.

Maamaja autonoomse kütteringi arvutust on võimatu teostada ilma selle piirdekonstruktsioonide soojuskadude hindamiseta. Täpsemalt, ei õnnestu määrata küttekatla võimsust, mis oleks piisav maamaja kütmiseks kõige tõsisemate külmade ajal.

Seinte kaudu toimuva tegeliku soojusenergia kulu analüüs võimaldab võrrelda katlaseadmete ja kütuse kulusid piirdekonstruktsioonide soojusisolatsiooni kuludega.

Sest mida energiatõhusam on maja, st mida vähem soojusenergiat see talvekuudel kaotab, seda väiksemad on kütuse ostmise kulud.

Korrektseks küttesüsteemi arvutuseks on vaja soojusjuhtivuse koefitsienti levinud ehitusmaterjalide jaoks.

Erinevate ehitusmaterjalide soojusjuhtivustegurite väärtuste tabel, mida kasutatakse kõige sagedamini ehitamisel

Soojuskadude arvutus läbi seinte

Näitliku kahekorruselise eramaja näitel arvutame soojuskadud läbi selle seinakonstruktsioonide.

Algandmed:

• ruudukujuline "kast" fassaadseintega laiusega 12 m ja kõrgusega 7 m;
• seintes on 16 ava, igaühe pindala 2,5 m²;
• fassaadseinte materjal – täistellis keraamiline;
• seina paksus – 2 tellist.

Järgmisena arvutame välja indikaatorite rühma, millest koosneb seinte kaudu toimuv soojuskadu kokku.

Soojusülekandetakistuse näitaja

Et teada saada fassaadseina soojusülekandetakistuse näitajat, tuleb seinamaterjali paksus jagada selle soojusjuhtivusteguriga.

Mitmete konstruktsioonimaterjalide soojusjuhtivustegurite andmed on esitatud ülal- ja allpool olevatel piltidel.

Täpsete arvutuste jaoks on vaja tabelis loetletud ehituses kasutatavate soojusisolatsioonimaterjalide soojusjuhtivustegurit

Meie tinglik sein on ehitatud keraamilisest täistellisest, mille soojusjuhtivustegur on 0,56 W/m·^°C. Selle paksus koos müüritisega tsement-liivmördi peal on 0,51 m. Jagades seina paksuse tellise soojusjuhtivusteguriga, saame seina soojusülekandetakistuse:

0,51 : 0,56 = 0,91 W/m^2×°°C

Jagamise tulemus ümardatakse kahe kümnendkohani, täpsematele soojusülekandetakistuse andmetele puudub vajadus.

Välisseinte pindala

Kuna näiteks on valitud ruudukujuline hoone, määratakse selle seinte pindala, korrutades ühe seina laiuse kõrgusega ja seejärel välisseinte arvuga:

12 · 7 · 4 = 336 m²

Seega on fassaadseinte pindala teada. Aga akende ja uste avad, mis hõivavad kokku 40 m² (2,5·16=40 m²) fassaadseinast, kas neid tuleb arvesse võtta?

Tõepoolest, kuidas õigesti arvutada autonoomset kütet puitmajas, arvestamata akende ja uste konstruktsioonide soojusülekandetakistust.

Kandvate seinte soojustamiseks kasutatavate soojusisolatsioonimaterjalide soojusjuhtivustegur

Kui on vaja arvutada suure pindalaga või sooja maja (energiatõhusa) soojuskadusid – jah, aknaraamide ja välisuste soojusülekandetegurite arvestamine arvutuses on õige.

Siiski madala korrusega IŽS hoonete puhul, mis on ehitatud traditsioonilistest materjalidest, on lubatud ukse- ja aknaavad tähelepanuta jätta. St mitte lahutada nende pindala fassaadseinte kogupindalast.

Seinte kogu soojuskadu

Teeme kindlaks seina soojuskaod ühelt ruutmeetrilt, kui õhutemperatuuri erinevus maja sees ja väljas on üks kraad.

Selleks jagame ühe seina soojusülekandetakistusega, mis eelnevalt arvutati:

1 : 0,91 = 1,09 W/m²·^°°C

Teades soojuskadusid välisseinte perimeetri ruutmeetri kohta, saab määrata soojuskadusid teatud välistemperatuuride juures.

Kui näiteks suvila ruumides on temperatuur +20 ^оС ja väljas -17 ^оС, on temperatuuride vahe 20+17=37 ^оС. Sellises olukorras on meie tingliku maja seinte summaarsed soojuskaod:

0,91 · 336 · 37 = 11313 W,

Kus: 0,91 – seina ruutmeetri soojusülekandetakistus; 336 – fassaadiseinte pindala; 37 – toa- ja välisõhu temperatuuride vahe.

Põranda/seinte soojustamiseks, kuiva tasanduskihi tegemiseks ja seinte tasandamiseks kasutatavate soojusisolatsioonimaterjalide soojusjuhtivustegur

Arvutame saadud soojuskao väärtuse ümber kilovatt-tundidesse, need on mugavamad tajumiseks ja küttesüsteemi võimsuse järgnevaks arvutamiseks.

Seinte soojuskaod kilovatt-tundides

Kõigepealt selgitame välja, kui palju soojusenergiat läheb seinte kaudu ühe tunniga temperatuuride vahe 37 ^оС korral.

Tuletame meelde, et arvutus tehakse konstruktsiooniliste omadustega maja jaoks, mis on tinglikult valitud demonstreerimisnäitlikuks arvutamiseks.

11313 · 1 : 1000 = 11,313 kWh,

Kus: 11313 – varem saadud soojuskao suurus; 1 – tund; 1000 – vattide arv kilovatis.

Seinte ja lagede soojustamiseks kasutatavate ehitusmaterjalide soojusjuhtivustegur

Päeva soojuskadude arvutamiseks korrutame saadud soojuskao väärtuse tunnis 24 tunniga:

11,313 · 24 = 271,512 kWh

Selguse huvides arvutame soojusenergia kaod täieliku küttehooaja jooksul:

7 · 30 · 271,512 = 57017,52 kWh,

Kus: 7 – kuude arv küttehooajal; 30 – päevade arv kuus; 271,512 – seinte päevased soojuskaod.

Seega on maja, mille piirdekonstruktsioonide omadused on valitud ülal, arvutuslikud soojuskaod 57017,52 kWh seitsme küttekuu jooksul.

Eramaja ventilatsiooni mõju arvestamine

Ventilatsiooni soojuskadude arvutamise näitena küttehooajal teeme selle tingliku ruudukujulise suvila jaoks, mille seina laius on 12 meetrit ja kõrgus 7 meetrit.

Ilma mööblit ja siseseinu arvestamata on selle hoone siseõhu maht:

12 · 12 · 7 = 1008 m³

Õhutemperatuuril +20 ^оС (norm küttehooajal) on selle tihedus 1,2047 kg/m³, ja erisoojusmahtuvus 1,005 kJ/(kg·^оС).

Arvutame maja siseõhu massi:

1008 · 1,2047 = 1214,34 kg,

Kus: 1008 – maja siseõhu maht; 1,2047 – õhu tihedus temperatuuril +20 ^оС .

Täpsete arvutuste tegemiseks vajalike materjalide soojusjuhtivustegurite tabel

Oletame, et maja ruumides vahetub õhuhulk viiekordselt. Märgime, et värske õhu täpne sissepuhkeõhu mahu vajadus sõltub suvila elanike arvust.

Keskmise temperatuuride erinevuse juures maja ja õue vahel kütteperioodil, mis on 27 ^oC (20 ^oC toas, -7 ^oC välisõhk), kulub ööpäevas sissepuhke külma õhu soojendamiseks soojusenergiat:

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

Kus: 5 – õhuvahetuste arv ruumides; 27 – temperatuuride erinevus toa- ja välisõhu vahel; 1214,34 – õhu tihedus temperatuuril t +20 ^oC; 1,005 – õhu erisoojusmahtuvus.

Teisendame kilodžaulid kilovatt-tundideks, jagades väärtuse ühe kilovatt-tunni kilodžaulide arvuga (3600):

164755,58 : 3600 = 45,76 kWh

Olles määranud soojusenergia kulud maja õhu soojendamiseks selle viiekordse vahetamise korral läbi sissepuhkeventilatsiooni, saab arvutada «õhu» soojuskadud seitsmekuulise kütteperioodi jooksul:

7 · 30 · 45,76 = 9609,6 kWh,

Kus: 7 – «küttekuude» arv; 30 – keskmine päevade arv kuus; 45,76 – ööpäevane soojusenergia kulu sissepuhkeõhu soojendamiseks.

Ventilatsiooni (infiltratsiooni) energiakulud on vältimatud, sest õhu uuendamine suvila ruumides on eluliselt vajalik.

Majas vahetatava õhu soojendamise vajadused tuleb arvutada, liita soojuskadudega läbi piirdetarindite ja arvestada küttekatla valikul. On veel üks soojusenergia kulude liik, viimane – kanalisatsiooni soojuskadud.

Energiakulud sooja vee valmistamiseks

Kui soojadel kuudel tuleb suvila kraanist külm vesi, siis kütteperioodil on see jääkülm, temperatuuriga mitte üle +5 ^oC. Suplemine, nõudepesu ja pesupesemine on ilma vee soojendamiseta võimatud.

Tualettpoti paaki kogutav vesi puutub läbi seinte kokku toaõhuga, võttes veidi soojust. Mis saab veest, mis on soojendatud mitte tasuta kütuse põletamise teel ja kasutatud majapidamisvajadusteks? See juhitakse kanalisatsiooni.

Kaudkütteboileriga kaheahelaline katel, mida kasutatakse nii soojuskandja soojendamiseks kui ka kuuma vee andmiseks selle jaoks rajatud ahelasse.

Vaatleme näitel. Kolmeliikmeline pere, oletame, tarbib 17 m³ vett kuus. 1000 kg/m³ – vee tihedus ja 4,183 kJ/kg·^oC – selle erisoojusmahtuvus.

Keskmine temperatuur olmeveele olgu +40 ^°C. Vastavalt sellele on keskmise temperatuuri erinevus majja tuleva külma vee (+5 ^°C) ja boileris soojendatud vee (+30 ^°C) vahel 25 ^°C.

Kanalisatsiooni soojuskadude arvutamiseks arvestame:

17 · 1000 · 25 · 4,183 = 1777775 kJ,

Kus: 17 – igakuine veekulu; 1000 – vee tihedus; 25 – külma ja sooja vee temperatuuride vahe; 4,183 – vee erisoojusmahtuvus;

Kilodžaulide teisendamiseks arusaadavamatesse kilovatt-tundidesse:

1777775 : 3600 = 493,82 kWh

Seega seitsmekuulise kütteperioodi jooksul läheb kanalisatsiooni soojusenergiat mahus:

493,82 · 7 = 3456,74 kWh

Soojusenergia tarbimine vee soojendamiseks hügieenivajaduste jaoks on väike võrreldes seinte ja ventilatsiooni kaudu tekkivate soojuskadudega. Kuid see on samuti energiakulu, mis koormab küttekatelt või boilerit ja põhjustab kütusekulu.

Küttekatla võimsuse arvutus

Küttesüsteemi osana olev katel on ette nähtud hoone soojuskadude kompenseerimiseks. Samuti, juhul kui tegemist on kaheahelalise süsteemiga või kui katel on varustatud kaudkütte boileriga, vee soojendamiseks hügieenivajaduste jaoks.

Olles arvutanud päevased soojakaod ja sooja vee kulu «kanalisatsiooni», saab täpselt määrata vajaliku katla võimsuse kindla pindala ja piirdekonstruktsioonide omadustega suvila jaoks.

Üheahelaline katel toodab ainult soojuskandja soojendamist küttesüsteemi jaoks

Küttekatla võimsuse määramiseks tuleb arvutada maja soojusenergia kulu läbi fassaadiseinte ja siseõhu vahetusest tuleneva õhukeskkonna soojendamise jaoks.

Vaja on andmeid soojuskadude kohta kilovatt-tundides ööpäeva jooksul – tingliku maja puhul, mis on näitena arvutatud, on see:

271,512 + 45,76 = 317,272 kWh,

Kus: 271,512 – ööpäevased soojakaod välisseintest; 45,76 – ööpäevased soojakaod sissepuhkeõhu soojendamiseks.

Vastavalt sellele on vajalik katla küttevõimsus:

317,272 : 24 (tundi) = 13,22 kW

Kuid selline katel on pidevalt kõrge koormuse all, mis vähendab selle kasutusiga. Eriti külmadel päevadel ei piisa katla arvutuslikust võimsusest, sest suure temperatuurierinevuse korral toa- ja välisõhu vahel suurenevad hoone soojuskadud järsult.

Seetõttu ei tasu katelt valida soojusenergia kulude keskmise arvutuse põhjal – see ei pruugi tugevate külmadega toime tulla.

Mõistlik on suurendada katlaseadmete nõutavat võimsust 20% võrra:

13,22 · 0,2 + 13,22 = 15,86 kW

Katla teise kontuuri (mis soojendab vett nõudepesuks, pesemiseks jne.) vajaliku võimsuse arvutamiseks tuleb kanalisatsiooni soojuskadude kuu soojustarbimine jagada kuu päevade arvuga ja 24 tunniga:

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

Arvutuste tulemusena on näidissuvila katla optimaalne võimsus küttekontuuri jaoks 15,86 kW ja soojenduskontuuri jaoks 0,68 kW.

Kütteradiaatorite valik

Traditsiooniliselt soovitatakse kütteradiaatori võimsust valida köetava ruumi pindala järgi, kusjuures 15-20% võimsusvaruga igaks juhuks.

Vaatame näite abil, kui õige on radiaatori valiku meetod «10 m2 pindala – 1,2 kW».

Radiaatorite soojusvõimsus sõltub nende ühendamise viisist, mida tuleb küttesüsteemi arvutamisel arvesse võtta.

Algandmed: nurgatuba kahekorruselise üksikelamu esimesel korrusel; välissein kaherealisest keraamilise tellise müüritisest; toa laius 3 m, pikkus 4 m, lae kõrgus 3 m.

Lihtsustatud valikuskeemi järgi soovitatakse arvutada ruumi pindala, arvutame:

3 (laius) · 4 (pikkus) = 12 m²²

St kütteradiaatori vajalikuks võimsuseks 20% lisaga on 14,4 kW. Arvutame nüüd kütteradiaatori võimsusparameetrid ruumi soojuskadude alusel.

Tegelikult mõjutab ruumi pindala soojuskadusid vähem kui selle seinte pindala, mis on suunatud väljapoole (fassaadiseinad).

Seetõttu arvutame just ruumis olevate «tänavaseinte» pindala:

3 (laius) · 3 (kõrgus) + 4 (pikkus) · 3 (kõrgus) = 21 m²²

Teades seinte pindala, mis annavad soojust «väljapoole», arvutame soojuskadu toa ja välitemperatuuri erinevuse 30^о (majas +18 ^оC, väljas -12 ^оC) korral, ja kohe kilovatt-tundides:

0,91 · 21 · 30 : 1000 = 0,57 kW,

Kus: 0,91 – «tänavale» suunatud ruumiseinte m² soojusülekande takistus; 21 – «tänavaseinte» pindala; 30 – temperatuuride vahe sees ja väljas; 1000 – vattide arv kilovatis.

Ehitusstandardite kohaselt paigutatakse kütteseadmed maksimaalsete soojuskadude kohtadesse. Näiteks paigaldatakse radiaatorid aknaavade alla, soojuspüstolid – maja sissepääsu kohale. Nurgatubades paigaldatakse radiaatorid umbseintele, mis on maksimaalse tuule mõjule avatud.

Selgub, et selle konstruktsiooni fassaadseinte kaudu tekkivate soojuskadude kompenseerimiseks piisab temperatuuride erinevuse 30^о korral küttest võimsusega 0,57 kWh. Suurendame vajalikku võimsust 20%, isegi 30% – saame 0,74 kWh.

Seega võivad tegelikud küttevõimsuse vajadused olla oluliselt väiksemad kui kaubanduslik skeem "1,2 kW ruutmeetri kohta".

Pealegi võimaldab küttradiaatorite vajaliku võimsuse korrektne arvutamine vähendada küttesüsteemi soojuskandja mahtu, mis vähendab katla koormust ja kütusekulusid.

Järeldused ja kasulik video teemal

Kuhu kaob soojus majast – vastuseid pakub illustreeriv video:

Videos käsitletakse maja soojuskadude arvutamise järjekorda läbi piirdekonstruktsioonide. Teades soojuskadusid, saab täpselt arvutada küttesüsteemi võimsused:

Üksikasjalik video küttekatla võimsuskarakteristikute valiku põhimõtetest vaadake allpool:

Soojatootmine kallineb igal aastal – kütusehinnad tõusevad. Ja soojust jääb pidevalt puudu. Suhtuda ükskõikselt maja energiakuludesse ei saa – see on täiesti kahjumlik.

Ühelt poolt muutub iga uus küttehooaeg majaomanikule aina kallimaks. Teiselt poolt maksab maamaja seinte, vundamendi ja katuse soojustamine head raha. Kuid mida vähem soojust hoonest välja pääseb, seda odavam on seda kütta.

Soojuse säilitamine maja ruumides on küttesüsteemi peamine ülesanne talvekuudel. Küttekatla võimsuse valik sõltub maja seisukorrast ja selle piirdekonstruktsioonide soojustuse kvaliteedist. Põhimõte «kilovatt 10 ruudu kohta» toimib keskmise fassaadi, katuse ja vundamendi seisukorraga majas.

Kas Te ise arvutasite oma maja küttesüsteemi? Või märkasite artiklis toodud arvutustes ebakõla? Jagage oma praktilist kogemust või teoreetiliste teadmiste mahtu, jättes kommentaari selle artikli all olevasse plokki.