Das Heizen eines Privathauses ist ein notwendiges Element für komfortables Wohnen. Stimmen Sie zu, dass die Anordnung des Heizungskomplexes sorgfältig angegangen werden sollte, wie Fehler sind teuer. Aber Sie haben solche Berechnungen noch nie durchgeführt und wissen nicht, wie Sie sie richtig durchführen sollen?
Wir helfen Ihnen - in unserem Artikel werden wir detailliert untersuchen, wie die Berechnung des Heizungssystems eines Privathauses durchgeführt wird, um Wärmeverluste in den Wintermonaten effektiv auszugleichen.
Wir geben spezifische Beispiele, indem wir dem Artikel Material mit visuellen Fotos und nützlichen Videotipps sowie relevante Tabellen mit Indikatoren und Koeffizienten hinzufügen, die für Berechnungen benötigt werden.
Wärmeverlust eines Privathauses
Das Gebäude verliert aufgrund der unterschiedlichen Lufttemperatur innerhalb und außerhalb des Hauses Wärme. Der Wärmeverlust ist umso höher, je bedeutender die Fläche der Gebäudehülle ist (Fenster, Dächer, Wände, Fundamente).
Der Verlust an Wärmeenergie hängt auch mit den Materialien der Gebäudehülle und ihrer Größe zusammen. Beispielsweise ist der Wärmeverlust dünner Wände größer als dick.
Bildergalerie
Foto von
Das Heizsystem eines Privathauses mit zwei Einheiten
Option zum Heizen in einem Blockhaus
Luft- und Wärmeleckage durch Fenster und Türen
Frischlüftungssystem
Warmwasser- und Heizungsschaltplan
Kesselauswahl nach Brennstoffart
Optionen zum Verlegen von Heizkreisen
Außenheizung möglich
Eine effektive Berechnung der Heizung für ein Privathaus berücksichtigt notwendigerweise die beim Bau von Gebäudehüllen verwendeten Materialien.
Beispielsweise wird bei gleicher Wandstärke aus Holz und Ziegel Wärme mit unterschiedlicher Intensität ausgeführt - der Wärmeverlust durch Holzkonstruktionen ist langsamer. Einige Materialien lassen die Wärme besser durch (Metall, Ziegel, Beton), andere schlechter (Holz, Mineralwolle, Styroporschaum).
Die Atmosphäre in einem Wohngebäude hängt indirekt mit der Außenluftumgebung zusammen. Wände, Öffnungen von Fenstern und Türen, Dach und Fundament im Winter übertragen Wärme vom Haus nach außen und liefern im Gegenzug Kälte. Sie machen 70-90% des gesamten Wärmeverlustes der Hütte aus.
Wände, Dach, Fenster und Türen - im Winter lässt alles Wärme ab. Die Wärmebildkamera zeigt deutlich Wärmelecks
Ein ständiges Austreten von Wärmeenergie während der Heizperiode tritt auch durch Belüftung und Abwasser auf.
Bei der Berechnung des Wärmeverlusts eines einzelnen Wohnungsbaus werden diese Daten in der Regel nicht berücksichtigt. Die Einbeziehung von Wärmeverlusten durch die Kanalisation und die Lüftungssysteme in die allgemeine Wärmeberechnung des Hauses ist jedoch immer noch die richtige Entscheidung.
Ein signifikant angeordnetes Wärmedämmsystem kann die Wärmeleckage durch Gebäudestrukturen, Tür- / Fensteröffnungen erheblich reduzieren
Es ist unmöglich, den autonomen Heizkreislauf eines Landhauses zu berechnen, ohne den Wärmeverlust seiner umschließenden Strukturen zu bewerten. Genauer gesagt ist es nicht möglich, die Kapazität des Heizkessels zu bestimmen, die ausreicht, um das Haus bei starksten Frösten zu heizen.
Durch die Analyse des tatsächlichen Wärmeenergieverbrauchs durch die Wände können Sie die Kosten für Kesselausrüstung und Brennstoff mit den Kosten für die Wärmedämmung von Gebäudehüllen vergleichen.
Denn je energieeffizienter das Haus ist, d.h. Je weniger Wärme in den Wintermonaten verloren geht, desto geringer sind die Kosten für die Anschaffung von Kraftstoff.
Für eine kompetente Berechnung des Heizungssystems wird der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient üblicher Baustoffe benötigt.
Die Wertetabelle des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten verschiedener Baustoffe, die am häufigsten beim Bau von verwendet wird
Berechnung des Wärmeverlustes durch Wände
Am Beispiel des bedingten zweistöckigen Häuschens berechnen wir den Wärmeverlust durch seine Wandstrukturen.
Ausgangsdaten:
- quadratische "Box" mit 12 m breiten und 7 m hohen Vorderwänden;
- Innerhalb der Mauern von 16 Öffnungen beträgt die Fläche jeweils 2,5 m2;
- Material der Vorderwände - massive Ziegelkeramik;
- Wandstärke - 2 Steine.
Als nächstes berechnen wir die Gruppe von Indikatoren, aus denen der Gesamtwert des Wärmeverlusts durch die Wände addiert wird.
Wärmeübertragungswiderstand
Um den Wärmeübertragungswiderstandsindex für eine Fassadenwand zu ermitteln, muss die Dicke des Wandmaterials durch seinen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten dividiert werden.
Für eine Reihe von Strukturmaterialien sind Daten zum Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten in den Bildern oben und unten dargestellt.
Für genaue Berechnungen wird der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient benötigt, der in der Tabelle der im Bau verwendeten Wärmedämmstoffe angegeben ist.
Unsere bedingte Wand besteht aus massiven Keramiksteinen, deren Wärmeleitfähigkeit 0,56 W / m beträgtÜberUnter Berücksichtigung des Mauerwerks im zentralen Verteilungszentrum beträgt seine Dicke 0,51 m. Wenn wir die Wandstärke durch die Wärmeleitfähigkeit des Ziegels dividieren, erhalten wir den Wandwärmeübertragungswiderstand:
0,51: 0,56 = 0,91 W / m2 × oVON
Wir runden das Teilungsergebnis auf zwei Dezimalstellen ab, es sind keine genaueren Daten zum Wärmeübertragungswiderstand erforderlich.
Außenwandbereich
Da das quadratische Gebäude als Beispiel gewählt wurde, wird die Fläche seiner Wände bestimmt, indem die Breite mit der Höhe einer Wand und dann mit der Anzahl der Außenwände multipliziert wird:
12 · 7 · 4 = 336 m2
Wir kennen also den Bereich der Vorderwände. Aber was ist mit den Öffnungen von Fenstern und Türen, die zusammen 40 m2 einnehmen (2,5 · 16 = 40 m)?2) der Vorderwand, sollten sie berücksichtigt werden?
In der Tat, wie man die autonome Heizung in einem Holzhaus korrekt berechnet, ohne den Wärmeübertragungswiderstand von Fenster- und Türstrukturen zu berücksichtigen.
Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von wärmeisolierenden Materialien zur Isolierung von tragenden Wänden
Wenn der Wärmeverlust eines großflächigen Gebäudes oder eines warmen Hauses (energieeffizient) berechnet werden muss - ja, die Berücksichtigung der Wärmeübergangskoeffizienten von Fensterrahmen und Eingangstüren ist bei der Berechnung korrekt.
Bei niedrigen Gebäuden, die aus traditionellen Materialien gebaut wurden, können Tür- und Fensteröffnungen vernachlässigt werden. Jene. Nehmen Sie ihre Fläche nicht von der Gesamtfläche der Vorderwände weg.
Gemeinsamer Wandwärmeverlust
Wir ermitteln den Wärmeverlust der Wand von einem Quadratmeter, wenn der Temperaturunterschied zwischen der Luft innerhalb und außerhalb des Hauses einen Grad beträgt.
Teilen Sie dazu das Gerät durch den zuvor berechneten Wärmeübertragungswiderstand der Wand:
1: 0,91 = 1,09 W / m2·ÜberVON
Wenn Sie den Wärmeverlust pro Quadratmeter des Umfangs der Außenwände kennen, können Sie den Wärmeverlust bei bestimmten Straßentemperaturen bestimmen.
Zum Beispiel, wenn die Temperatur in der Hütte +20 ist ÜberC und auf der Straße -17 ÜberC beträgt die Temperaturdifferenz 20 + 17 = 37 ÜberC. In einer solchen Situation beträgt der Gesamtwärmeverlust der Wände unseres bedingten Hauses:
0,91 · 336 · 37 = 11313 W.,
Wobei: 0,91 - Wärmeübertragungswiderstand pro Quadratmeter Wand; 336 - Bereich der Vorderwände; 37 - Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außenatmosphäre.
Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von wärmeisolierenden Materialien, die für die Boden- / Wanddämmung, für den trockenen Estrich und die Wandausrichtung verwendet werden
Wir berechnen den resultierenden Wärmeverlust in Kilowattstunden neu, sie sind bequemer für die Wahrnehmung und anschließende Berechnung der Leistung des Heizungssystems.
Wandwärmeverlust in Kilowattstunden
Zuerst finden wir heraus, wie viel Wärmeenergie in einer Stunde mit einem Temperaturunterschied von 37 durch die Wände fließt ÜberVON.
Wir erinnern Sie daran, dass die Berechnung für ein Haus mit strukturellen Merkmalen durchgeführt wird, das bedingt für Demonstrations- und Demonstrationsberechnungen ausgewählt wurde:
113131: 1000 = 11,313 kWh,
Wobei: 11313 - die Menge des früher erhaltenen Wärmeverlusts; 1 Stunde; 1000 ist die Anzahl der Watt pro Kilowatt.
Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Baustoffen zur Dämmung von Wänden und Böden
Um den Wärmeverlust pro Tag zu berechnen, wird der resultierende Wärmeverlust pro Stunde mit 24 Stunden multipliziert:
11,31324 = 271,512 kWh
Aus Gründen der Klarheit ermitteln wir den Verlust an Wärmeenergie für die gesamte Heizperiode:
7 · 30 · 271.512 = 57017.52 kWh,
Wo: 7 - die Anzahl der Monate in der Heizperiode; 30 - die Anzahl der Tage in einem Monat; 271.512 - täglicher Wärmeverlust der Wände.
Der geschätzte Wärmeverlust eines Hauses mit den Eigenschaften der oben ausgewählten umschließenden Strukturen beträgt also sieben Monate der Heizperiode 57017,52 kWh.
Berücksichtigung der Auswirkungen der privaten Hauslüftung
Als Beispiel berechnen wir den Wärmeverlust der Lüftung während der Heizperiode für ein bedingtes Häuschen mit quadratischer Form, einer Wand von 12 Metern Breite und 7 Metern Höhe.
Ohne Möbel und Innenwände beträgt das Innenvolumen der Atmosphäre in diesem Gebäude:
12 · 12 · 7 = 1008 m3
Bei einer Lufttemperatur von +20 ÜberC (Norm in der Heizperiode) seine Dichte beträgt 1,2047 kg / m3und die spezifische Wärme beträgt 1,005 kJ / (kgÜberVON).
Wir berechnen die Masse der Atmosphäre im Haus:
10081,2047 = 1214,34 kg,
Wo: 1008 - das Volumen der häuslichen Atmosphäre; 1,2047 - Luftdichte bei t +20 ÜberVON .
Eine Tabelle mit dem Wert des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von Materialien, der für genaue Berechnungen erforderlich sein kann
Angenommen, das Luftvolumen in den Räumlichkeiten des Hauses wird um das Fünffache geändert. Beachten Sie, dass der genaue Bedarf an Frischluftmenge von der Anzahl der Bewohner der Hütte abhängt.
Mit einem durchschnittlichen Temperaturunterschied zwischen Haus und Straße in der Heizperiode von 27 ÜberC (20 ÜberC nach Hause, -7 ÜberMit der Außenatmosphäre) pro Tag zum Erhitzen der Kaltluftversorgung benötigen Sie Wärmeenergie:
5,271214,34-1,005 = 164755,58 kJ,
Wo: 5 - die Anzahl der Luftwechsel in den Räumlichkeiten; 27 - Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außenatmosphäre; 1214,34 - Luftdichte bei t +20 ÜberVON; 1.005 - spezifische Luftwärme.
Wir rechnen Kilojoule in Kilowattstunden um und dividieren den Wert durch die Anzahl der Kilojoule in einer Kilowattstunde (3600):
164755,58: 3600 = 45,76 kWh
Nachdem die Kosten für Wärmeenergie für die Erwärmung der Luft im Haus während ihres fünffachen Austauschs durch die Versorgungslüftung ermittelt wurden, ist es möglich, den Wärmeverlust „Luft“ für die siebenmonatige Heizperiode zu berechnen:
7 · 30 · 45,76 = 9609,6 kWh,
Wobei: 7 - die Anzahl der "erhitzten" Monate; 30 - die durchschnittliche Anzahl von Tagen in einem Monat; 45,76 - tägliche Wärmeenergiekosten für die Erwärmung der Zuluft.
Energiekosten für Belüftung (Infiltration) sind unvermeidlich, da die Lufterneuerung in der Hütte von entscheidender Bedeutung ist.
Der Heizbedarf der austauschbaren Luftatmosphäre im Haus muss berechnet, mit den Wärmeverlusten durch die Gebäudehülle summiert und bei der Auswahl eines Heizkessels berücksichtigt werden. Es gibt eine andere Art des Wärmeenergieverbrauchs, nämlich den Wärmeverlust des Abwasserkanals.
Energiekosten für die Warmwasserbereitung
Wenn in den wärmeren Monaten kaltes Wasser aus dem Wasserhahn in die Hütte kommt, ist es in der Heizperiode eisig mit einer Temperatur von nicht mehr als +5 ° C. ÜberC. Baden, Geschirr spülen und Spülen sind ohne Erhitzen des Wassers nicht möglich.
In der Toilettenschüssel gesammeltes Wasser berührt die Atmosphäre durch die Wände und nimmt ein wenig Wärme auf. Was passiert mit Wasser, das durch Verbrennen von nicht freiem Kraftstoff erwärmt und für den Haushaltsbedarf ausgegeben wird? Es wird in den Abwasserkanal gegossen.
Ein Zweikreis-Kessel mit einem indirekten Heizkessel, der sowohl zum Erhitzen des Kühlmittels als auch zum Zuführen von heißem Wasser zu dem dafür konstruierten Kreislauf verwendet wird
Betrachten Sie ein Beispiel. Eine dreiköpfige Familie soll 17 m verbringen3 Wasser monatlich. 1000 kg / m3 - die Dichte des Wassers und 4,183 kJ / kgÜberC ist seine spezifische Wärme.
Die durchschnittliche Temperatur des Heizwassers für den häuslichen Bedarf beträgt +40 ÜberDementsprechend ist die Differenz der Durchschnittstemperatur zwischen kaltem Wasser, das in das Haus eintritt (+5 ÜberC) und in einem Kessel erhitzt (+30 ÜberC) es stellt sich heraus 25 ÜberVON.
Um den Wärmeverlust des Abwasserkanals zu berechnen, berücksichtigen wir:
17 · 1000 · 25 · 4,183 = 1777775 kJ,
Wo: 17 - monatliches Wasserverbrauchsvolumen; 1000 ist die Dichte von Wasser; 25 - Temperaturunterschied zwischen kaltem und erwärmtem Wasser; 4.183 - spezifische Wärme von Wasser;
Um Kilojoule in verständlichere Kilowattstunden umzurechnen:
1777775: 3600 = 493,82 kWh
Für einen Zeitraum von sieben Monaten der Heizperiode beträgt die Wärmeenergie in Höhe von:
493,827 = 3456,74 kWh
Der Verbrauch an Wärmeenergie zum Erhitzen von Wasser für hygienische Zwecke ist im Vergleich zum Wärmeverlust durch Wände und Lüftung gering. Dies ist aber auch der Energieverbrauch, das Laden eines Heizkessels oder eines Heizkessels und das Verursachen des Brennstoffverbrauchs.
Berechnung der Leistung des Kessels
Der Kessel in der Heizungsanlage soll den Wärmeverlust des Gebäudes ausgleichen. Und auch bei einem Zweikreissystem oder bei der Ausstattung eines Kessels mit einem indirekten Heizkessel zum Erhitzen von Wasser für hygienische Zwecke.
Durch Berechnung des täglichen Wärmeverlusts und des Verbrauchs von warmem Wasser „für das Abwasser“ ist es möglich, die erforderliche Kesselleistung für ein Häuschen eines bestimmten Gebiets und die Eigenschaften der umschließenden Strukturen genau zu bestimmen.
Der Einkreiskessel erzeugt nur Heizmedium für das Heizsystem
Um die Leistung des Heizkessels zu bestimmen, müssen die Kosten für die Wärmeenergie des Hauses durch die Fassadenwände und die Erwärmung der austauschbaren Luftatmosphäre des Innenraums berechnet werden.
Daten zu Wärmeverlusten in Kilowattstunden pro Tag sind erforderlich - im Fall eines als Beispiel berechneten bedingten Hauses:
271,512 + 45,76 = 317,272 kWh,
Wo: 271.512 - täglicher Wärmeverlust durch Außenwände; 45,76 - täglicher Wärmeverlust zum Erhitzen der Zuluft.
Dementsprechend beträgt die erforderliche Heizleistung des Kessels:
317,272: 24 (Stunden) = 13,22 kW
Ein solcher Kessel steht jedoch unter konstant hoher Last, was seine Lebensdauer verringert. Und an besonders frostigen Tagen reicht die Nennleistung des Kessels nicht aus, da bei einem hohen Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außenatmosphäre der Wärmeverlust des Gebäudes stark zunimmt.
Daher lohnt es sich nicht, einen Kessel nach einer durchschnittlichen Berechnung der Wärmeenergiekosten auszuwählen - er ist möglicherweise nicht in der Lage, mit starken Frösten fertig zu werden.
Es ist sinnvoll, die erforderliche Kapazität der Kesselausrüstung um 20% zu erhöhen:
13,22,2 + 13,22 = 15,86 kW
Um die erforderliche Leistung des zweiten Kreislaufs des Kessels, des Heizwassers zum Spülen von Geschirr, zum Baden usw. zu berechnen, muss der monatliche Wärmeverbrauch der Wärmeverluste des Abwasserkanals durch die Anzahl der Tage im Monat und durch 24 Stunden dividiert werden:
493,82: 30: 24 = 0,68 kW
Nach den Berechnungsergebnissen beträgt die optimale Kesselleistung für das Hüttenbeispiel 15,86 kW für den Heizkreis und 0,68 kW für den Heizkreis.
Die Wahl der Heizkörper
Traditionell wird empfohlen, die Leistung des Heizkörpers entsprechend der Fläche des beheizten Raums und mit einer 15-20% igen Überbewertung des Leistungsbedarfs für alle Fälle zu wählen.
Betrachten wir als Beispiel, wie korrekt die Methode zur Auswahl eines Heizkörpers „10 m2 Fläche - 1,2 kW“ ist.
Die Wärmeleistung von Heizkörpern hängt davon ab, wie sie angeschlossen sind, was bei der Berechnung des Heizungssystems berücksichtigt werden muss
Anfangsdaten: Eckzimmer auf der ersten Ebene eines zweistöckigen Hauses IZHS; Außenwand aus zweireihigem Keramikmauerwerk; Raumbreite 3 m, Länge 4 m, Deckenhöhe 3 m.
Nach dem vereinfachten Auswahlschema wird vorgeschlagen, die Fläche des Raumes zu berechnen, wir betrachten:
3 (Breite) · 4 (Länge) = 12 m2
Jene. Die benötigte Leistung des Heizkörpers mit einer Prämie von 20% beträgt 14,4 kW. Und jetzt berechnen wir die Leistungsparameter des Heizkörpers basierend auf dem Wärmeverlust des Raums.
Tatsächlich beeinflusst die Fläche eines Raums den Verlust an Wärmeenergie weniger als die Fläche seiner Wände, die sich auf einer Seite des Gebäudes erstrecken (Vorderseite).
Daher werden wir genau den Bereich der im Raum verfügbaren "Straßen" -Wände berücksichtigen:
3 (Breite) · 3 (Höhe) + 4 (Länge) · 3 (Höhe) = 21 m2
Wenn wir den Bereich der Wände kennen, der Wärme „auf die Straße“ überträgt, berechnen wir den Wärmeverlust mit einer Differenz der Raum- und Straßentemperatur von 30Über (im Haus +18 ÜberC, außerhalb -12 ÜberC) und sofort in Kilowattstunden:
0,91 · 21 · 30: 1000 = 0,57 kW,
Wobei: 0,91 - Wärmeübertragungswiderstand m2 der Raumwände zur Straße hin; 21 - der Bereich der "Straßenmauern"; 30 - Temperaturunterschied innerhalb und außerhalb des Hauses; 1000 ist die Anzahl der Watt pro Kilowatt.
Heizgeräte befinden sich laut Gebäudestandard an Orten mit maximalem Wärmeverlust. Zum Beispiel werden Heizkörper unter den Fensteröffnungen und Heißluftpistolen installiert - über dem Eingang zum Haus. In Eckräumen werden Batterien an stumpfen Wänden installiert, die maximalem Wind ausgesetzt sind.
Es stellt sich heraus, dass zum Ausgleich des Wärmeverlustes durch die Fassadenwände dieses Entwurfs bei 30Über Der Temperaturunterschied im Haus und auf der Straße reicht für eine Heizleistung mit einer Leistung von 0,57 kWh. Wir erhöhen die benötigte Leistung um 20, sogar um 30% - wir erhalten 0,74 kWh.
Somit kann der tatsächliche Strombedarf der Heizung erheblich niedriger sein als das Handelsschema „1,2 kW pro Quadratmeter Nutzfläche“.
Darüber hinaus wird durch die korrekte Berechnung der erforderlichen Kapazität von Heizkörpern die Kühlmittelmenge im Heizsystem verringert, wodurch die Belastung des Kessels und die Brennstoffkosten verringert werden.
Wo die Hitze von zu Hause kommt - das Video liefert die Antworten:
In dem Video wird das Verfahren zur Berechnung des Wärmeverlusts eines Hauses durch die Gebäudehülle betrachtet. Wenn der Wärmeverlust bekannt ist, kann die Leistung des Heizungssystems genau berechnet werden:
Ein detailliertes Video zu den Grundsätzen für die Auswahl der Leistungseigenschaften eines Heizkessels finden Sie unten:
Die Wärmeerzeugung steigt jährlich - die Kraftstoffpreise steigen. Und die Hitze reicht ständig nicht aus. Der Energieverbrauch des Hauses kann Ihnen nicht gleichgültig sein - dies ist völlig unrentabel.
Einerseits kostet jede neue Heizperiode den Hausbesitzer immer teurer. Andererseits kostet die Dämmung von Wänden, Fundamenten und Vorortdächern gutes Geld. Je weniger Wärme das Gebäude verlässt, desto billiger ist es jedoch, es zu heizen..
Die Wärmespeicherung in den Räumlichkeiten des Hauses ist die Hauptaufgabe des Heizungssystems in den Wintermonaten. Die Wahl der Leistung des Heizkessels hängt vom Zustand des Hauses und von der Qualität der Isolierung seiner umschließenden Strukturen ab. Das Prinzip „Kilowatt pro 10 Quadratmeter Fläche“ gilt in einem Cottage mit einem durchschnittlichen Zustand von Fassaden, Dächern und Fundamenten.
Haben Sie unabhängig ein Heizsystem für Ihr Zuhause berechnet? Oder haben Sie eine Nichtübereinstimmung in den im Artikel angegebenen Berechnungen festgestellt? Teilen Sie Ihre praktischen Erfahrungen oder das Volumen des theoretischen Wissens mit, indem Sie im Block unter diesem Artikel einen Kommentar hinterlassen.