Тепловой расчет дома: Тепловой расчет отопления дома – современные методы

Содержание

Тепловой расчет системы отопления – определяем нагрузку на систему и расход тепла

Тепловой расчёт системы отопления большинству представляется легким и не требующим особого внимания занятием. Огромное количество людей считают, что те же радиаторы нужно выбирать исходя из только площади помещения: 100 Вт на 1 м.кв. Всё просто. Но это и есть самое большое заблуждение. Нельзя ограничиваться такой формулой. Значение имеет толщина стен, их высота, материал и многое другое. Конечно, нужно выделить час-другой, чтобы получить нужные цифры, но это по силам каждому желающему.

Исходные данные для проектирования системы отопления

Чтобы произвести расчет расхода тепла на отопление, нужен, во-первых, проект дома.

План дома позволяет получить практически все исходные данные, которые нужны для определения теплопотерь и нагрузки на отопительную систему

Он должен содержать внутренние и наружные размеры каждого помещения, окон, наружных дверных проёмов.

Внутренние двери остаются без внимания, поскольку на тепловые потери они не оказывают никакого влияния.

Во-вторых, понадобятся данные о расположении дома по отношению к сторонам света и районе строительства – климатические условия в каждом регионе свои, и то, что подходит для Сочи, не может быть применено к Анадырю.

В-третьих, собираем информацию о составе и высоте наружных стен и материалах, из которых изготовлены пол (от помещения до земли) и потолок (от комнат и наружу).

После сбора всех данных можно приступать к работе. Расчет тепла на отопление можно выполнить по формулам за один-два часа. Можно, конечно, воспользоваться специальной программой от компании Valtec.

Для расчёта теплопотерь отапливаемых помещений, нагрузки на систему отопления и теплоотдачи от отопительных приборов в программу достаточно внести только исходные данные. Огромное количество функций делают её незаменимым помощником и прораба, и частного застройщика

Она значительно всё упрощает и позволяет получить все данные по тепловым потерям и гидравлическому расчету системы отопления.

Формулы для расчётов и справочные данные

Расчет тепловой нагрузки на отопление предполагает определение тепловых потерь(Тп) и мощности котла (Мк). Последняя рассчитывается по формуле:

Мк=1,2* Тп, где:

  • Мк – тепловая производительность системы отопления, кВт;
  • Тп – тепловые потери дома;
  • 1,2 – коэффициент запаса (составляет 20%).

Двадцатипроцентный коэффициент запаса позволяет учесть возможное падение давления в газопроводе в холодное время года и непредвиденные потери тепла (например, разбитое окно, некачественная теплоизоляция входных дверей или небывалые морозы).

Он позволяет застраховаться от ряда неприятностей, а также даёт возможность широкого регулирования режима температур.

Как видно из этой формулы мощность котла напрямую зависит от теплопотерь. Они распределяются по дому не равномерно: на наружные стены приходится порядка 40% от общей величины, на окна – 20%, пол отдаёт 10%, крыша 10%. Оставшиеся 20% улетучиваются через двери, вентиляцию.

Плохо утеплённые стены и пол, холодные чердак, обычное остекление на окнах — всё это приводит к большим потерям тепла, а, следовательно, к увеличению нагрузки на систему отопления. При строительстве дома важно уделить внимание всем элементам, ведь даже непродуманная вентиляция в доме будет выпускать тепло на улицу

Материалы, из которых построен дом, оказывают самое непосредственное влияние на количество потерянного тепла. Поэтому при расчётах нужно проанализировать, из чего состоят и стены, и пол, и всё остальное.

В расчётах, чтобы учесть влияние каждого из этих факторов, используются соответствующие коэффициенты:

  • К1 – тип окон;
  • К2 – изоляция стен;
  • К3 – соотношение площади пола и окон;
  • К4 – минимальная температура на улице;
  • К5 – количество наружных стен дома;
  • К6 – этажность;
  • К7 – высота помещения.

Для окон коэффициент потерь тепла составляет:

  • обычное остекление – 1,27;
  • двухкамерный стеклопакет – 1;
  • трёхкамерный стеклопакет – 0,85.

Естественно, последний вариант сохранит тепло в доме намного лучше, чем два предыдущие.

Правильно выполненная изоляция стен является залогом не только долгой жизни дома, но и комфортной температуры в комнатах.  В зависимости от материала меняется и величина коэффициента:

  • бетонные панели, блоки – 1,25-1,5;
  • брёвна, брус – 1,25;
  • кирпич (1,5 кирпича) – 1,5;
  • кирпич (2,5 кирпича) – 1,1;
  • пенобетон с повышенной теплоизоляцией – 1.

Чем больше площадь окон относительно пола, тем больше тепла теряет дом:

Соотношение площади окон к площади полаЗначение коэффициента
10%0,8
10-19%0,9
20%1,0
21-29%1,1
30%1,2
31-39%1,3
40%1,4
50%1,5

Температура за окном тоже вносит свои коррективы.

При низких показателях теплопотери возрастают:

  • До -10С – 0,7;
  • -10С – 0,8;
  • -15C — 0,90;
  • -20C — 1,00;
  • -25C — 1,10;
  • -30C — 1,20;
  • -35C — 1,30.

Теплопотери находятся в зависимости и от того, сколько внешних стен у дома:

  • четыре стены – 1,33;%
  • три стены – 1,22;
  • две стены – 1,2;
  • одна стена – 1.

Хорошо, если к нему пристроен гараж, баня или что-то ещё.  А вот если его со всех сторон обдувают ветра, то придётся покупать котёл помощнее.

Количество этажей или тип помещения, которые находится над комнатой определяют коэффициент К6 следующим образом: если над дом имеет два и более этажей, то для расчётов берём значение 0,82, а вот если чердак, то для теплого – 0,91 и 1 для холодного.

Что касается высоты стен, то значения будут такими:

  • 4,5 м – 1,2;
  • 4,0 м – 1,15;
  • 3,5 м – 1,1;
  • 3,0 м – 1,05;
  • 2,5 м – 1.

Помимо перечисленных коэффициентов также учитываются площадь помещения (Пл) и удельная величина теплопотерь (УДтп).

Итоговая формула для расчёта коэффициента тепловых потерь:

Тп = УДтп * Пл * К1 * К2 * К3 * К4 * К5 * К6 * К7.

Коэффициент УДтп равен 100 Ватт/м2.

Разбор расчетов на конкретном примере

Дом, для которого будем определять нагрузку на систему отопления, имеет двойные стеклопакеты (К1 =1), пенобетонные стены с повышенной теплоизоляцией (К2= 1), три из которых выходят наружу (К5=1,22). Площадь окон составляет 23% от площади пола (К3=1,1), на улице около 15С мороза (К4=0,9). Чердак дома холодный (К6=1), высота помещений 3 метра (К7=1,05). Общая площадь составляет 135м2.

Исходные данные известны, значит дальше всё как в школе: подставляет в формулу цифры и получаем ответ:

Пт = 135*100*1*1*1,1*0,9*1,22*1*1,05=17120,565 (Ватт) или Пт=17,1206 кВт

Теперь можно рассчитать мощность отопительной системы:

Мк=1,2*17,1206=20,54472 (кВт).

Расчёт нагрузки и теплопотерь можно выполнить самостоятельно и достаточно быстро. Нужно всего потратить пару часов на приведение в порядок исходных данных, а потом просто подставить значения в формулы. Цифры, которые вы в результате получите помогут определиться с выбором котла и радиаторов.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

как рассчитать теплопотери здания с помощью калькулятора

Энергоэффективная реконструкция здания поможет сэкономить тепловую энергию и повысить комфортность жизни. Наибольший потенциал экономии заключается в хорошей теплоизоляции наружных стен и крыши. Самый простой способ оценить возможности эффективного ремонта – это потребление тепловой энергии. Если в год потребляется более 100 кВт ч электроэнергии (10 м³ природного газа) на квадратный метр отапливаемой площади, включая площадь стен, то энергосберегающий ремонт может быть выгодным.

Расчет теплопотерь здания

Потери тепла через внешнюю оболочку

Основная концепция энергосберегающего здания – это сплошной слой теплоизоляции над нагретой поверхностью контура дома.

  1. Крыша. С толстым слоем теплоизоляции потери тепла через крышу можно уменьшить;

Важно! В деревянных конструкциях теплозащитное уплотнение крыши затруднено, так как древесина набухает и может повреждаться от большой влажности.

  1. Стены. Как и с крышей, потери тепла снижаются при применении специального покрытия. В случае внутренней теплоизоляции стен существует риск того, что конденсат будет собираться за изоляцией, если влажность в помещении слишком высокая;

Способы выхода тепла из дома

  1. Пол или подвал. По практическим соображениям тепловая изоляция производится изнутри здания;
  2. Термические мосты. Тепловые мосты представляют собой нежелательные охлаждающие ребра (теплопроводники) снаружи здания. Например, бетонный пол, который одновременно является балконным полом. Многие тепловые мосты находятся в области почвы, парапетах, оконных и дверных рамах. Существуют также временные тепловые мосты, если детали стен закреплены металлическими элементами. Термомосты могут составлять значительную часть потерь тепла;
  3. Окна. За последние 15 лет теплоизоляция оконного стекла улучшилась в 3 раза. Сегодняшние окна обладают специальным отражающим слоем на стеклах, что уменьшает потери излучения, это одно,- и двухкамерные стеклопакеты;
  4. Вентиляция. Обычное здание имеет воздушные утечки, особенно в области окон, дверей и на крыше, что обеспечивает необходимый воздухообмен. Однако в холодное время года это вызывает значительные теплопотери дома от выходящего нагретого воздуха. Хорошие современные здания достаточно воздухонепроницаемы, и необходимо регулярно вентилировать помещения, открывая окна на несколько минут. Чтобы уменьшить потери тепла за счет вентиляции, все чаще устанавливаются комфортные вентиляционные системы. Этот вид теплопотерь оценивается в 10-40%.

Термографические съемки в здании с плохой изоляцией дают представление о том, как много тепла теряется. Это очень хороший инструмент для контроля качества ремонта или нового строительства.

Термографическая съемка здания

Способы оценки теплопотерь дома

Существуют сложные методики расчетов, учитывающие различные физические процессы: конвекционный обмен, излучение, но они часто являются излишними. Обычно используются упрощенные формулы, а при необходимости можно добавить к полученному результату 1-5%. Ориентация здания учитывается в новых постройках, но солнечное излучение также не влияет значительно на расчет теплопотерь.

Важно! При применении формул для расчетов потерь тепловой энергии всегда учитывается время нахождения людей в том или ином помещении. Чем оно меньше, тем меньшие температурные показатели надо брать за основу.

Чтобы рассчитать теплопотери здания, можно воспользоваться несколькими способами:

  1. Усредненные величины. Самый приблизительный метод, не обладает достаточной точностью. Существуют таблицы, составленные для отдельных регионов с учетом климатических условий и средних параметров здания. Например, для конкретной местности указывается значение мощности в киловаттах, необходимое для нагрева 10 м² площади помещения с потолками высотой 3 м и одним окном. Если потолки ниже или выше, и в комнате 2 окна, показатели мощности корректируются. Этот метод совершенно не учитывает степень теплоизоляции дома и не даст экономии тепловой энергии;
  2. Расчет теплопотерь ограждающего контура здания. Суммируется площадь внешних стен за вычетом размеров площадей окон и дверей. Дополнительно находится площадь крыши с полом. Дальнейшие расчеты ведутся по формуле:

Q = S x ΔT/R, где:

  • S – найденная площадь;
  • ΔT – разность между внутренней и наружной температурами;
  • R – сопротивление передаче тепла.

Результат, полученный для стен, пола и крыши, объединяется. Затем добавляются вентиляционные потери.

Важно! Такой подсчет теплопотерь поможет определиться с мощностью котла для здания, но не позволит рассчитать покомнатное количество радиаторов.

  1. Расчет теплопотерь по комнатам. При использовании аналогичной формулы рассчитываются потери для всех комнат здания по отдельности. Затем находятся теплопотери на вентиляцию путем определения объема воздушной массы и примерного количества раз в день ее смены в помещении.

Важно! При расчете вентиляционных потерь нужно обязательно учитывать назначение помещения. Для кухни и ванной комнаты необходима усиленная вентиляция.

Пример расчета теплопотерь жилого дома

Применяется второй способ расчета, только для внешних конструкций дома. Через них уходит до 90 процентов тепловой энергии. Точные результаты важны, чтобы выбрать необходимый котел для отдачи эффективного тепла без излишнего нагрева помещений. Также это показатель экономической эффективности выбранных материалов для теплозащиты, показывающий, как быстро можно окупить затраты на их приобретение. Расчеты упрощенные, для здания без наличия многослойного теплоизоляционного слоя.

Дом обладает площадью 10 х 12 м и высотой 6 м. Стены толщиной в 2,5 кирпича (67 см), покрытые штукатуркой, слоем 3 см. В доме 10 окон 0,9 х 1 м и дверь 1 х 2 м.

Расчет сопротивления передаче тепла стен:

  1. R = n/λ, где:
  • n – толщина стен,
  • λ – удельная теплопроводность (Вт/(м °C).

Это значение ищется по таблице для своего материала.

Таблица теплопроводности строительных материалов

  1. Для кирпича:

Rкир = 0,67/0,38 = 1,76 кв.м °C/Вт.

  1. Для штукатурного покрытия:

Rшт = 0,03/0,35 = 0,086 кв.м °C/Вт;

  1. Общая величина:

Rст = Rкир + Rшт = 1,76 + 0,086 = 1,846 кв.м °C/Вт;

Вычисление площади внешних стен:

  1. Общая площадь внешних стен:

S = (10 + 12) х 2 х 6 = 264 кв. м.

  1. Площадь окон и дверного проема:

S1 = ((0,9 х 1) х 10) + (1 х 2) = 11 кв.м.

  1. Скорректированная площадь стен:

S2 = S — S1 = 264 — 11 = 253 кв.м.

Тепловые потери для стен будут определяться:

Q = S x ΔT/R = 253 х 40/1,846 = 6810,22 Вт.

Термосопротивление различных стен

Важно! Значение ΔT взято произвольно. Для каждого региона в таблицах можно отыскать среднее значение этой величины.

На следующем этапе идентичным образом высчитываются теплопотери через фундамент, окна, крышу, дверь. При вычислении показателя тепловых потерь для фундамента берется меньшая разность температур. Затем надо просуммировать все полученные цифры и получить итоговую.

Чтобы определить возможный расход электроэнергии на отопление, можно представить эту цифру в кВт ч и рассчитать ее за отопительный сезон.

Если использовать только цифру для стен, получается:

6810,22 х 24 = 163,4 кВт ч;

163,4 х 30 = 4903,4 кВт ч;

  • за отопительный сезон 7 месяцев:

4903,4 х 7 =34 323,5 кВт ч.

Когда отопление газовое, определяется расход газа, исходя из его теплоты сгорания и коэффициента полезного действия котла.

Тепловые потери на вентиляцию

Чтобы рассчитать общие потери на весь дом, нужно:

  1. Найти воздушный объем дома:

10 х 12 х 6 = 720 м³;

  1. Масса воздуха находится по формуле:

М = ρ х V, где ρ – плотность воздуха (берется из таблицы).

М = 1, 205 х 720 = 867,4 кг.

  1. Надо определить цифру, сколько раз сменяется воздух во всем доме за сутки (например, 6 раз), и высчитать теплопотери на вентиляцию:

Qв = nxΔT xmx С, где С – удельная теплоемкость для воздуха, n – число раз замены воздуха.

Qв = 6 х 40 х 867,4 х 1,005 = 209217 кДж;

  1. Теперь надо перевести в Квт ч. Так как в одном киловатт-часе 3600 килоджоулей, то 209217 кДж = 58,11 кВт ч

Некоторые методики расчета предлагают взять потери тепла на вентиляцию от 10 до 40 процентов общих теплопотерь, не высчитывая их по формулам.

Для облегчения расчетов теплопотерь дома есть калькуляторы онлайн, где можно вычислить результат для каждой комнаты или дома целиком. В предлагаемые поля просто вводятся свои данные.

Учитывая полученные цифры, рекомендуется изучить внешнюю и внутреннюю конструкцию здания для поиска уязвимостей и принять соответствующие меры.

Видео

Оцените статью:

Расчет теплопотерь дома: калькулятор онлайн теплотехнического расчета

На чтение 11 мин. Просмотров 1.7k. Обновлено

Для того, чтобы спроектировать систему отопления, которая удовлетворяла бы как требованиям комфортного проживания в доме, так и оптимального расходования ресурсов семьи, необходимо сначала рассчитать его возможные теплопотери.

Расчет теплопотерь — это способ, определить примерное количество теплопотерь, которое теряет дом через ограждающий контур за конкретное время, в самый холодный период пятидневки. Единица измерения теплопотерь — Ватты.

Полученный результат приблизительный, и требует экспериментальной проверки, так как не реально учесть все моменты, которые влияют на тепловые потери: неправильная конструкция перегородок, разница между температурой внутри и снаружи, действие осадков, солнечной радиации и ветра. Зная данные показатели, можно выбирать модель системы отопления нужной мощности для любого дома.

Калькулятор онлайн

Логика расчета

Процентное соотношение теплопотерь дома через элементы его конструкции, указанное на картинке, весьма приблизительно, поскольку сильно зависит от их устройства и используемых материалов. Потери тепла на инфильтрацию происходят в результате утечки воздуха через щели, некачественное уплотнение дверей и окон, принудительной и естественной вентиляции помещений. Уносимое с воздухом тепло приходится компенсировать более интенсивной работой системы отопления.

Расчет теплопотерь в данной программе выполняется отдельно для каждой стены, пола и потолка с учетом общих для всех элементов помещения условий. Это сделано исходя из следующих предположений:

  • стены могут как непосредственно соприкасаться с атмосферным воздухом, так и выходить в нетапливаемое или плохо отапливаемые помещения;
  • исходя из этого толщина стен и используемый для них материал могут отличаться;
  • конструкция окон также может быть неодинакова.

Для расчета теплопотерь помещения в общем случае необходима площадь рассматриваемых элементов, характеристики теплопроводности или сопротивления теплопередаче используемых материалов и их толщина, а также разница между температурой воздуха внутри помещения (20-22 градуса) и температурой воздуха снаружи.

Температура атмосферного воздуха должна приниматься по самому холодному периоду отопительного сезона и указывается в общих условиях для расчета; если для какой-то стены она другая, введите ее в поле “температура воздуха снаружи помещения”. Для потолка температура, отличная от атмосферной, может быть введена в поле “температура над”, а для пола – “температура снизу”(вводится обязательно). Температура над потолком зависит от наличия или отсутствия утепления чердачного помещения; под полом – от наличия или отсутствия подвала и его типа (чаще всего принимается 0-7+ градусов).

Наружные двери могут выходить прямо на улицу или в неотапливаемое помещение; последнее обстоятельство учитывается в программе умножением рассчитанных теплопотерь через дверь на коэффициент 0.7.

Расчетные потери тепла на инфильтрацию воздуха можно регулировать варьируя значения, вводимые в поле “доля объема воздуха в помещении, подлежащая ежечасному обмену”; дело в том, что требуемый СНИПом ежечасный обмен всего объема воздуха, находящегося в доме, на практике считается завышенным и приводящим к большим затратам на отопление.

Коэффициенты теплопроводности используемых в строительстве материалов берутся из соответствующих таблиц или по данным изготовителей. Это касается и сопротивления теплопередачи стеклопакетов и им подобных конструкций. Что касается стеклопакетов, то при их выборе следует обращать внимание на обозначение.

Например, в обозначении стеклопакета 4-10ap-4: 4 -толщина стекла; 10-расстояние между стеклами; ap – указывает, что это пространство заполнено инертным газом аргоном, что повышает его сопротивление теплопередаче.

В обозначении 4-14-4-14-4и “и” указывает,что стекла имеют мягкое низко эмиссионное покрытие; к-стекло имеет более твердое покрытие, защищено от мелких повреждений, его покрытие низко эмиссионное; pi – на стекло нанесена энергосберегающая пленка и др.

Приведенная в правой части рисунка схема относится к случаю, когда под домом нет подвала (“пол на грунте”) для упрощения решения сложной задачи определения теплопотерь через пол в грунт применяется методика разбиения площади ограждающих конструкций на 4 зоны.

Каждая из четырех зон имеет свое фиксированное сопротивление теплопередаче в м2·°с/вт:r1=2,1 r2=4,3 r3=8,6 r4=14,2. Зона 1 представляет собой полосу (при отсутствии заглубления грунта под строением) шириной 2 метра, отмеренную от внутренней поверхности наружных стен вдоль всего периметра; зоны 2 и 3 имеют также ширину 2 метра и располагаются за зоной 1 ближе к центру здания; зона 4 занимает всю оставшуюся центральную площадь.

В действительности же зоны 3 и 4 при небольших размерах дома могут отсутствовать. В заключение следует указать, что в программе используются следующие общепринятые коэффициенты:

  • 23 – коэфф. теплоотдачи от стен к наружному воздуху
  • 8.7 – коэфф. теплоотдачи от внутреннего воздуха к стенам
  • 6 – коэфф. теплоотдачи от внутреннего воздуха к полу
  • 12 – коэфф. теплоотдачи от потолка к наружному воздуху если неотапливаемый чердак,
  • 1.18 – поправочный коэфф. при расчете теплопотерь пола не на грунте (по снип).

А также доступные в калькуляторе коэфф. теплоотдачи от пола к наружному воздуху/грунту для различных видов подвалов. Необходимо также отметить,что по правилам обмера зданий для расчета теплопотерь длина стен определяется по его наружному периметру, а их высота – от поверхности чистового пола до верхней плоскости потолочного перекрытия. Эту величину следует указывать в поле “высота помещений hp”.

Общие замечания по порядку расчета

  • Сначала рассчитываются теплопотери через двери, стены и окна, все сразу, то есть после ввода всех данных по ним, или по отдельности – после ввода параметров, например по одной из стен или двери; затем рассчитываются таким же образом теплопотери через потолок, пол и потери на инфильтрацию.
  • Каждый элемент может быть пересчитанный повторно после корректировки его параметров; при этом следует учесть, что если вы изменяете количество слоев материалов, сами материалы, наличие или отсутствие окон, перед всеми этими действиями следует нажать кнопку “сброс входных данных”.
  • Расчет теплопотерь через пол, потолок и инфильтрацию возможен только после расчета потерь через стены.
  • “Температура воздуха снаружи” (для стен) и “температура над” (для потолка) вводятся в случае, если они отличаются от температуры, указанной в общих условиях для расчета.
  • Перед расчетом теплопотерь через стены из их площади вычитается площадь окон и двери.

Потери тепла через наружную оболочку

Значительно повышается экономия тепловой энергии при качественном утеплении контура дома и крыши. Необходимость в энергосберегающем ремонте возникает, когда в течение года тратится 100 кВт электрической энергии или 10 кубов природного газа, из расчёта на 1 кв. метр отапливаемой площади, с учётом перегородок.

Энергосберегающее здание — дом, имеющий сплошную теплоизоляцию по всему каркасу нагретой поверхности. В качестве теплоизолирующего материала отлично подходит пеностекло, фанера, пенопласт, гипсокартон. Металл (сталь), также является отличным проводником тепловой энергии. Приобретая стройматериалы, обязательно нужно обращать внимание на коэффициент теплопроводности, который указан в паспорте.

Варианты выхода нагретого воздуха:

  • Крыша — толстый слой теплоизоляционного кровельного материала значительно уменьшит теплопотери.
    К сведению: Если строение деревянное, то укладка теплозащиты на крыше затруднительна, так как происходит набухание древесины, и она может повредиться от влажности.
  • Стены — добиться снижения теплопотерь можно также используя специальное наружное покрытие. При утеплении изнутри, особенно если повышенная влажность, будет образовываться конденсат за изоляцией.
  • Пол — в данном случае, практичнее делать утепление изнутри.
  • Фундамент — его контакт с холодным грунтом значительно увеличивает теплопотерю на первом этаже.
  • Термические мосты — наружные теплопроводники, не редко через них уходит большая часть нагретого воздуха. К ним относятся: бетонное половое покрытие, которое продолжается на балконе, дверные проёмы и окна, особенно классические, двойные. Есть также мосты, относящие к временным, когда перегородки крепятся на металлические элементы.

Современные окна — это стеклопакеты однокамерные и двухкамерные, имеющие специальную отражающую поверхность, что понижает потери излучения. Многослойное остекление более эффективно сохраняет тепло, чем обычное двойное окно.

Тепловые потери на вентиляцию

Обычно, у дома есть воздушные утечки — это оконные и дверные проёмы, и крыша, что создаёт воздухообмен. Но в зимнее время, этот вариант приводит к значительному выходу тёплого воздуха, поэтому с помощью новых технологий были разработаны конструкции уменьшающие утечку нагретых воздушных масс наружу.

Современные дома нуждаются в постоянном вентилировании, так как они имеют высокую воздухонепроницаемость. Для уменьшения теплопотерь связанных с вентиляцией, которые составляют от 10 до 40%, используются новейшие модели вентиляционных систем. Калькулятор теплопотерь дома делается по каждой комнате отдельно, Далее, определяется тепловой расход на вентиляцию — его объём и сколько раз происходила его смена в здание.

Рассчитывая теплотехнические вентиляционные потери, при помощи онлайн калькулятора, нужно учитывать предназначение дома. Для ванной комнаты и кухни требуется повышенный уровень вентиляции.

Минимальное утепление наружных стен

Для проведения онлайн теплотехнического расчёта для внешних стен существует несколько сложных методик, с учётом конвекционного обмена, излучения и т. д., но эти данные часто бывают излишними и не влияющими на итог.

Однако, есть более простой теплотехнический онлайн калькулятор для расчёта теплопотерь дома. Для большей точности, к данному показателю допустимо добавить 1 — 5%.

Важно! Применяя теплотехнический калькулятор, при расчёте потерь тепла дома, следует учитывать время пребывания человека в каждой комнате, чем оно меньше, тем за основу берутся меньшие температурные показания.

Есть два способа рассчитать расход тепла в доме:

  • Метод усреднённых величин — получается приблизительный результат. Расчёт делается по специальной таблице, которая составлена для разных областей с учётом особенностей их климата и средних характеристик здания.
  • Теплотехнический онлайн расчёт потерь тепла дома по периметру здания — площади всех внешних перегородок суммируются, и отнимается размер окон и дверей. Отдельно учитывается площадь крыши и пола, стройматериала и штукатурки. В дальнейшем калькулятор, для определения теплопотерь дома выглядит так: Q = S x ΔT/R, где S – размер полученной площади; ΔT – сведения о температурной разнице, внутри и снаружи; R – показатель сопротивления передачи тепла. R = n/λ;, где n – показатель толщины стен; λ – уровень удельной теплопроводности (Вт/м °C). Данное значение следует брать из таблицы, для необходимого стройматериала.

Материал

Коэффициент теплопроводимости

Толщина стен в мм

Пенополистирол

0,042

124

Минеральная вата

0,046

135

Дерево, брус или бревно (сосна, ель, дуб)

0,18

530

Керамические блоки уложенные на теплоизоляционный клей

 0,17

575

Керамический пустотный кирпич плотностью 1000 кг/м. кв.(Гост 530) уложенный на цементно-песчаный раствор

0,52

1530

Силикатный кирпич на цементно-песчаном растворе

0,87

2560

Железобетон

2,04

602

Полученные результаты, отдельно рассчитанные для перегородок, полового покрытия и крыши, суммируются, прибавляются вентиляционные потери, и данные об утечке тепла через фундамент. В калькулятор теплотехнического расчёта для фундамента заносится меньшая температурная разница.

Данный метод поможет выбрать мощность котла, но не даёт возможность рассчитать необходимое количество радиаторов для каждой комнаты. Приблизительное минимальное качество утеплителя для стен снаружи в мм. выглядит так.

МАТЕРИАЛ Высокое Среднее Низкое
Слой из дерева
плюс пенополистирол или слой каменной ваты
300:100 300:50
 
 
Дерево     200
Газо и
пенобетонный материал
500 400 200
Газоблок и
пенобетонный пласт плюс полистирол или каменная вата
300:100 300:50  
Газовый и
пенобетонный блок плюс кирпичная кладка
    100:120
Слой
керамзитобетона плюс полистирол или пласт каменной ваты
400:100 200:100  
Слой
керамзитобетона
    300
Кирпичная
кладка и полистирол или каменная вата
250:200 250:100  
Силикатный кирпич     250

Точка росы

Под точкой росы подразумевается температура воздуха, до которой он должен охладится, чтобы начать насыщаться и преобразовываться в росу. На данный показатель влияет давление воздуха.

Необходимо стараться избегать образования точки росы. Если это невозможно, следует сместить её к наружным пластам, кроме того требуется хорошая вентиляция этих слоёв.

Решение проблемы точки росы

Основная причина образования точки росы — это высокий уровень пустотелов во внутренних пластах, что приводит к повышению давления водяных паров в холодных слоях конструкции. Решить проблему можно путём добавления менее паронепроницаемого материала внутрь конструкции, или сделать вентиляционный зазора с наружной стороны.

Это позволит сдерживать водяные поры и не даст проходить им сквозь стены. Однако, если переусердствовать, то накопившиеся пары понизят качество воздуха внутри дома. Если здание эксплуатируется в суровых условиях (-20 и выше градусов), то следует сделать принудительное поступление прогретого воздуха в дом, используя теплообменники или нагреватели. В этом случае применение герметичных строительных пароизоляционных материалов не приведёт к ухудшению микроклимата в помещение. Использование онлайн расчёта облегчит процесс определения размера теплопотерь.

Онлайн калькулятор расчёта теплопотерь даёт возможность узнать коэффициент теплопроводимости стен дома или отдельного помещения, и правильно выбрать материал для простой или многослойной теплоизоляции. Кроме того, точность результата важна для при выборе бойлера, для выделения эффективного тепла без перегрева дома.

Простой расчет теплопотерь зданий. |

Ниже приведен довольно простой

расчет теплопотерь зданий, который, тем не менее, поможет достаточно точно определить мощность, требуемую для отопления Вашего склада, торгового центра или другого аналогичного здания.  Это даст возможность еще на стадии проектирования предварительно оценить стоимость отопительного оборудования и последующие затраты на отопление, и при необходимости скорректировать проект.

Куда уходит тепло? Тепло уходит через стены, пол, кровлю и окна. Кроме того тепло теряется при вентиляции помещений. Для вычисление теплопотерь через ограждающие конструкции используют формулу:

Q = S * T / R,

где

Q — теплопотери, Вт

S — площадь конструкции, м2

T — разница температур между внутренним и наружным воздухом, °C

R — значение теплового сопротивления конструкции, м2•°C/Вт

 

Схема расчета такая — рассчитываем теплопотери отдельных элементов, суммируем и добавляем потери тепла при вентиляции.  Все.

 

Предположим мы хотим рассчитать потери тепла для объекта, изображенного на рисунке. Высота здания 5…6 м, ширина – 20 м, длинна – 40м, и тридцать окон размеров 1,5 х 1,4 метра. Температура в помещении 20 °С, внешняя температура -20 °С.

 

Считаем площади ограждающих конструкций:

пол: 20 м * 40 м = 800 м2

кровля: 20,2 м * 40 м = 808 м2

окна: 1,5 м * 1,4 м * 30 шт = 63 м2

стены: (20 м + 40 м + 20 м + 40м) * 5 м = 600 м2 + 20 м2 (учет скатной кровли) = 620 м2 – 63 м2 (окна) = 557 м2

 

Теперь посмотрим тепловое сопротивление используемых материалов.

Значение теплового сопротивления можно взять из таблицы тепловых сопротивлений или  вычислить исходя из значения коэффициента теплопроводности по формуле:

R = d / ?

где

R – тепловое сопротивление, (м2*К)/Вт

? – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м2*К)

d – толщина материала, м

Значение коэффициентов теплопроводности для разных материалов можно посмотреть здесь.

 

пол: бетонная стяжка 10 см и минеральная вата плотностью 150 кг/м3. толщиной 10 см.

R (бетон) = 0.1 / 1,75  = 0,057 (м2*К)/Вт

R (минвата) = 0.1 / 0,037  = 2,7 (м2*К)/Вт

R (пола) = R (бетон) + R (минвата) = 0,057 + 2,7 = 2,76 (м2*К)/Вт

 

кровля: кровельные сэндвич панели из минеральной ваты толщиной 15 см

R (кровля) = 0.15 / 0,037  = 4,05 (м2*К)/Вт

 

окна:  значение теплового сопротивления окон зависит от вида используемого стеклопакета
R (окна) = 0,40 (м2*К)/Вт для однокамерного стекловакета 4–16–4  при ?T = 40 °С

стены: стеновые сэндвич панели из минеральной ваты толщиной 15 см
R (стены) = 0. 15 / 0,037  = 4,05 (м2*К)/Вт

 

Посчитаем тепловые потери:

Q (пол) = 800 м2 * 20 °С / 2,76 (м2*К)/Вт = 5797 Вт = 5,8 кВт

Q (кровля) = 808 м2 * 40 °С / 4,05 (м2*К)/Вт = 7980 Вт = 8,0 кВт

Q (окна) = 63 м2 * 40 °С / 0,40 (м2*К)/Вт = 6300 Вт = 6,3 кВт

Q (стены) = 557 м2 * 40 °С / 4,05 (м2*К)/Вт = 5500 Вт = 5,5 кВт

Получаем, что суммарные теплопотери через ограждающие конструкции составят:

Q (общая) = 5,8 + 8,0 + 6,3 + 5,5 = 25,6 кВт / ч

 

Теперь о потерях на вентиляцию.

Для нагрева 1 м3 воздуха с температуры — 20 °С до + 20 °С потребуется 15,5 Вт.

Q(1 м3 воздуха) = 1,4 * 1,0 * 40 / 3,6 = 15,5 Вт,   здесь 1,4 – плотность воздуха (кг/м3), 1,0 – удельная теплоёмкость воздуха (кДж/(кг К)), 3,6 – коэффициент перевода в ватты.

Осталось определиться с количеством необходимого воздуха. Считается, что при  нормальном дыхании человеку нужно 7 м3 воздуха в час. Если Вы используете здание как склад и на нем работают 40 человек, то вам нужно нагревать 7 м3 * 40 чел = 280 м3 воздуха в час, на это потребуется 280 м3 * 15,5 Вт = 4340 Вт = 4,3 кВт. А если у Вас будет супермаркет и в среднем на территории находится 400 человек, то нагрев воздуха потребует 43 кВт.

 

Итоговый результат:

Для отопления предложенного здания необходима система отопления порядка 30 кВт/ч,  и система вентиляции производительностью 3000 м3 /ч с нагревателем мощность 45 кВт/ч.

формулы, пример вычислений, онлайн калькулятор

Каждое здание, независимо от конструктивных особенностей, пропускает тепловую энергию через ограждения. Потери тепла в окружающую среду необходимо восстанавливать с помощью системы отопления. Сумма теплопотерь с нормируемым запасом – это и есть требуемая мощность источника тепла, которым обогревается дом. Чтобы создать в жилище комфортные условия, расчет теплопотерь производят с учетом различных факторов: устройства здания и планировки помещений, ориентации по сторонам света, направления ветров и средней мягкости климата в холодный период, физических качеств строительных и теплоизоляционных материалов.

По итогам теплотехнического расчета выбирают отопительный котел, уточняют количество секций батареи, считают мощность и длину труб теплого пола, подбирают теплогенератор в помещение – в общем, любой агрегат, компенсирующий потери тепла. По большому счету, определять потери тепла нужно для того, чтобы отапливать дом экономно – без лишнего запаса мощности системы отопления. Вычисления выполняют ручным способом либо выбирают подходящую компьютерную программу, в которую подставляют данные.

Как выполнить расчет?

Сначала стоит разобраться с ручной методикой – для понимания сути процесса. Чтобы узнать, сколько тепла теряет дом, определяют потери через каждую ограждающую конструкцию по отдельности, а затем складывают их. Расчет выполняют поэтапно.

1. Формируют базу исходных данных под каждое помещение, лучше в виде таблицы. В первом столбце записывают предварительно вычисленную площадь дверных и оконных блоков, наружных стен, перекрытий, пола. Во второй столбец заносят толщину конструкции (это проектные данные или результаты замеров). В третий – коэффициенты теплопроводности соответствующих материалов. В таблице 1 собраны нормативные значения, которые понадобятся в дальнейшем расчете:

Наименование и краткая характеристика материалаКоэффициент теплопроводности (λ), Вт/(м*С)
Дерево0,14
ДСП0,15
Керамический кирпич с пустотами 1000 кг/м3),кладка на цементно-песчаный раствор0,52
Гипсовая штукатурка0,35
Минеральная вата0,041

Чем выше λ, тем больше тепла уходит сквозь метровую толщину данной поверхности.

2. Определяют теплосопротивление каждой прослойки: R = v/ λ, где v – толщина строительного или теплоизоляционного материала.

3. Делают расчет теплопотерь каждого конструктивного элемента по формуле: Q = S*(Твн)/R, где:

  • Тн – температура на улице, °C;
  • Тв – температура внутри помещения,°C;
  • S – площадь, м2.

Разумеется, на протяжении отопительного периода погода бывает разной (к примеру, температура колеблется от 0 до -25°C), а дом обогревается до нужного уровня комфорта (допустим, до +20°C). Тогда разность (Твн) варьируется от 25 до 45.

Чтобы сделать расчет, нужна средняя разница температур за весь отопительный сезон. Для этого в СНиП 23-01-99 «Строительная климатология и геофизика» (таблица 1) находят среднюю температуру отопительного периода для конкретного города. Например, для Москвы этот показатель равен -26°. В этом случае средняя разница составляет 46°C. Для определения расхода тепла через каждую конструкцию складывают теплопотери всех ее слоев. Так, для стен учитывают штукатурку, кладочный материал, внешнюю теплоизоляцию, облицовку.

4. Считают итоговые потери тепла, определяя их как сумму Q внешних стен, пола, дверей, окон, перекрытий.

5. Вентиляция. К результату сложения добавляется от 10 до 40 % потерь на инфильтрацию (вентиляцию). Если установить в дом качественные стеклопакеты, а проветриванием не злоупотреблять, коэффициент инфильтрации можно принять за 0,1. В отдельных источниках указывается, что здание при этом вообще не теряет тепло, поскольку утечки компенсируются за счет солнечной радиации и бытовых тепловыделений.

Подсчет вручную

Исходные данные. Одноэтажный дом площадью 8х10 м, высотой 2,5 м. Стены толщиной 38 см сложены из керамического кирпича, изнутри отделаны слоем штукатурки (толщина 20 мм). Пол изготовлен из 30-миллиметровой обрезной доски, утеплен минватой (50 мм), обшит листами ДСП (8 мм). Здание имеет подвал, температура в котором зимой составляет 8°C. Потолок перекрыт деревянными щитами, утеплен минватой (толщина 150 мм). Дом имеет 4 окна 1,2х1 м, входную дубовую дверь 0,9х2х0,05 м.

Задание: определить общие теплопотери дома из расчета, что он находится в Московской области. Средняя разность температур в отопительный сезон – 46°C (как было сказано ранее). Помещение и подвал имеют разницу по температуре: 20 – 8 = 12°C.

1. Теплопотери через наружные стены.

Общая площадь (за вычетом окон и дверей): S = (8+10)*2*2,5 – 4*1,2*1 – 0,9*2 = 83,4 м2.

Определяется теплосопротивление кирпичной кладки и штукатурного слоя:

  • R клад. = 0,38/0,52 = 0,73 м2*°C/Вт.
  • R штук. = 0,02/0,35 = 0,06 м2*°C/Вт.
  • R общее = 0,73 + 0,06 = 0,79 м2*°C/Вт.
  • Теплопотери сквозь стены: Q ст = 83,4 * 46/0,79 = 4856,20 Вт.

2. Потери тепла через пол.

Общая площадь: S = 8*10 = 80 м2.

Вычисляется теплосопротивление трехслойного пола.

  • R доски = 0,03/0,14 = 0,21 м2*°C/Вт.
  • R ДСП = 0,008/0,15 = 0,05 м2*°C/Вт.
  • R утепл. = 0,05/0,041 = 1,22 м2*°C/Вт.
  • R общее = 0,03 + 0,05 + 1,22 = 1,3 м2*°C/Вт.

Подставляем значения величин в формулу для нахождения теплопотерь: Q пола = 80*12/1,3 = 738,46 Вт.

3. Потери тепла через потолок.

Площадь потолочной поверхности равна площади пола S = 80 м2.

Определяя теплосопротивление потолка, в данном случае не берут во внимание деревянные щиты: они закреплены с зазорами и не являются барьером для холода. Тепловое сопротивление потолка совпадает с соответствующим параметром утеплителя: R пот. = R утепл. = 0,15/0,041 = 3,766 м2*°C/Вт.

Величина теплопотерь сквозь потолок: Q пот. = 80*46/3,66 = 1005,46 Вт.

4. Теплопотери через окна.

Площадь остекления: S = 4*1,2*1 = 4,8 м2.

Для изготовления окон использован трехкамерный ПВХ профиль (занимает 10 % площади окна), а также двухкамерный стеклопакет с толщиной стекол 4 мм и расстоянием между стеклами 16 мм. Среди технических характеристик производитель указал тепловые сопротивления стеклопакета (R ст.п. = 0,4 м2*°C/Вт) и профиля (R проф. = 0,6 м2*°C/Вт). Учитывая размерную долю каждого конструктивного элемента, определяют среднее теплосопротивление окна:

  • R ок. = (R ст.п.*90 + R проф.*10)/100 = (0,4*90 + 0,6*10)/100 = 0,42 м2*°C/Вт.
  • На базе вычисленного результата считаются теплопотери через окна: Q ок. = 4,8*46/0,42 = 525,71 Вт.

5. Дверь.

Площадь двери S = 0,9*2 = 1,8 м2. Тепловое сопротивление R дв. = 0,05/0,14 = 0,36 м2*°C/Вт, а Q дв. = 1,8*46/0,36 = 230 Вт.

Итоговая сумма теплопотерь дома составляет: Q = 4856,20 Вт + 738,46 Вт + 1005,46 Вт + 525,71 Вт + 230 Вт = 7355,83 Вт. С учетом инфильтрации (10 %) потери увеличиваются: 7355,83*1,1 = 8091,41 Вт.

Чтобы безошибочно посчитать, сколько тепла теряет здание, используют онлайн калькулятор теплопотерь. Это компьютерная программа, в которую вводятся не только перечисленные выше данные, но и различные дополнительные факторы, влияющие на результат. Преимуществом калькулятора является не только точность расчетов, но и обширная база справочных данных.

Дата: 5 июля 2016

Теплопотери дома, расчет теплопотерь частного дома

Главная > Теплопотери дома, проверка дома на теплопотери >

Сбережение энергоресурсов – актуальная тема на сегодняшний день. Для владельцев загородных домов практичный вариант сохранения тепла в доме – использование теплоизоляционных материалов. Выбор правильного варианта отделки помещений и подходящей теплоизоляции может быть сложной задачей.

Подбирая для своего дома необходимую систему отопления (газовые напольные котлы, настенные котлы, дизельные котлы, котлы на твердом топливе) или другую систему отопления, необходимо в первую очередь сделать расчет реальных теплопотерь.

Дом теряет тепло через крышу, стены, большое количество тепла уходит через окна, также значительные потери приходятся на вентиляцию.


Тепловые потери в основном зависят от:

• разницы температур на улице и в доме (чем разница больше, тем теплопотери выше)

• теплозащитных свойств ограждающих конструкций ( стен, окон, перекрытий, покрытий)

Наша организация оказывает полный комплекс услуг по тепловизионному обследованию зданий и сооружений (коттеджей, загородных домов), как на этапе строительства дома, так и в уже построенных домах.

С помощью тепловизионного обследования (тепловизора) можно наглядно увидеть, где находится тот участок, который теряет больше всего тепла, и оборудовать его дополнительной изоляцией. Сложив все теплопотери дома, вы определите необходимую мощность источника отопления (котлов отопления), которая понадобится для обогрева дома в ветреные и холодные дни.

Выполнив тепловизионное обследование дома можно рассчитать его реальные теплопотери устранение которых позволит значительно сократить затраты на отопление.

Расчет тепловых потерь дома (Скачать Exel)

 

* Указанные на сайте цены носят справочный характер и не являются публичной офертой. Уточнить стоимость оборудования и его наличие Вы можете по телефону (812) 309-23-57. Также Вы можете отправить Ваш запрос по факсу (812) 309-23-58 или на электронную почту [email protected]. Наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время.

См. также:

» Как подготовиться к тепловизионному обследованию дома (Памятка Заказчика)

» Тепловизионное обследование зданий и сооружений (Стоимость)

 

Расчет отопления частного дома – учет тепловых потерь

Система отопления частного дома – это достаточно сложная сеть, в которую входит большое количество разного типа оборудования. И когда перед застройщиком встает задача определения схемы отопления, ее правильное размещение по всему дому, то в первую очередь решается очень важный вопрос – это расчет отопления частного дома. Для многих обывателей данная позиция является сложной. Во всяком случае, многие так думают, а ведь существуют различные онлайн программы, с помощью которых этот расчет можно выполнить. Но вот насколько он будет точным? Поэтому в этой статье мы будем говорить о том, как можно сделать расчет отопления своими руками.

С чего начать расчет

В первую очередь необходимо понять одну важную вещь. Сердцем отопительной системы является котел. Здесь неважно, на каком топливе он будет работать. Потому что это относится к категории удобства обслуживания и экономии потребляемого топлива. А нас интересует общее состояние отопительной системы, с помощью которой внутри дома будет всегда тепло. Поэтому в расчете используется не вид котла, а его мощность.

Кто уже сталкивался с сооружением отопления в своем доме, тот знает, что существует определенное стандартное соотношение, в котором между собой связаны такие показатели, как обогреваемая площадь и удельная мощность выделяемой тепловой энергии. Зависимость между ними вот такая – на один квадратный метр площади должно выделяться 100 Вт тепловой энергии. Правда, при этом необходимо учитывать и дополнительный показатель высоты потолков в доме. Он не должен превышать 2,8 м.

Расчет своими руками

Насколько этот показатель точный? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться в формуле, по которой определяется мощность отопительного котла. Вот она:

Wк = S * Wуд / 10

  • S – это общая обогреваемая площадь дома.
  • Wуд – это тот самый показатель, определяющий нормы температурного режима. Кстати, он зависит от климатических условий региона, где ваш дом возведен.

Возвращаемся к нашему постулату. Из формулы видно, что он будет точным, если удельная мощность тепловой энергии будет равна 1,0 кВт. Но так как этот показатель зависит от климата в регионе, то можно сказать, что наш постулат не для всех районов можно использовать в качестве закона. Судите сами:

  • Для южных регионов Wуд=0,7-0,9 кВт.
  • Для средней полосы – 1,2-1,5 кВт.
  • Для севера – 1,5-2,0 кВт.

Котельная в частном доме

Чем севернее регион, тем мощнее котел придется выбирать. Хотя это понятно и без наших рассуждений. Но мы ведь говорим о связи мощности котла с обогреваемой площадью дома. И тот постулат, о котором все время говорим, нельзя принимать, как правильный подход к организации отопительной системы. Это приблизительная величина.


Если вы еще не купили металлические двери, то обратите внимание на дешевые металлические двери от компании Двери Престиж (Москва). Подробная информация на сайте компании.


Что влияет на проводимый расчет

Теперь становится понятным, что мощность котла зависит от региона, где ваш дом построен. Но это еще не все позиции, которые влияют на правильный расчет. Сюда необходимо добавить еще достаточно большой ряд различных позиций, о которых пойдет речь дальше.

Конструкция дома

В основе проводимого расчета лежат так называемые тепловые потери. А архитектура здания, его конструкция и проведенные строительные операции очень сильно влияют на те самые теплопотери. И чем их больше, тем большей мощности котел вам придется приобретать.

Схема тепловых потерь

Несколько примеров, которые влияют на показатели теплопотерь:

  • Через наружные стены уходит около 40% тепловых потерь.
  • Через пол – 10%.
  • Через крышу – 18%.
  • Через окна и входные двери – 18%.
  • Через вентиляционную систему – 14%.

Уменьшить эти показатели можно, если провести теплоизоляционные мероприятия. При этом тепловые потери сразу же уменьшатся практически вдвое.

Что касается окон, то многое будет зависеть от того, из какого материала они изготовлены. Опять приведем пример:

  • Через обычные деревянные окна уходит 27% тепловой энергии.
  • Если установлены пластиковые конструкции с двухкамерным стеклопакетом, то потери можно приравнять к нулю.

Кстати, существует определенная зависимость объема помещения и площади установленного в нем окна. Именно это соотношение играет немаловажную роль в расчете отопления. Это соотношение определяется коэффициентами, которые используются в вышеупомянутой формуле.

  • Соотношение 10% — коэффициент 0,8.
  • 20% — 1,0.
  • 30% — 1,2.
  • 50% — 1,5.

Точно такие же коэффициенты используются, когда учитываются материалы, из которых дом возведен.

  • Кирпичная стена в полтора кирпича – коэффициент 1.5.
  • А вот уже та же стена в два кирпича – коэффициент 1,1.
  • Стены из бетонных блоков – 1,5.
  • Из пеноблоков – 1,0.
  • Из бревен или бруса – 1,2.

Параметры расчета мощности котла

Размеры помещений

Итак, с конструкцией дома разобрались. Куда не тыкни пальцем, везде коэффициенты (понижающие или повышающие). Но размеры комнат также влияют на удельную мощность отопительной системы. И особое значение здесь уделяется высоте потолков.

  • Как уже было сказано выше, что оптимальный размер – это не выше 2,8 м. При нем в расчет берется коэффициент 1,0.
  • При высоте потолков 3 м данный показатель вырастает до 1,05. Казалось бы, всего лишь 5% тепловых потерь, показатель незначительный. Но если приходится рассчитывать отопление в большом частном доме, тогда это выльется в достаточно большой показатель.
  • 3,5 м – 1,1.
  • 4,5 м – 1,2.

Теперь пару слов об этажности дома. Здесь сложнее, потому что приходится проводить расчеты по этажам, ведь на каждом из них свои тепловые потери. К примеру, первый этаж, под которым расположен отапливаемый подвал. Понятно, что здесь практически нет теплопотерь. Поэтому в данном случае применяется коэффициент 0,82. А чем выше расположены помещения, тем больше у них теплопотерь. Не забываем учитывать состояние чердака, то есть утеплен он или нет.

Делаем расчет

Обобщение по теме

Что получается в конечном итоге? Мы имеем формулу, к которой добавляются различные коэффициенты. Их много, и каждый придется учитывать, если вы хотите получить точный показатель мощности приобретаемого котла. По сути, формула должна выглядеть вот так:

Wк = (S * Wуд / 10) * К1 * К2 * К3 * К4*…

Сложно? Определить самостоятельно все коэффициенты будет проблематично. Поэтому совет – или берите за основу тот самый постулат, о котором шла речь выше, или проведение расчета передайте специалисту. По нашему мнению, второй вариант лучше. Да, он потребует от вас денежных вложений, но зато вы не ошибетесь с выбором котельного оборудования. Ведь ошибись вы в меньшую сторону, то получите нехватку тепла, и в вашем доме зимой будет прохладно. Ошиблись в большую сторону, получите перерасход топлива, а, значит, и никому ненужные денежные расходы.

И это еще не все. Конечно, необходимо учитывать и чисто конструктивные моменты. К примеру, способ подключения радиаторов отопления, наличие циркуляционного насоса или его отсутствие, вид радиаторов, их место установки и прочее.

Расчет потерь тепла в стене | EGEE 102: Энергосбережение и защита окружающей среды

Потери тепла с поверхности стены можно рассчитать, используя любую из трех формул, которые мы рассмотрели в части A этого урока.

Потери тепла через стены, окна, крышу и пол следует рассчитывать отдельно из-за различных значений R для каждой из этих поверхностей. Если R-значение стен и крыши одинаково, сумма площадей стен и крыши может использоваться с одним R-значением.

Пример

Дом в Денвере, штат Колорадо, имеет 580 футов 2 окон (R = 1), 1920 футов 2 стен и 2750 футов 2 крыши (R = 22). Стены состоят из деревянного сайдинга (R = 0,81), фанеры 0,75 дюйма, теплоизоляции из стекловолокна 3,5 дюйма, полиуретановой плиты 1,0 дюйма и гипсокартона 0,5 дюйма. Рассчитайте потребность в отоплении дома на отопительный сезон, учитывая, что HDD для Денвера составляет 6 100 единиц.

Решение:

Потребность в отоплении дома = Потери тепла из дома в течение всего года.Чтобы рассчитать теплопотери всего дома, нам нужно отдельно рассчитать теплопотери от стен, окон и крыши и сложить все тепловые потери.

Потери тепла от стен:

Площадь стен = 1 920 футов 2 , HDD = 6 100, и необходимо рассчитать составное R-значение стены.

Материалы и их R-ценность
Материал R-значение
Деревянный сайдинг 0.81
Фанера 3/4 дюйма 0,94
3,5 дюйма из стекловолокна 3,5 дюйма x 3,7 / дюйм 12,95
1,0 дюйм полиуретановой плиты = 1,0 дюйм x 5,25 / дюйм 5,25
1/2 дюйма Гипсокартон 0,45
Общая R-стоимость стен 20,40
Потери тепла от стен = 1 920 футов 2 × 6 100 ° F − дней × 24 часа 20.4ft2 ° FhBtu = 13,78 млн БТЕ Потери тепла от окон = 580 кв. Футов × 6 100 ° F – дни × 24 часа 1 фут 2 ° F hBtu = 84,91 MMBtu Потери тепла от крыши = 2750 футов2 × 6100 ° F – дни × 24 часа22 футов2 ° F hBtu = 18,30 MMBtu

Общие тепловые потери от дома = 13,78 + 84,91 + 18,30 = 116,99 MMBTU в год или потребность в отоплении составляет 116,99 млн BTU в год .

Этот термальный дом | Сделай математику

[ Параллельное рассмотрение некоторых из этих материалов появляется в главе 6 учебника «Энергия и человеческие амбиции на конечной планете» (бесплатный).]

Если вы хотите, чтобы ваш дом более эффективно отражал неприятности на улице (как в жару, так и в холод), что вам следует сделать в первую очередь? Утеплить стены? Утеплить потолок? Крыша? Лучше окна? Устранение тяги? Что имеет наибольший эффект? Хотя у меня, к сожалению, мало практического опыта по ремонту дома (он есть в моем списке), я, по крайней мере, от до понимаю теплопередачу с точки зрения физики / инженерии и могу выполнить некоторые проницательные вычисления.Итак, давайте построим фантастический дом и оценим температурные компромиссы на Теоретическом переулке, 1234.

Тепловой транспорт

Тепло может перемещаться только тремя способами: теплопроводностью , конвекцией и излучением . Других вариантов нет.

Проводимость

Мощность (энергия в единицу времени), протекающая через материал посредством проводимости, существенно зависит от свойств материала (теплопроводность, κ ), толщины материала, t , площади, A , участвующей в проводимости (между холодной и горячей средой), а разница температур – ΔT .Не задумываясь, вы могли бы построить правильное соотношение для мощности, передаваемой проводимостью, выяснив, как она должна масштабироваться при изменении той или иной переменной: P cond = κAΔT / t , где κ – это теплопроводность материала, принимаемая в метрической системе единиц Вт / м / ° C. Для многих строительных материалов значение κ находится в диапазоне 0,1–1 Вт / м / ° C. Лист фанеры в нижней части диапазона ( κ ≈ 0.12, размером 4 × 8 футов или 3 м²; t = 0,019 м (толщина 0,75 дюйма) будет проводить около 19 Вт на градус Цельсия, проходящий через него.

R-ценность

Строительная промышленность характеризует материалы по их R-значению, которое в США выражается в неудачных единицах фут² · ° F · ч / британских тепловых единиц. Эквивалент СИ – чуть более аккуратный м² · ° C / Вт. Значение R включает толщину t в меру, поэтому тот же материал с удвоенной толщиной будет иметь удвоенное значение R.

Что касается внутренних свойств материала, κ и т , R US = 5,7 × т / κ в США или, проще говоря, R SI = т / κ за рубежом. Наша прежняя фанера будет характеризоваться как R = 0,9 в США или 0,16 в международном масштабе. Обратите внимание, что значение R не зависит от площади. Чтобы получить поток мощности через поверхность в ваттах, мы заменяем отношение на два абзаца назад на P cond = 5,7 × AΔT / R US или P cond = AΔT / Р СИ .

Конвекция

Конвекция – это по своей сути просто перенос в движущуюся жидкость, которая затем уносит тепло, просто перемещая его. К любой поверхности в потоке текучей среды примыкает граничный слой , текучей среды, который прилипает к поверхности, так что тепловой поток контролируется проводимостью через пограничный слой. Для воздуха κ ≈ 0,02 Вт / м / ° C, а толщина пограничного слоя часто составляет порядка нескольких миллиметров, поэтому эффективное значение R (US) находится в районе 1.

Если не считать пограничных слоев, мощность конвекции должна быть пропорциональна открытой площади и разнице температур между кожей и окружающим воздухом. Константа пропорциональности h определяет, насколько сильна связь, и эффективно отражает физику пограничного слоя (которая зависит от скорости потока, деталей поверхности и т. Д.). В любом случае получаем соотношение P conv = hAΔT . Типичные ситуации: ч ≈ 2 Вт / м² / ° C для поверхностей внутри помещения («неподвижный» воздух), ч ≈ 5 Вт / м² / ° C для легкого воздуха на открытом воздухе и, возможно, 10 или 20 в ветреную погоду.Если наша фанера площадью 3 м² имеет комнатную температуру (20 ° C) и помещена на морозный ветерок со значением 5 h , каждая поверхность будет терять энергию со скоростью 300 Вт.

Обратите внимание, что мы можем связать h со значением R в общем уравнении, которое выглядит так же, как соотношение проводимости: P = hAΔT = 5,7 × AΔT / R US , и в этом случае мы можем идентифицировать h = 5,7 / R US = 1 / R SI . В этом случае легкий воздух на открытом воздухе ( h = 5) может быть связан с R US ≈ 1.

Радиация

Каждый объект излучает электромагнитное излучение. При знакомых температурах все это проявляется в средней инфракрасной области, достигая максимума на длине волны 10 микрон и полностью исчезая на 2 микрона (в то время как человеческое зрение составляет 0,4–0,7 микрон). Чистый поток, естественно, идет от горячего к холодному и подчиняется соотношению: P рад = ( ε h T 4 h ε c T 4 c ), где σ = 5.67 × 10 −8 Вт / м² / К 4 . Коэффициенты ε – это значения коэффициента излучения в диапазоне от 0,0 (блестящий) до 1,0 (тусклый). Температуры должны быть выражены в Кельвинах, так как количество излучения зависит от абсолютной температуры объекта . Индексы обозначают горячие и холодные предметы. Мы не будем обращать внимания на осложнения из-за неоднородных условий.

Итак, наш кусок фанеры при комнатной температуре (293 K) в радиационном контакте с окружающим миром при 0 ° C (273 K) будет видеть около 300 Вт, выходящих с каждой поверхности, если коэффициент излучения предполагается равным почти 1.0. Очень похоже на конвекцию (хорошее практическое правило).

Несколько слов об излучательной способности. У большинства вещей очень высокий коэффициент излучения. Все органическое (дерево, кожа, пластик, краска любого цвета), вероятно, будет иметь коэффициент излучения около 0,95. Ровное стекло с полублестящей (частично отражающей) поверхностью – 0,87. Низко опускаются только блестящие металлы, поэтому в воздуховодах, некоторых изоляционных материалах и термосах используются блестящие поверхности: чтобы выбить канал радиационных потерь тепла.

Досадно, что излучение не просто пропорционально ΔT , а пропорционально разнице между четвертыми степенями температур.Однако для небольших температурных перепадов по абсолютной шкале (к счастью, обычное дело) мы можем линеаризовать соотношение (здесь предполагая единичную излучательную способность) до P рад 4AσT ³ ΔT , где T в кубической термин представляет собой типичную температуру, возможно, между горячим и холодным. Обратите внимание, что форма теперь выглядит так же, как конвекция, с 4 σT ³ вместо h . Для приведенных выше примеров, если мы выберем T = 283 K, мы найдем эквивалентное значение h , равное 4 σT ³ ≈ 5.1. Опять же, это иллюстрирует схожую величину излучения и конвекции в обычных обстоятельствах. В этом примере линеаризованное приближение находится в пределах процента от правильного ответа, когда средняя точка выбрана в качестве «эталонной» температуры, с отклонением на ~ 10%, если вместо нее используется одна из конечных точек. Поскольку излучение может быть линеаризовано таким образом и выражено как значение h , оно также может быть выражено в терминах эквивалентного значения R.

Вся Энчилада

В реальной ситуации обычно приходится иметь дело со всеми тремя тепловыми путями одновременно.Итак, давайте рассмотрим стену, расположенную между жарким интерьером и холодным свежим фасадом. По опыту, стена будет немного прохладной на ощупь, поэтому из комнаты к стене идет поток тепла через конвекцию и излучение. Сама стена проводит тепло к внешней поверхности. Тогда конвекция и излучение уносят тепло оттуда. В равновесии (и поскольку тепловая энергия не создается и не разрушается в стене), у нас есть такой баланс уравнений, что P усл, в + P рад, в = P cond = P усл, выход + P рад, выход .

Если мы не будем анализировать температуру поверхности стены внутри и снаружи, мы можем объединить все трубопроводы в единое целое. Можно подумать о каждом пути с точки зрения сопротивления тепловому потоку (что само по себе сродни току в цепи). Это, в первую очередь, происхождение термина «R-ценность». Конвекция и излучение действуют как два резистора, включенных параллельно, последовательно с проводящим элементом.

R-значения для конвекции, излучения и проводимости объединяются как резисторы в цепи, показанной здесь для проводящей стенки, соединяющейся с внутренней и внешней частью посредством конвекции и излучения.Сумма двух входных мощностей равна проводимой мощности, которая равна сумме выходных мощностей.

Обратите внимание, что когда два процесса работают параллельно, разделяя одну и ту же площадь и ΔT , эффективное значение R определяется как P tot = AΔT / R eff = P 1 + P 2 = AΔT (1 / R 1 + 1 / R 2 ), так что 1 / R eff = (1 / R 1 + 1 / R 2 ) .И наоборот, когда два процесса идут последовательно, разделяя один и тот же поток мощности и одну и ту же площадь, но кусочно разные значения ΔT , мы получаем, что P = AΔT 1 / R 1 = AΔT 2 / R 2 , так что общая ΔT = ΔT 1 + ΔT 2 работает до P (R 1 + R 2 ) / A , или P = AΔT / (R 1 + R 2 ), так что R eff = ( 1 + R 2 ).Другими словами, значения R просто складываются последовательно, а их обратные значения складываются при параллельном подключении – точно так же, как резисторы в электрической цепи. Обратите внимание, что для наглядности я отказался от раздражающего коэффициента преобразования 5,7 в приведенных выше отношениях, который при желании можно добавить обратно.

Для наглядного примера того, как все это работает, давайте построим стену из цельного листа фанеры ( κ = 0,12 Вт / м / ° C; t = 0,019 м; поэтому R US = 0,9.У нас будет внутренняя среда с ч, = 2 Вт / м² / ° C, T = 20 ° C, и предположим, что температура внутренней стены близка к той же, так что я могу использовать T = 293 K в термине радиационного приближения. В этом случае я вычисляю значения R (US), равные 2,85 и 1 для конвекции и излучения соответственно (для неподвижного воздуха внутри радиация является здесь более важным каналом). Параллельно они добавляют к эффективному R-значению 0,74. Если внешняя поверхность нашей «стены» близка к температуре окружающей среды, скажем, 273 K, и небольшой ветер дает нам ч = 10 Вт / м² / ° C, мы имеем R-значение 0.57 и 1.2 для конвекции и излучения (обратите внимание на изменение роли в более активном воздухе, так что конвекция преобладает). Внешнее сочетание R = 0,39.

Таким образом, наша общая передача тепла через стену имеет три последовательных значения R: 0,74 для передачи тепла в стену, 0,9 для передачи тепла через стену и 0,39 для отвода тепла от внешней поверхности. Суммируя их, мы получаем R US ≈ 2,03. Для внутреннего и внешнего ΔT = 20 ° C каждый квадратный метр этой стены будет проводить 5.7 × 20 / 2,03 ≈ 56 Вт.

Реальный

Теперь, когда у нас есть некоторое представление о том, как обращаться с проводимостью, конвекцией и излучением в контексте R-значения, мы можем найти и использовать соответствующие R-значения для обычных строительных материалов. Большую часть информации я получаю с этого очень полезного сайта, многие значения также доступны на сайте Википедии.

Чтобы вычислить эффективное значение R для композитной поверхности, такой как стена со стойками внутри, нужно просто объединить параллельные пути, взвешенные по дробной площади каждой.Например, стена со стойками имеет 15% площади, покрытой стойками, с общим сквозным значением R (включая конвекцию / излучение, называемое «воздушной пленкой») 7,1. Остальные 85% – это изолированный отсек со значением R 15,7. Эффективное значение R равно 1 / R = (0,15 / R , шпилька + 0,85 / R , отсек ), при вычислении R = 13,3. Если бы я не использовал изоляцию, я бы заменил ватин из стекловолокна R = 13 двумя слоями «воздушной пленки» со значением 0,68 (очень похоже на наше значение 0,74, указанное выше).В этом случае 1 / R = (0,15 / 7,1 + 0,85 / 4,1) или R = 4,3. Обратите внимание, что для неизолированных стен стойки имеют большую изоляцию, чем воздушное пространство между ними.

Давайте теперь составим таблицу значений для соответствующих строительных блоков. Разделите R US на 5,7, чтобы получить R SI .

Структура % Обрамление Элементы R США
Неизолированная стена 15% воздух; гипсокартон; шпилька / гнезда; фанера; сайдинг; воздух 4.1
Изолированная стена 15% заменить отсек изоляцией 13,3
Неизолированный потолок 8% воздух; гипсокартон; стропильный / открытый; воздух 1,65
Утепленный потолок 8% заменить открытый на изоляцию 13,0
Неизолированный пол 15% воздух; плитка; фанера; балки / открытые; воздух 2.5
Утепленный пол 15% заменить открытый на изоляцию 12,7
Неизолированная крыша 8% воздух; обрамление / открытое; фанера; опоясывающий лишай; воздух 1,85
Изолированная крыша 8% заменить открытый на изоляцию 13,2
Окно с одинарным стеклом без покрытий 0,9
Двухкамерное окно полудюймовый воздушный зазор 2.0
Лучшее окно пленка подвесная, низкая Е 4,0
Дверь дерево, твердая сердцевина 3,0

Наш скучный завод

Для простоты построим одноэтажный дом квадратной формы. У нас будет скатная крыша с чердаком, и мы рассмотрим фальш-фундамент с ползунком под ним, а также фундамент из плит.Мы украсим дом с каждой стороны двумя окнами среднего размера, а также входной и задней дверью. Что касается размера, мы возьмем что-то близкое к среднему американскому (2700 футов²) и воспользуемся возможностью перейти на метрическую систему, сделав наш дом со стороной 15 м, в результате чего площадь составит 225 м² или 2422 футов². Стены будут иметь высоту 2,5 м (8 футов). Для окон мы сделаем каждое по 1,5 м² (что эквивалентно 16 фут² или 4 × 4 фута). Наши двери будут занимать 2 м² каждая.

Красивый дом для теоретика.

Таким образом, общая площадь стен составляет 134 м², пола и потолка по 225 м², окон 12 м² и дверей 4 м².

Мы вычислим теплопроводность дома в Вт / ° C и назовем это теплопроводностью. Каждый компонент добавляет немного теплопроводности в соответствии с Q = P / ΔT = 5,7 × A / R US . Затем их можно добавить для каждого компонента дома.

Используя неизолированные значения для всего и одинарных окон, я получил значения Q в Вт / ° C для стен из 186; потолок (предполагается, что чердак имеет достаточную вентиляцию, выдерживает температуру окружающей среды): 777; фальшпол: 513; однослойные окна: 75; двери: 8.Итого 1560 Вт / ° C.

Давайте сделаем паузу, чтобы оценить это число в перспективе. Для поддержания температуры в помещении, когда на улице холодно, потребуется 31 кВт мощности или 20 обогревателей. Печь мощностью 75 000 британских тепловых единиц в час эквивалентна 22 кВт и не сможет справиться с этой задачей. А мы еще даже не рассматривали проекты.

Теперь посмотрим на другую крайность и поместим изоляцию R-13 в стены, потолок, под пол и используем лучшие окна, которые только можно купить. Мы снова дадим чердак полностью проветривать и поддерживать температуру наружного воздуха.Теперь получаем стены: 57; потолок: 99; этаж: 103; окна: 17, а двери по-прежнему на 4. Суммарная мощность составляет 280 Вт / ° C, что составляет примерно пятую часть того, что было раньше. Стоимость нагрева / охлаждения также улучшится как минимум в пять раз (в более мягких условиях это будет не так часто). В нашем случае 53% улучшений произошло за счет изоляции потолка, 32% – пола, 10% – стен и 5% – окон. Это предполагает порядок приоритета. Конечно, можно получить еще больший выигрыш при большем количестве изоляции – до тех пор, пока не будут преобладать другие факторы.

Потери пола здесь немного преувеличены, так как простые числа предполагают, что в подлете так же холодно, как и снаружи. В той степени, в которой это не так, цифры немного смягчаются пропорционально относительному повышению температуры. Также бывает, что воздух у пола, вероятно, будет холоднее, чем воздух у потолка, если только внутренний воздух не будет хорошо перемешан. Это также снижает потери тепла через пол в том случае, если на улице холоднее, чем внутри. Тем не менее, вполне вероятно, что изоляция пола принесет заметное улучшение.

Рекомендации по кровле

Возможно, предположение о полностью вентилируемом чердаке вызвало ужас. Если бы я предположил герметичный чердак (другая крайность), потолок и крыша действовали бы последовательно, чтобы получить значение R 3,5 в неизолированном корпусе или 26,2 в изолированном корпусе. Значения теплопроводности тогда составят 366 Вт / ° C и 49 Вт / ° C соответственно. Наши итоговые значения увеличились бы с 1150 Вт / ° C до 232 Вт / ° C. Самый большой выигрыш в этом случае будет связан с изоляцией пола. Но на самом деле чердак, как правило, ближе к окружающей среде, чем к внутреннему, поэтому изоляция потолка, вероятно, останется наиболее важным шагом.

Предполагая, что чердак вентилируется, большая часть разницы температур между внутренней и внешней частью будет приходиться на потолок, делая изоляционные свойства крыши второстепенными. Но это не учитывает солнечную нагрузку на крышу. Любой, кто испытал жаркий чердак, знает, что вентиляция чердака недостаточна, чтобы крыша не обогревала пространство. Поэтому изоляция крыши может стать важным шагом в средах, где охлаждение является большим потребителем энергии. Для мест, где отопление важнее охлаждения, может быть лучше оставить изоляцию крыши отключенной, чтобы зимнее солнце немного обогревало чердак.

Плиточные перекрытия

Для плитных полов оценка несколько сложнее, чем для фальшполов. Шестидюймовая бетонная плита сама по себе имеет R-значение около 0,5. Но под плитой грязь. Собирая информацию из нескольких источников (здесь и здесь), я пришел к выводу, что сухая почва имеет теплопроводность около 0,8 Вт / м / ° C и эффективную тепловую толщину (шкала длины, по которой существует температурный градиент) около 0,2 м. Это дало бы R-значение около 1,4 для комбинированного R-значения 1.9 или 2,6 с учетом радиационной / проводящей связи. Но все это может не иметь значения, потому что температура грунта довольно стабильна в течение всего года и может достигать приблизительного равновесия с температурой вашего дома – по крайней мере, вдали от края плиты. Чтобы устранить утечку по сторонам плиты (воздух и земля), сайт в штате Вашингтон предполагает коэффициент потерь 1,2 Вт / ° C на метр периметра, или 72 Вт / ° C для нашего прекрасного дома, что не слишком отличается из того, что мы рассчитали для утепленного фальшпола.

Я чувствую сквозняк

Некоторое время назад я оценил тепловые характеристики своего дома (который представляет собой плиточный дом примерно на две трети размера, который мы рассматриваем в этом посте) в контексте отопления, и при этом вычислил, что моему дому требуется 610 Вт. / ° C для нагрева. Чуть позже я посмотрел на характеристики охлаждения и в процессе обнаружил недостаток в моем предыдущем методе анализа. Более полный метод предложил 1465 Вт / ° C. Большая разница! Но не только это, похоже, что мой дом работает на хуже , чем дом в нашем примере – несмотря на то, что он меньше, имеет изоляцию в стенах, разную степень изоляции на потолке (некоторые очень старые и тонкие) и двойные панели. окна практически везде.В моем случае неутешительные тепловые характеристики не приводят к потере энергии, поскольку я обычно не обогреваю и не охлаждаю дом. Но более уютный дом был бы удобнее. Так в чем же дело?

Подозреваю сквозняки. У нас есть вентиляторы в нескольких комнатах с минимальной герметизацией, может быть освещение по всему потолку, возможно, протекающие дверные рамы и заслонка в неиспользуемом камине, который я только что проверил и обнаружил открытым – вероятно, так было с тех пор, как мы купили дом. несколько лет назад!

Насколько важны черновики? Воздух имеет теплоемкость около 1000 Дж / кг / ° C.Каждый кубический метр воздуха (1000 л) имеет массу около 1,25 кг и, следовательно, содержит 1250 Дж энергии на градус разницы температур. Таким образом, если воздух поступает с разницей температур 10 ° C со скоростью 0,1 м³ / с (210 кубических футов в минуту), соответствующая скорость переноса тепла будет 1250 Вт.

Рекомендуемая скорость потока требует примерно 4 воздухообмена в час. В нашем воображаемом доме это означает 225 × 2,5 × 4 = 2250 м³ за 3600 секунд, или 0,625 м³ / с, что соответствует примерно 0.8 кг / с или 780 Вт / ° C. Это много! Другой источник рекомендует минимальный расход 1 куб. Фут / мин в минуту на 100 кв. Футов площади, плюс еще 7,5 куб. Футов в минуту, умноженное на количество спален плюс одна. Для нашего модельного дома, предполагающего три спальни, мы получаем минимальную потребность в 54 кубических футов в минуту, что составляет всего 0,026 м³ / с, или одну полную замену каждые шесть часов. Сейчас у нас 32 Вт / ° C, и мы можем конкурировать с нашими изолированными стенами и т. Д. Я считаю, что последний источник более вероятен.

Мне очень пригодилась следующая информация с этого сайта:

В среднем по стране скорость воздухообмена в существующих домах составляет от одного до двух в час и снижается в связи с ужесточением строительных норм и более строгими строительными нормами.Стандартные дома, построенные сегодня, обычно имеют коэффициент воздухообмена от 0,5 до 1,0. Чрезвычайно плотная новая конструкция может обеспечить коэффициент воздухообмена 0,35 или меньше. В большинстве домов с такой низкой интенсивностью воздухообмена есть какая-либо форма механической вентиляции для подачи свежего наружного воздуха и обмена теплом между двумя воздушными потоками.

Чтобы получить представление о том, какой может быть уровень воздухообмена в вашем доме, примите во внимание, что плотный, хорошо герметизированный недавно построенный дом обычно обеспечивает не более 0,6 воздухообмена в час.Достаточно плотный, хорошо построенный старый дом обычно имеет скорость воздухообмена около 1 в час. Немного рыхлый старый дом без штормовых окон и местами с отсутствующим герметиком имеет коэффициент воздухообмена около 2. В довольно свободном, продуваемом сквозняком доме без герметика или уплотнителей и используемых входов коэффициент воздухообмена может достигать 4, а коэффициент воздухообмена В ветхом доме с очень сквозняком скорость воздухообмена может достигать 8.

Черновое уклонение

Я хочу сделать тест на вентиляционную дверь, чтобы проверить сквозняк в моем доме.Идея состоит в том, чтобы герметизировать дом, установить на входной двери большой вентилятор, который вытягивает воздух из дома, и измерить разницу давления в зависимости от скорости выпуска воздуха. Кроме того, когда дом находится под отрицательным давлением, утечки можно найти, прислушиваясь к свистам или шипению, используя источник дыма, и разделить их, поочередно закрывая / герметизируя части дома, чтобы изолировать самые большие проблемы. Как это , а не может быть забавным ?!

Еще один прием, о котором стоит упомянуть, заключается в том, что после ремонта дома все еще можно обеспечить адекватную вентиляцию без полного теплового удара с помощью вентилятора с рекуперацией тепла.Идея состоит в том, чтобы пропустить входящий воздух мимо выходящего воздуха в теплообменнике (например, воздух разделяется тонкой металлической мембраной). К тому времени, когда воздух выходит с обеих сторон, входящий воздух приобретает температуру окружающего воздуха в доме, в то время как отработанный воздух становится во многом похожим на внешний воздух перед выходом. При таком подходе тепловые потери, связанные с воздухообменом, можно сократить в четыре и более раз. Это снизит ранее рассчитанные 32 Вт / ° C до менее 10 и сравняется с оценкой высокопроизводительных окон.

Извлеченных уроков

Тепловые характеристики дома не , а , которые трудно понять, учитывая небольшую предысторию и некоторые соответствующие цифры. Разработанные здесь инструменты позволяют исследовать относительные достоинства новых окон, проектов теплоизоляции, управления вентиляцией и т. Д. Первостепенное значение имеет возможность объединить все три тепловых пути в структуру R-значения, чтобы можно было оценивать и сравнивать композитные конструкции. Приняв единицы измерения Вт / ° C, мы можем быстро понять требования к нагреву при заданной разнице температур или просто использовать число как показатель качества нагрева.

Я рекомендую вам попробовать вычислить теплопроводность вашего дома , учитывая его геометрию и конструкцию. Если вы знаете, сколько киловатт-часов или термов в день вы используете для поддержания определенного значения ΔT , вы можете сравнить теоретическую производительность с измеренной реальностью.

Конечно, на практике все не так просто, как на Теоретическом переулке. Мой дом, например, кажется в три раза хуже, чем стоимость, которую я вычислил без учета вентиляции. Воздушный поток здесь является подстановочным знаком и действительно может объяснить несоответствие в моем случае – то, что мне нужно исправить.

Просмотров: 608

Возрождение • Калькулятор тепловых потерь

Узнайте, сколько тепла теряется из вашего дома через стены, крышу, полы и окна, и сколько вы можете сэкономить, используя разные виды утепления.

Введите информацию, которую вы знаете заранее, например, количество комнат, будь то маленькие, средние или большие, и если у вас окна одинарные или двойные. Возможно, вам потребуется проверить, насколько толстым изоляция находится на чердаке, и если у вас сплошная или полая стены.Калькулятор точно подскажет, сколько тепла теряется во всех частях вашего дома, сколько это вам стоит, сколько CO2 выбросы, и лучшие формы изоляции для использования.

Надеемся, вам понравится пользоваться калькулятором, и вы найдете его полезным. Хорошо удача!

Приведены примерные значения для типичной трехкомнатной квартиры. двухквартирный дом.

Годовая потеря тепла от вашего дома составляет кВтч

Что это значит? кВтч (киловатт-час) – это единицы энергии.Итак, это количество энергии, теряемой через стены и окна ваш дом каждый год.

Резюме
Уровень изоляции Стоимость Выбросы CO2
Текущий £ кг
Хорошо £ кг
Сохранение £ кг

Применяя хорошую изоляцию, можно сократить потери тепла, топлива счета и выбросы CO2 на

Подробности

Следующие ниже расходы и выбросы основаны на типичном топливе. цифры.

Потери тепла для дома с существующей изоляцией

Тепловые потери (кВтч) Процент Стоимость на человека / кВтч CO2 (кг)
Стены% £
Крыша% £
Окна / двери% £
Первый этаж% £
Черновики% £
Всего £

Потери тепла для того же дома с лучшей изоляцией, установленной в каждой зоне

Тепловые потери (кВтч) Процент Стоимость на человека / кВтч CO2 (кг) Сохранение
Стены% £%
Крыша% £%
Окна / двери% £%
Первый этаж% £%
Черновики% £%
Всего £%

Мукти Кумар Митчелл, Северный Девон, февраль 2009 г.

Какова цель HEAC?

В настоящее время широко признано, что выбросы CO2 являются причиной изменения климата. изменение, которое угрожает природе и цивилизации.Правительство Великобритании стремится к сокращению национальных выбросов CO2 на 20% за счет 2020. Внутреннее потребление энергии вызывает 25% национальных выбросов, и отопление использует 90% энергии в доме. Если бы мы все могли сократить наши теплопотери в доме вдвое, что сократит национальные выбросы на 10%. В виде как вы увидите на калькуляторе, разрезать не так уж и сложно потеря тепла из среднего дома вдвое, так как в большинстве старых домов протекает много энергии! Новые дома строятся по более строгим требованиям и тратить меньше энергии.Но большинство домов в Британии должны быть улучшен. Этот калькулятор поможет вам увидеть, какие изменения можно внести в ваш дом, чтобы уменьшить его теплопотери.

Снижение потерь тепла также экономит деньги. Стоимость энергии растет по мере того, как мы переходим к более мелким оставшимся месторождениям нефти. Сохранение тепло снижает потребность в новых источниках энергии, таких как ветряные мельницы или атомные электростанции, делая страну более красивым и безопасным местом.

Источники включают:

  • DEFRA
  • Джеймс Карвилл, Справочник инженера-механика, Баттерворт Хайнеманн, 1993 г.
  • Данные для самостоятельной сборки

Мукти Митчелл

Мукти Митчелл – моряк, плотник, дизайнер окружающей среды и пионер низкоуглеродного образа жизни, живущий на берегу моря в Северном Девоне.Он спроектировал и построил революционную микрояхту Explorer с нулевым уровнем выбросов, которая была номинирована на звание «Инновационная лодка года» 2005 года на церемонии награждения IPC Marine Awards, и основал Mitchell Yachts для их производства. В 2007 году он путешествовал по Великобритании, продвигая низкоуглеродный образ жизни при поддержке Его Королевского Высочества принца Уэльского, Джеймса Лавлока, Джонатона Порритта, Зака ​​Голдсмита, Тима Смита, Тони Джунипера, Сатиша Кумара, Кэролайн Лукас, Стивена Тиндейла и Джонатана Димблби.

Энергия для отопления дома

Теплоотдача от вашего дома может происходить за счет теплопроводности, конвекции и излучения.Обычно это моделируется с точки зрения теплопроводности, хотя проникновение через стены и вокруг окон может привести к значительным дополнительным потерям, если они плохо герметизированы. Потери излучения можно минимизировать, используя изоляцию с фольгой в качестве радиационного барьера.

Промышленность США по отоплению и кондиционированию воздуха почти полностью использует для своих расчетов старые британские и американские единицы. Для совместимости с обычно встречающимися величинами этот пример будет выражен в этих единицах.

I. Рассчитайте скорость потери стенки в БТЕ в час.

Для комнаты размером 10 на 10 футов с потолком 8 футов, со всеми поверхностями, изолированными до R19, как рекомендовано Министерством энергетики США, с внутренней температурой 68 ° F и наружной температурой 28 ° F:

II. Рассчитайте потери за день при этих температурах.

Потери тепла в день = (674 БТЕ / час) (24 часа) = 16168 БТЕ

Обратите внимание, что это просто потеря через стены.Потери через пол и потолок рассчитываются отдельно и обычно включают разные значения R.

III. Рассчитайте потерю за «градусный день».

Это потеря за день с разницей в один градус между внутренней и внешней температурой.

Если бы условия случая II преобладали в течение всего дня, вам потребовалось бы 40 градусо-дней отопления, и, следовательно, потребовалось бы 40 градусо-дней x 404 БТЕ / градус дня = 16168 БТЕ для поддержания постоянной внутренней температуры.

IV. Рассчитайте теплопотери за весь отопительный сезон.

Типичная потребность в отоплении для отопительного сезона в Атланте, с сентября по май, составляет 2980 градусо-дней (долгосрочное среднее значение).

Типичное количество градусо-дней нагрева или охлаждения для данного географического местоположения обычно можно получить в службе погоды.

V. Рассчитайте потери тепла за отопительный сезон для типичного неизолированного южного дома в Атланте.

Диапазон уровней потерь, указанный Министерством энергетики для неизолированных типовых жилищ, составляет от 15 000 до 30 000 БТЕ / градус в день. Выбор 25000 БТЕ / градус в день:

VI. Рассчитайте годовую стоимость отопления.

Предположим, что стоимость природного газа составляет 12 долларов за миллион БТЕ в печи, работающей с КПД 70%.

Предположим, что электрический резистивный нагрев с КПД 100% *, 9 / кВтч.

Предположим, электрический тепловой насос с КПД = 3

* 100% -ная эффективность использования электричества в вашем доме для производства тепла – распространенный маркетинговый ход электроэнергетических компаний.Это заблуждение, потому что вам нужно сжечь около 3 единиц первичного топлива, чтобы доставить 1 единицу электроэнергии в дом из-за теплового узкого места в производстве электроэнергии. Таким образом, 100% эффективное использование в вашем доме составляет около 33% эффективности использования основного топлива.

Когда вы отапливаете природным газом, вы используете основное топливо в своем доме, и это явно предпочтительнее, чем использование электрического резистивного отопления, которое является расточительным по сравнению с высококачественной поставляемой электрической энергией.Используя электрический тепловой насос, по крайней мере, на юге США, вы можете получить коэффициент полезного действия около 3. То есть вы закачиваете в дом три единицы тепла, затрачивая всего одну единицу высококачественной электрической энергии. энергия. Это почти уравновешивает потери 3: 1 в процессе выработки электроэнергии, о которых говорилось выше. В приведенном выше примере расчетная стоимость электрического теплового насоса значительно дешевле, чем стоимость нагрева природного газа, но это может быть связано с тем, что текущая стоимость природного газа в то время была необычно высокой.За последние 25 лет или около того, отопление с использованием природного газа и электрического теплового насоса оставалось сопоставимым по стоимости.

Как измерить потери тепла из вашего дома | Руководства по дому

Поддержание постоянной температуры в вашем доме зимой может оказаться проигрышной битвой, учитывая вероятные потери тепла через стены, окна и двери, когда температура снаружи ниже, чем внутри вашего дома. Вы можете легко подсчитать, сколько тепла теряет ваш дом – что измеряется в британских тепловых единицах или БТЕ в час – с помощью уравнения и калькулятора.

Измерьте внутреннюю и внешнюю температуру поверхности, например стены. Поскольку горячий и холодный воздух будет смешиваться и создавать постоянную температуру, чем больше разница в температуре внутри и снаружи вашего дома, тем больше потеря тепла. Нагретый воздух внутри вашего дома будет пытаться уйти, в то время как холодный наружный воздух будет проникать внутрь вашего дома любым способом, например, через щели и щели между окнами и косяками.

Запишите длину и высоту той же стены, на которой вы измеряли температуру.Умножьте эти два числа вместе, чтобы получить общую площадь стены. Например, если стена составляет 15 футов на 40 футов, то общая площадь стены составляет 600 квадратных футов.

Воспользуйтесь тем же уравнением, чтобы вычислить квадратные метры любых окон или дверей на той же стене и вычесть эти квадратные метры из общей площади стены.

Вычтите температуру снаружи дома из температуры внутри дома, а затем умножьте это число на площадь стены. Например, если температура внутри вашего дома составляет 70 градусов по Фаренгейту, а температура снаружи вашего дома составляет 40 градусов по Фаренгейту, вычтите 40 из 70, чтобы получить 30, а затем умножьте 30 на площадь стены, которая в нашем примере составляет 600 квадратных футов.

Умножьте полученные 18 000 на коэффициент теплопроводности стены, который является постоянным числом, связанным с конкретными строительными материалами. Например, коэффициент теплопередачи для деревянной каркасной стены размером 2 на 4, имеющей 3,5-дюймовую изоляцию из стекловолокна, составляет 0,07. Умножение 18000 на 0,07 дает 1260, то есть количество БТЕ, теряемых через поверхность стены каждый час. БТЕ – это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды на один градус по Фаренгейту. Энергетическая комиссия Калифорнии размещает на своем веб-сайте информацию о энергии.ca.gov, руководство по расчету U-значений или U-факторов строительных материалов, а также U-значений обычных строительных материалов.

Повторите эти шаги, чтобы выяснить, сколько БТЕ теряется через любые окна или двери на этой стене, а также на потолке. Добавление отдельных результатов для стены, потолка и любых окон и дверей даст вам полную потерю тепла стеной.

Используйте те же уравнения для других комнат, чтобы вычислить потери тепла в этих комнатах.Сложив эти числа вместе, вы узнаете, сколько тепла ваш дом теряет каждый час, и вы можете использовать это число, чтобы выяснить, насколько усердно ваша система отопления должна работать, чтобы поддерживать постоянную температуру в вашем доме.

Справочная информация

Советы

  • Дважды проверьте расчеты перед использованием для измерения теплопотерь.
  • Умножение результирующих потерь БТЕ в час на 24 может дать вам приблизительную оценку того, сколько тепла теряется каждый день.

Writer Bio

Уильям Хендерсон пишет для газет, журналов и журналов более 15 лет.Он работал редактором «New England Blade» и в прошлом писал статьи для «Адвоката». Его работы также появлялись в The Good Men Project, Life By Me и The Huffington Post.

Узнать | OpenEnergyMonitor

Теплопотери строительной ткани, теплопроводность и коэффициент теплопроводности

Теплопотери строительной ткани – это потери тепла через такие элементы здания, как стены, окна, полы, крыши, двери и т. Д.

Строительные элементы состоят из материалов, а теплопроводность материала называется значением k.2.K Стена 10 метров в длину и 2,6 метра в высоту. 0,032 * 10 * 2,6 = 0,832 Вт / К

Это означает, что на каждый градус Кельвина или градуса Цельсия будет передаваться 0,832 Вт тепловой энергии.

Стандартное уравнение теплопроводности, которое дает нам величину теплопередачи для данной разницы температур, приведено здесь:

  Тепловые потери = k x A x (Ti - Te) / d

k = теплопроводность материала элемента
A = площадь поверхности элемента
Ti = внутренняя температура
Te = внешняя температура
d = толщина или глубина элемента

Стена из тюков соломы является частью здания с внутренней целевой температурой 20 ° C.Температура на улице -10 градусов. Таким образом, разница температур Ti-Te составляет 30 ° C.
0,832 * 30 = 24,96 Вт теряется через стену.  

Теплообмен имеет направление. В британских домах мы обычно стремимся минимизировать потери тепла, как описано выше. То, как мы составляем уравнение, означает, что положительный результат будет означать потерю тепла , но в сценарии, где разница температур отрицательная, это может означать отрицательный результат и может означать, что тепло поступает в наше здание, возможно, вместо этого требуется охлаждение. отопления.

Разница температур иногда обозначается как ΔT (дельта T).

Другой пример:

Представьте себе объект, который представляет собой полый куб из однородного материала, без окон, без отверстий, без сквозняков, просто простой полый куб.

Допустим, этот кубический объект-дом сделан только из минеральной изоляции толщиной 100 мм, с внутренними размерами: 7 м в ширину, 7 м в длину и 7 м в высоту.

Наш дом в форме куба расположен в климате без ветра и солнечной энергии, только при стабильной температуре наружного воздуха 12 ° C круглый год.

Сколько энергии потребуется, чтобы поддерживать в этом гипотетическом доме стабильную температуру 21C?

По мере того, как мы отапливаем дом, тепло будет перемещаться от более горячего внутреннего воздуха через стены к более холодному внешнему воздуху посредством теплопроводности, и поэтому уравнение, которое нам нужно, является уравнением фундаментальной физики для теплопроводности.

  H = (кА / л) x (Ti - Te)  

Посетите отличный сайт по гиперфизике, чтобы узнать больше об уравнении теплопроводности и всей остальной физике.

Таблица Википедии о теплопроводности материалов сообщает нам, что минеральная изоляция имеет теплопроводность 0,04 Вт / мК. Мы можем принять площадь материала за внутреннюю область нашего кубического домика (представьте, что складываете кубический дом так, чтобы у нас была только эта одномерная стена площадью A и толщиной l), конечно, есть разница между внутренним пространством. площадь и внешняя область нашего кубического дома, но давайте вернемся к нему позже и возьмем внутреннюю область, которая составляет:

  7 м x 7 м x 6 поверхностей = 294 м2  

Подставляя числа в уравнение теплопроводности, получаем:

  H = (0.04 x 294 / 0,1) x (21-12) = 1058 Вт  

Итак, мы обнаружили, что нам понадобится довольно стандартный обогреватель мощностью 1 кВт, чтобы поддерживать температуру в нашем кубическом доме на 21 ° C. 1058 Вт в непрерывном режиме будет составлять 25 кВтч в день и 9268 кВтч в год.

Потери тепла через элементы здания – один из краеугольных камней энергетической модели здания. Но в таких моделях, как SAP, это обычно не называют уравнением теплопроводности, и теплопроводность материала не является обычной отправной точкой. Вместо этого такие модели, как SAP, начинаются с U-значения строительных элементов и уравнения, которое выглядит следующим образом:

  Потери тепла = коэффициент теплопередачи x площадь x разница температур  

Для элемента, изготовленного из единого однородного материала, величина U – это просто теплопроводность материала k, деленная на его толщину.Но строительные элементы лишь иногда представляют собой единый однородный материал; Строительный элемент также может представлять собой сборку из различных материалов, например, деревянную каркасную стену с изоляцией, мембранами и воздухом внутри. Физический процесс теплопередачи через элемент также может представлять собой смесь кондуктивного, конвективного и лучистого теплопереноса.

В случае, когда материал однороден, потеря тепла через уравнение строительного элемента совпадает с основным уравнением для теплопроводности, а значение U – это просто часть k / l, объединенная в одну константу.

Следовательно, коэффициент теплопроводности нашей 100-миллиметровой стены из минеральной изоляции будет:

  Значение U = k / l = 0,04 / 0,1 = 0,4 Вт / м2. K.  

Если у вас есть композит из материалов, например слой дерева, а затем слой изоляции, можно рассчитать общее значение U таким же образом, как мы рассчитываем эквивалентное сопротивление параллельных резисторов в электронике.

Для получения дополнительной информации о U-значениях см. Определение и расчет U-значений RIBA.

Измерение R-значения стен вашего дома с помощью инфракрасного термометра

Измерение R-значения стен вашего дома с помощью инфракрасного термометра

Переехав в новый (старый) дом в Нью-Брансуике, где отопление дорогое из-за отсутствия дешевого природного газа я был одержим изоляцией и тому подобное.

С помощью инфракрасного термометра я разработал способ измерения сопротивления изоляции. наружных стен дома.

В холодный день, когда температура на улице была -15 ° C, я замерил стену температура в нашей спальне 13.3 ° C, а комод у той же стены – 14,8 ° C. Нам нравится поддерживать в спальнях прохладную температуру.

Лучше всего выбирать поверхность рядом с внешней стеной, на той же высоте и параллельно к нему для измерения температуры окружающей среды, потому что температура во всем комната может отличаться на несколько градусов.

Предполагая, что комод находится при температуре окружающей среды в комнате, температура 1,5 ° разница компенсируется изоляционными свойствами пограничного слоя воздуха к стене.Предполагается, что все температуры находятся в стабильном состоянии, и что по обе стороны стены не светит солнце.

Эффективное значение R поверхности стены при разнице температур 1,5 градуса составляет 0,728 рэнд (или рэнд 0,13). Значение R измеряется в БТЕ на квадратный фут на градус (F) теплопередачи, тогда как R si – ватт на квадратный метр на градус Цельсия. Чтобы преобразовать si в R (британские единицы) , умножьте R si на 5,8.

Учитывая 28.Разница температур на 3 градуса снаружи, и зная, что теплопередача разница температур по отношению к значению R, и что количество тепла, передаваемого через стена такая же, как теплопередача по поверхности, мы можем записать уравнение:

28,3 ° 1,5 °
———— = ———
R неизвестно R 0,738

Отсюда мы можем решить для R неизвестно = R0.738 * 28,3 ° / 1,5 ° = 13,9

Это очень близко к ожидаемому значению, потому что стены дома Между панелями 2х4 должна быть 3 5/8 дюйма стекловолоконной изоляции. Но есть также 3/4 дюйма древесины. обшивка снаружи, плюс воздушный зазор 1 1/4 дюйма и 3,5 дюйма кирпича. Каждый из них немного увеличивает изоляцию, что, как я полагаю, объясняет разницу между ожидаемыми R12 для стеклопластика и мерный R13.9

Все это зависит от возможности достаточно точно измерить температуру поверхности, и эти относительно дешевые инфракрасные термометры являются ограничивающим фактором.Тот, что слева, один я купил довольно дешево за 20 канадских долларов. Я нашел это немного неточным, особенно если батарея разряжается или температура самого термометра слишком сильно меняется. Тот, который стоит 40 канадских долларов, заказывается онлайн и работает намного лучше.

Для относительных измерений абсолютная точность не имеет большого значения. Но я обнаружил, когда измеряя температуры с разницей в один градус или около того, термометры не реализовали новую Измерение проводилось и просто продолжалось усреднение с предыдущим показанием.Получить вокруг этого лучше всего измерять что-то очень разное по температуре между показания, такие как поверхность моих рук.

Это также помогает перемещаться вперед и назад и повторять измерения несколько раз, просто чтобы убедитесь, что у вас есть репрезентативный номер. Отклонение на 0,2 градуса в этом случае будет изменить результат на 15%.

Я сделал электронную таблицу для расчета R-значения пограничного слоя на основе разница температур. Затем, чтобы сэкономить вам немного алгебры, я также включил столбцы расчетное значение R стены на основе разницы температур снаружи.

Скачать электронную таблицу Excel

Также имеется столбик для измерения теплопотерь, измеряемый в ваттах на квадратный метр стены, который позволяет рассчитать скорость теплопотерь через стены вашего дома.

Обратите внимание, что в версии таблицы, использованной в видео, была ошибка. в формуле для столбца теплопотерь (Вт / м 2 ). Версия здесь исправлена. К счастью, это число не использовалось для расчета R-значения.

Поверхностная теплопередача является функцией тепла, передаваемого и уносимого воздушное (конвекционное) и тепловое (инфракрасное) излучение, однотипное излучения, которое улавливает инфракрасный термометр.

Я посмотрел “тепловое излучение” в Википедии. Наклон этот график не сильно меняется между замораживанием и телом температуры, поэтому я провел примерно параллельную красную линию и измерил это наклон. Линия повышается на 1000 Вт / м 2 в диапазоне температур от 225 до 400 ° Кельвина. 1000 Вт разделить на (400-225) = 5,7 Вт / м 2 ° C.

Другой компонент поверхностной теплопередачи – теплопроводность к воздуху, если предположить, что нет ветра. Нагревание или охлаждение воздуха вызывает конвекцию, которая, в свою очередь, увеличивает скорость теплопередачи, что означает, что скорость теплопередачи увеличивается быстрее, чем температура.Я использовал формулу для “вертикальной поверхности” слева, от этот документ и вставил это в электронную таблицу.

Затем я сложил две проводимости как функцию температуры и вычислил обратный проводимости, чтобы получить тепловое сопротивление, R si (в метрических единицах). Умножение R si на 5,8 преобразует его в R-значения для имперских единиц. Имперские единицы полезны для сравнивая изоляцию, так как большая часть изоляции здесь (в Канаде и США) оценивается в британских единицах R-ценности.Но значения Metric R si гораздо более полезны для расчета теплопотерь, если вы не любите мучиться и проводить термодинамику в имперских единицах. Когда я изучал термодинамику, нам пришлось научиться делать это в обеих системах измерения, и нам не разрешено просто конвертировать в метрическую систему, производить вычисления и конвертировать обратно, потому что это было бы проще, чем рассчитывать термодинамику в имперских единицах.

Теплоизоляционные одеяла стоит?

В итоге я снова использовал ту же таблицу, чтобы рассчитать теплопотери через стены нашего водонагревателя и оцените, есть ли одно из этих изолирующих одеял стоит.В случае с одеялом, которое я купил, точно не стоит, но Если вы можете получить лучшее теплоизоляционное одеяло за меньшие деньги, оно того стоит.

Обратите внимание, что в столбце “Вт / м 2 ” моей таблицы была ошибка в формуле, что в итоге привело к снижению моего расчета энергии на 20%.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *