Berechnung der Luftheizung: Grundlagen + Berechnungsbeispiel

Der Einbau einer Heizungsanlage ist ohne Vorberechnungen nicht möglich.Die erhaltenen Informationen müssen so genau wie möglich sein, daher werden Luftheizungsberechnungen von Experten mit speziellen Programmen unter Berücksichtigung der Designnuancen durchgeführt.

Sie können die Luftheizung (im Folgenden Luftheizung genannt) selbst berechnen, wenn Sie über Grundkenntnisse in Mathematik und Physik verfügen.

In diesem Material erklären wir Ihnen, wie Sie den Wärmeverlust zu Hause und das Wärmeverlustsystem berechnen. Um alles so klar wie möglich zu machen, werden konkrete Berechnungsbeispiele angegeben.

Berechnung des Wärmeverlusts zu Hause

Um ein Heizsystem auszuwählen, ist es notwendig, die Luftmenge für das System und die Anfangstemperatur der Luft im Luftkanal für eine optimale Raumheizung zu bestimmen. Um diese Informationen herauszufinden, müssen Sie den Wärmeverlust des Hauses berechnen und später mit grundlegenden Berechnungen beginnen.

Jedes Gebäude verliert bei kaltem Wetter Wärmeenergie. Die maximale Menge davon verlässt den Raum durch Wände, Dach, Fenster, Türen und andere umschließende Elemente (im Folgenden OK genannt) mit Blick auf eine Seite zur Straße.

Um eine bestimmte Temperatur im Haus sicherzustellen, müssen Sie die Wärmeleistung berechnen, die die Heizkosten ausgleichen und aufrechterhalten kann gewünschte Temperatur.

Es besteht die falsche Vorstellung, dass die Wärmeverluste in jedem Haus gleich sind.Einige Quellen behaupten, dass 10 kW ausreichen, um ein kleines Haus jeglicher Konfiguration zu heizen, andere sind auf 7-8 kW pro Quadratmeter begrenzt. Meter.

Nach einem vereinfachten Berechnungsschema alle 10 m² der genutzten Fläche in den nördlichen Regionen und Gebieten der Mittelzone sollen mit einer Wärmeleistung von 1 kW versorgt werden. Dieser für jedes Gebäude individuelle Wert wird mit dem Faktor 1,15 multipliziert und schafft so eine Wärmereserve für den Fall unerwarteter Verluste.

Solche Schätzungen sind jedoch eher grob; außerdem berücksichtigen sie nicht die Qualitäten, Eigenschaften der beim Bau des Hauses verwendeten Materialien, klimatische Bedingungen und andere Faktoren, die sich auf die Heizkosten auswirken.

Der Wärmeverlust hängt von der Fläche des umschließenden Elements und der Wärmeleitfähigkeit jeder seiner Schichten ab. Die größte Menge an Wärmeenergie verlässt den Raum durch Wände, Boden, Dach und Fenster

Wenn beim Bau des Hauses moderne Baumaterialien verwendet würden Wärmeleitfähigkeit von Materialien die niedrig sind, ist der Wärmeverlust der Struktur geringer, was bedeutet, dass weniger Wärmeleistung erforderlich ist.

Wenn Sie Heizgeräte verwenden, die mehr Strom erzeugen als nötig, entsteht ein Wärmeüberschuss, der in der Regel durch Lüftung ausgeglichen wird. In diesem Fall entstehen zusätzliche finanzielle Kosten.

Wenn für die HLK-Anlage Geräte mit geringem Stromverbrauch ausgewählt werden, kommt es zu einem Wärmemangel im Raum, da das Gerät nicht in der Lage ist, die erforderliche Energiemenge zu erzeugen, was die Anschaffung zusätzlicher Heizgeräte erforderlich macht.

Durch die Verwendung von Polyurethanschaum, Glasfaser und anderen modernen Dämmstoffen erreichen wir eine maximale Wärmedämmung des Raumes

Die thermischen Kosten eines Gebäudes hängen ab von:

• Struktur der umschließenden Elemente (Wände, Decken usw.), deren Dicke;
• beheizte Oberfläche;
• Orientierung relativ zu den Himmelsrichtungen;
• Mindesttemperatur außerhalb des Fensters in der Region oder Stadt für 5 Wintertage;
• Dauer der Heizperiode;
• Prozesse der Infiltration, Belüftung;
• häusliche Wärmegewinne;
• Wärmeverbrauch für den häuslichen Bedarf.

Es ist unmöglich, Wärmeverluste korrekt zu berechnen, ohne Infiltration und Belüftung zu berücksichtigen, die die quantitative Komponente erheblich beeinflussen. Infiltration ist ein natürlicher Prozess der Bewegung von Luftmassen, der bei der Bewegung von Menschen im Raum, beim Öffnen von Fenstern zur Belüftung und bei anderen Haushaltsvorgängen auftritt.

Bei der Belüftung handelt es sich um ein speziell installiertes System, durch das Luft zugeführt wird und die Luft mit einer niedrigeren Temperatur in den Raum gelangen kann.

Durch die Belüftung wird neunmal mehr Wärme abgeführt als durch natürliche Infiltration

Wärme gelangt nicht nur über die Heizungsanlage in den Raum, sondern auch über die Erwärmung von Elektrogeräten, Glühlampen und Personen. Es ist auch wichtig, den Wärmeverbrauch zum Erhitzen von von der Straße mitgebrachten kalten Gegenständen und Kleidung zu berücksichtigen.

Bevor Sie die Ausrüstung für SVO auswählen, Planung von Heizsystemen Es ist wichtig, den Wärmeverlust zu Hause mit hoher Genauigkeit zu berechnen. Dies kann mit dem kostenlosen Valtec-Programm erfolgen. Um nicht in die Feinheiten der Anwendung einzutauchen, können Sie mathematische Formeln verwenden, die eine hohe Berechnungsgenauigkeit ermöglichen.

Um die Gesamtwärmeverluste Q einer Wohnung zu berechnen, müssen die Wärmekosten der umschließenden Bauwerke Q berechnet werden_org.k, Energieverbrauch für Belüftung und Versickerung Q_v, Haushaltsausgaben berücksichtigen Q_T. Verluste werden in Watt gemessen und aufgezeichnet.

Um den gesamten Wärmeverbrauch Q zu berechnen, verwenden Sie die Formel:

Q = Q_org.k +F_v -Q_T

Betrachten Sie als nächstes die Formeln zur Ermittlung der Heizkosten:

Q_org.k ,Q_v,Q_T.

Bestimmung des Wärmeverlusts von umschließenden Bauwerken

Die größte Wärmemenge entweicht durch die umschließenden Elemente des Hauses (Wände, Türen, Fenster, Decke und Boden). Um Q zu bestimmen_org.k Es ist notwendig, den Wärmeverlust jedes Strukturelements separat zu berechnen.

Das heißt, Q_org.k berechnet nach der Formel:

Q_org.k = Q_pol +F_st +F_ok +F_pt +F_dv

Um den Q jedes Elements des Hauses zu bestimmen, müssen Sie seine Struktur und seinen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten oder Wärmewiderstandskoeffizienten kennen, der im Materialpass angegeben ist.

Zur Berechnung der Heizkosten werden die Schichten berücksichtigt, die Einfluss auf die Wärmedämmung haben. Zum Beispiel Isolierung, Mauerwerk, Verkleidung usw.

Die Berechnung der Wärmeverluste erfolgt für jede homogene Schicht des umschließenden Elements. Besteht eine Wand beispielsweise aus zwei unterschiedlichen Schichten (Dämmung und Mauerwerk), erfolgt die Berechnung getrennt für die Dämmung und für das Mauerwerk.

Der Wärmeverbrauch der Schicht wird unter Berücksichtigung der gewünschten Temperatur im Raum mit folgendem Ausdruck berechnet:

Q_st = S × (t_v -T_N) × B × l/k

In einem Ausdruck haben Variablen folgende Bedeutung:

• S – Schichtfläche, m²;
• T_v – gewünschte Temperatur im Haus, °C; für Eckräume wird die Temperatur um 2 Grad höher angesetzt;
• T_N — Durchschnittstemperatur des kältesten Fünf-Tages-Zeitraums in der Region, °C;
• k ist der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient des Materials;
• B – Dicke jeder Schicht des umschließenden Elements, m;
• l – tabellarischer Parameter, berücksichtigt die Besonderheiten des Wärmeverbrauchs für OKs, die sich in verschiedenen Richtungen der Welt befinden.

Wenn in die Wand, für die die Berechnung durchgeführt wird, Fenster oder Türen eingebaut sind, muss bei der Berechnung von Q die Fläche des Fensters oder der Tür von der Gesamtfläche OK abgezogen werden, da deren Wärmeverbrauch unterschiedlich ist.

Im technischen Datenblatt für Fenster oder Türen wird manchmal der Wärmedurchgangskoeffizient D angegeben, wodurch Berechnungen vereinfacht werden können

Der Wärmewiderstandskoeffizient wird nach folgender Formel berechnet:

D = B/k

Die Formel für den Wärmeverlust einer einzelnen Schicht kann wie folgt dargestellt werden:

Q_st = S × (t_v -T_N) × D × l

In der Praxis werden zur Berechnung des Q von Böden, Wänden oder Decken die D-Koeffizienten jeder OK-Schicht separat berechnet, summiert und in die allgemeine Formel eingesetzt, was den Berechnungsprozess vereinfacht.

Berücksichtigung der Versickerungs- und Belüftungskosten

Über das Lüftungssystem kann Luft mit niedriger Temperatur in den Raum gelangen, was den Wärmeverlust erheblich beeinträchtigt. Die allgemeine Formel für diesen Prozess lautet:

Q_v = 0,28 × L_N × S_v × c × (t_v -T_N)

In einem Ausdruck haben alphabetische Zeichen folgende Bedeutung:

• L_N – einströmender Luftstrom, m³/H;
• P_v — Luftdichte im Raum bei einer bestimmten Temperatur, kg/m³;
• T_v – Temperatur im Haus, °C;
• T_N — Durchschnittstemperatur des kältesten Fünf-Tages-Zeitraums in der Region, °C;
• c ist die Wärmekapazität von Luft, kJ/(kg*°C).

Parameter L_N aus den technischen Eigenschaften des Lüftungssystems entnommen. In den meisten Fällen hat der Zuluftaustausch eine spezifische Strömungsgeschwindigkeit von 3 m³/h, basierend auf L_N berechnet nach der Formel:

L_N = 3 × S_pol

In der Formel S_pol — Grundfläche, m².

Raumluftdichte P_v wird durch den Ausdruck bestimmt:

P_v = 353/273+t_v

Hier t_v – die eingestellte Temperatur im Haus, gemessen in °C.

Die Wärmekapazität c ist eine konstante physikalische Größe und beträgt 1,005 kJ/(kg × °C).

Bei der natürlichen Belüftung dringt kalte Luft durch Fenster und Türen ein und verdrängt die Wärme über den Schornstein

Unorganisierte Belüftung oder Infiltration wird durch die Formel bestimmt:

Q_ich = 0,28 × ∑G_H × c×(t_v -T_N) × k_T

In der Gleichung:

• G_H — Der Luftstrom durch jeden Zaun ist ein Tabellenwert, kg/h;
• k_T — Einflusskoeffizient des thermischen Luftstroms, entnommen aus der Tabelle;
• T_v ,T_N — Stellen Sie die Innen- und Außentemperatur in °C ein.

Beim Öffnen der Türen entsteht der größte Luftwärmeverlust. Wenn der Eingang mit Luftwärmevorhängen ausgestattet ist, sollten diese daher ebenfalls berücksichtigt werden.

Ein Thermovorhang ist ein länglicher Heizlüfter, der eine starke Strömung innerhalb eines Fensters oder einer Tür erzeugt. Es minimiert oder eliminiert Wärmeverluste und das Eindringen von Luft von der Straße, selbst wenn die Tür oder das Fenster geöffnet ist

Um den Wärmeverlust von Türen zu berechnen, wird die Formel verwendet:

Q_ot.d = Q_dv × j × H

Im Ausdruck:

• Q_dv — berechneter Wärmeverlust von Außentüren;
• H – Gebäudehöhe, m;
• j ist ein tabellarischer Koeffizient, der von der Art der Türen und ihrer Position abhängt.

Wenn das Haus über eine organisierte Belüftung oder Infiltration verfügt, werden die Berechnungen nach der ersten Formel durchgeführt.

Die Oberfläche der umschließenden Strukturelemente kann heterogen sein – es können Risse und Undichtigkeiten vorhanden sein, durch die Luft strömen kann. Diese Wärmeverluste gelten als unbedeutend, können aber auch ermittelt werden.Dies kann ausschließlich mit Softwaremethoden erfolgen, da die Berechnung einiger Funktionen ohne den Einsatz von Anwendungen nicht möglich ist.

Das genaueste Bild des tatsächlichen Wärmeverlusts liefert eine Wärmebilduntersuchung eines Hauses. Mit dieser Diagnosemethode können Sie versteckte Konstruktionsfehler, Löcher in der Wärmedämmung, Lecks im Sanitärsystem, die die Wärmeleistung des Gebäudes beeinträchtigen, und andere Mängel erkennen.

Wärmegewinne im Haushalt

Über Elektrogeräte, den menschlichen Körper und Lampen gelangt zusätzliche Wärme in den Raum, was bei der Berechnung der Wärmeverluste ebenfalls berücksichtigt wird.

Es wurde experimentell festgestellt, dass solche Einspeisungen 10 W pro 1 m nicht überschreiten dürfen². Daher könnte die Berechnungsformel wie folgt aussehen:

Q_T = 10 × S_pol

Im Ausdruck S_pol — Grundfläche, m².

Grundlegende Methodik zur Berechnung des SVO

Das grundlegende Funktionsprinzip jedes Luftkühlers ist die Übertragung von Wärmeenergie durch Luft durch Kühlung des Kühlmittels. Seine Hauptelemente sind ein Wärmeerzeuger und ein Wärmerohr.

Dem bereits auf eine Temperatur t erwärmten Raum wird Luft zugeführt_Rum die gewünschte Temperatur t aufrechtzuerhalten_v. Daher muss die Menge der akkumulierten Energie gleich dem gesamten Wärmeverlust des Gebäudes sein, also Q. Es gilt die Gleichung:

Q = E_ot × c×(t_v -T_N)

In Formel E ist der Volumenstrom der erwärmten Luft in kg/s für die Raumheizung angegeben. Aus der Gleichheit können wir E ausdrücken_ot:

E_ot = Q/ (c × (t_v -T_N))

Erinnern wir uns daran, dass die Wärmekapazität von Luft c=1005 J/(kg×K) beträgt.

Die Formel bestimmt ausschließlich die Menge der zugeführten Luft, die nur zum Heizen in Umwälzsystemen (im Folgenden RSVO genannt) verwendet wird.

Bei Zu- und Umluftsystemen wird ein Teil der Luft von der Straße und der andere Teil aus dem Raum entnommen. Beide Teile werden gemischt und nach Erhitzen auf die erforderliche Temperatur in den Raum abgegeben

Wird der Luftkühler zur Belüftung genutzt, so errechnet sich die zugeführte Luftmenge wie folgt:

• Wenn die Luftmenge zum Heizen die Luftmenge zum Lüften übersteigt oder dieser entspricht, wird die Luftmenge zum Heizen berücksichtigt und das System als Direktstrom (im Folgenden PCVO genannt) oder mit ausgewählt Teilrezirkulation (im Folgenden CHRSVO genannt).
• Wenn die Luftmenge zum Heizen geringer ist als die zur Belüftung erforderliche Luftmenge, wird nur die zur Belüftung erforderliche Luftmenge berücksichtigt, ein PSVO (manchmal ein PRVO) und die Temperatur der zugeführten Luft eingeführt wird nach folgender Formel berechnet: t_R = t_v + Q/c × E_entlüften.

Wenn der Indikator t überschreitet_R zulässigen Parametern sollte die durch die Belüftung eingebrachte Luftmenge erhöht werden.

Befinden sich im Raum Quellen ständiger Wärmeerzeugung, sinkt die Temperatur der zugeführten Luft.

Eingeschaltete Elektrogeräte erzeugen etwa 1 % der Wärme in einem Raum. Sollen ein oder mehrere Geräte im Dauerbetrieb betrieben werden, muss deren Wärmeleistung bei den Berechnungen berücksichtigt werden

Für ein Einzelzimmer beträgt der Indikator t_R könnte anders ausfallen. Technisch ist es möglich, die Idee, einzelne Räume mit unterschiedlichen Temperaturen zu versorgen, umzusetzen, viel einfacher ist es jedoch, allen Räumen Luft gleicher Temperatur zuzuführen.

In diesem Fall beträgt die Gesamttemperatur t_R Nimm den, der am kleinsten ist. Anschließend wird die zugeführte Luftmenge anhand der Formel zur Bestimmung von E berechnet_ot.

Als nächstes bestimmen wir die Formel zur Berechnung des Volumens der einströmenden Luft V_ot bei seiner Heiztemperatur t_R:

V_ot =E_ot/P_R

Die Antwort ist in m geschrieben³/H.

Allerdings ist der Luftaustausch im Raum V_P wird vom Wert V abweichen_ot, da sie anhand der Innentemperatur t ermittelt werden muss_v:

V_ot =E_ot/P_v

In der Formel zur Bestimmung von V_P und V_ot Luftdichteanzeiger S_R und P_v (kg/m³) werden unter Berücksichtigung der Temperatur der erwärmten Luft t berechnet_R und Raumtemperatur t_v.

Vorlaufraumtemperatur t_R muss höher sein als t_v. Dadurch wird die zugeführte Luftmenge reduziert und die Größe der Kanäle von Systemen mit natürlicher Luftbewegung verringert bzw. die Stromkosten gesenkt, wenn zur Umwälzung der erwärmten Luftmasse mechanische Stimulation eingesetzt wird.

Traditionell sollte die maximale Temperatur der in den Raum eintretenden Luft bei einer Zufuhrhöhe über 3,5 m 70 °C betragen. Wenn Luft in einer Höhe von weniger als 3,5 m zugeführt wird, beträgt ihre Temperatur normalerweise 45 °C.

Für Wohnräume mit einer Höhe von 2,5 m beträgt die zulässige Temperaturgrenze 60 °C. Wird die Temperatur höher eingestellt, verliert die Atmosphäre ihre Eigenschaften und ist für die Inhalation ungeeignet.

Werden luftthermische Vorhänge an Außentoren und nach außen gerichteten Öffnungen angebracht, darf die Zulufttemperatur 70 °C betragen, bei Vorhängen in Außentüren bis zu 50 °C.

Die zugeführte Temperatur wird durch die Art der Luftzufuhr, die Strahlrichtung (vertikal, geneigt, horizontal usw.) beeinflusst. Wenn sich ständig Personen im Raum aufhalten, sollte die Zulufttemperatur auf 25 °C reduziert werden.

Nach vorläufigen Berechnungen können Sie den erforderlichen Wärmeeintrag zur Erwärmung der Luft ermitteln.

Für RSVO-Wärmekosten Q₁ werden durch den Ausdruck berechnet:

Q₁ =E_ot × (T_R -T_v) × c

Zur PSVO-Berechnung Q₂ hergestellt nach der Formel:

Q₂ =E_entlüften × (T_R -T_v) × c

Wärmeverbrauch Q₃ für FER wird durch die Gleichung ermittelt:

Q₃ = [E_ot ×(t_R -T_v) + E_entlüften × (T_R -T_v)]× c

In allen drei Ausdrücken:

• E_ot und E_entlüften — Luftstrom in kg/s zum Heizen (E_ot) und Belüftung (E_entlüften);
• T_N — Außenlufttemperatur in °C.

Die übrigen Eigenschaften der Variablen sind gleich.

In CHRSVO wird die Menge der Umluft nach folgender Formel bestimmt:

E_empf =E_ot –E_entlüften

Variable E_ot drückt die Menge der auf die Temperatur t erhitzten Mischluft aus_R.

Bei PSVO mit natürlichem Impuls gibt es eine Besonderheit: Die Menge der bewegten Luft ändert sich je nach Außentemperatur. Sinkt die Außentemperatur, steigt der Systemdruck. Dies führt zu einer Erhöhung des Luftstroms in das Haus. Steigt die Temperatur, erfolgt der umgekehrte Vorgang.

Außerdem bewegt sich in Luftkühlern im Gegensatz zu Lüftungssystemen die Luft mit einer geringeren und unterschiedlichen Dichte im Vergleich zur Dichte der Luft, die die Luftkanäle umgibt.

Aufgrund dieses Phänomens treten folgende Prozesse auf:

1. Vom Generator kommend wird die durch die Luftkanäle strömende Luft während der Bewegung spürbar gekühlt
2. Bei natürlicher Bewegung verändert sich im Laufe der Heizperiode die in den Raum eintretende Luftmenge.

Die oben genannten Prozesse werden nicht berücksichtigt, wenn das Umluftsystem Ventilatoren zur Luftumwälzung verwendet und außerdem eine begrenzte Länge und Höhe aufweist.

Wenn das System viele Zweige hat, ziemlich weitläufig ist und das Gebäude groß und hoch ist, ist es notwendig, den Prozess der Luftkühlung in den Luftkanälen zu reduzieren und die Umverteilung der eintretenden Luft unter dem Einfluss des natürlichen Zirkulationsdrucks zu reduzieren.

Bei der Berechnung der erforderlichen Leistung erweiterter und verzweigter Luftheizungssysteme muss nicht nur der natürliche Prozess der Abkühlung der Luftmasse beim Bewegen durch den Luftkanal berücksichtigt werden, sondern auch die Wirkung des natürlichen Drucks der Luftmasse beim Bewegen durch den Kanal gehen

Zur Steuerung des Luftkühlungsprozesses werden thermische Berechnungen von Luftkanälen durchgeführt. Dazu müssen Sie die anfängliche Lufttemperatur einstellen und deren Durchfluss anhand von Formeln klären.

Zur Berechnung des Wärmestroms Q_oh durch die Wände des Luftkanals, dessen Länge l ist, verwenden Sie die Formel:

Q_oh = q₁ × l

Im Ausdruck ist der Wert q₁ bezeichnet den Wärmestrom, der durch die Wände eines 1 m langen Luftkanals fließt. Der Parameter wird durch den Ausdruck berechnet:

Q₁ =k×S₁ ×(t_sr -T_v) = (t_sr -T_v)/D₁

In Gleichung D₁ - Wärmeübertragungswiderstand von erwärmter Luft mit Durchschnittstemperatur t_sr durch den Bereich S₁ Wände eines 1 m langen Luftkanals in einem Raum mit einer Temperatur t_v.

Die Wärmebilanzgleichung sieht folgendermaßen aus:

Q₁l = E_ot × c × (t_nach -T_R)

In der Formel:

• E_ot — die zum Heizen des Raumes erforderliche Luftmenge, kg/h;
• c ist die spezifische Wärmekapazität von Luft, kJ/(kg °C);
• T_nac — Lufttemperatur am Anfang des Luftkanals, °C;
• T_R — Temperatur der in den Raum abgegebenen Luft, °C.

Mit der Wärmebilanzgleichung können Sie die Anfangstemperatur der Luft im Luftkanal auf eine bestimmte Endtemperatur einstellen und umgekehrt die Endtemperatur bei einer bestimmten Anfangstemperatur ermitteln sowie den Luftstrom bestimmen.

Temperatur t_nach kann auch mit der Formel ermittelt werden:

T_nach = t_v + ((Q + (1 - η) × Q_oh)) × (t_R -T_v)

Hier ist η Teil von Q_oh, den Raum betretend, wird in den Berechnungen gleich Null angenommen. Die Eigenschaften der übrigen Variablen wurden oben erwähnt.

Die verfeinerte Formel für den Heißluftverbrauch sieht folgendermaßen aus:

Eot = (Q + (1 - η) × Q_oh)/(c × (t_sr -T_v))

Alle Buchstabenwerte im Ausdruck wurden oben definiert. Betrachten wir nun ein Beispiel für die Berechnung der Luftheizung für ein bestimmtes Haus.

Ein Beispiel für die Berechnung des Wärmeverlusts zu Hause

Das betreffende Haus befindet sich in der Stadt Kostroma, wo die Außentemperatur während der kältesten Fünf-Tage-Periode -31 Grad erreicht, die Bodentemperatur beträgt +5 °C. Die gewünschte Raumtemperatur beträgt +22 °C.

Wir betrachten ein Haus mit folgenden Abmessungen:

• Breite - 6,78 m;
• Länge - 8,04 m;
• Höhe - 2,8 m.

Die Werte werden zur Berechnung der Fläche der umschließenden Elemente verwendet.

Für Berechnungen ist es am bequemsten, einen Hausplan auf Papier zu zeichnen und darauf die Breite, Länge, Höhe des Gebäudes, die Lage der Fenster und Türen sowie deren Abmessungen anzugeben

Die Wände des Gebäudes bestehen aus:

• Porenbeton mit einer Dicke von B=0,21 m, Wärmeleitfähigkeitskoeffizient k=2,87;
• Schaumstoff B=0,05 m, k=1,678;
• Vormauerziegel B=0,09 m, k=2,26.

Bei der Bestimmung von k sollten Sie auf Angaben aus Tabellen oder besser noch auf Angaben aus einem technischen Datenblatt zurückgreifen, da die Zusammensetzung von Materialien verschiedener Hersteller unterschiedlich sein kann und daher unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.

Stahlbeton hat die höchste Wärmeleitfähigkeit, Mineralwollplatten die niedrigste und werden daher am effektivsten beim Bau warmer Häuser eingesetzt

Der Boden des Hauses besteht aus folgenden Schichten:

• Sand, B=0,10 m, k=0,58;
• Schotter, B=0,10 m, k=0,13;
• Beton, B=0,20 m, k=1,1;
• Ökowolle-Isolierung, B=0,20 m, k=0,043;
• Bewehrter Estrich, B=0,30 m k=0,93.

Im obigen Hausplan ist der Boden im gesamten Bereich gleich aufgebaut, ein Keller ist nicht vorhanden.

Die Decke besteht aus:

• Mineralwolle, B=0,10 m, k=0,05;
• Gipskarton, B=0,025 m, k=0,21;
• Kiefernholzplatten, B=0,05 m, k=0,35.

Die Decke hat keinen Zugang zum Dachboden.

Es gibt nur 8 Fenster im Haus, alle sind Zweikammerfenster mit K-Glas, Argon, D = 0,6. Sechs Fenster haben Abmessungen von 1,2x1,5 m, eines - 1,2x2 m, eines - 0,3x0,5 m. Die Türen haben Abmessungen von 1x2,2 m, der D-Wert laut Reisepass beträgt 0,36.

Berechnung der Wärmeverluste von Wänden

Wir berechnen die Wärmeverluste für jede Wand separat.

Suchen wir zunächst den Bereich der Nordwand:

S_schwer = 8.04 × 2.8 = 22.51

Es gibt keine Türen oder Fensteröffnungen an der Wand, daher verwenden wir diesen S-Wert in den Berechnungen.

Um die Wärmekosten von OK, orientiert an einer der Himmelsrichtungen, zu berechnen, müssen klärende Koeffizienten berücksichtigt werden

Basierend auf der Zusammensetzung der Wand ermitteln wir ihren Gesamtwärmewiderstand gleich:

D_s.sten = D_GB +D_pn +D_kr

Um D zu finden, verwenden wir die Formel:

D = B/k

Wenn wir dann die ursprünglichen Werte ersetzen, erhalten wir:

D_s.sten = 0.21/2.87 + 0.05/1.678 + 0.09/2.26 = 0.14

Für Berechnungen verwenden wir die Formel:

Q_st = S × (t_v -T_N) × D × l

Wenn wir davon ausgehen, dass der Koeffizient l für die Nordwand 1,1 beträgt, erhalten wir:

Q_sev.st = 22.51 × (22 + 31) × 0.14 × 1.1 = 184

In der Südwand gibt es ein Fenster mit der Fläche:

S_ok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Daher ist es bei Berechnungen notwendig, das S-Fenster vom S der Südwand abzuziehen, um möglichst genaue Ergebnisse zu erhalten.

S_yuj.s = 22.51 — 0.15 = 22.36

Der Parameter l für die Südrichtung ist gleich 1. Dann:

Q_sev.st = 22.36 × (22 + 31) × 0.14 × 1 = 166

Für die Ost- und Westwände beträgt der Klärungskoeffizient l=1,05, daher reicht es aus, die Fläche OK ohne Berücksichtigung von S-Fenstern und -Türen zu berechnen.

S_ok1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8

S_ok2 = 1.2 × 2 = 2.4

S_D = 1 × 2.2 = 2.2

S_zap+vost = 2 × 6.78 × 2.8 — 2.2 — 2.4 — 10.8 = 22.56

Dann:

Q_zap+vost = 22.56 × (22 + 31) × 0.14 × 1.05 = 176

Letztlich ist das Gesamt-Q der Wände gleich der Summe des Q aller Wände, also:

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

Insgesamt entweicht durch die Wände Wärme in Höhe von 526 W.

Wärmeverlust durch Fenster und Türen

Der Hausplan zeigt, dass die Türen und 7 Fenster nach Osten und Westen ausgerichtet sind, daher ist der Parameter l=1,05. Die Gesamtfläche von 7 Fenstern beträgt unter Berücksichtigung der obigen Berechnungen:

S_ok = 10.8 + 2.4 = 13.2

Für sie wird Q unter Berücksichtigung der Tatsache, dass D = 0,6 ist, wie folgt berechnet:

Q_ok4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

Berechnen wir Q des Südfensters (l=1).

Q_ok5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

Für Türen D=0,36 und S=2,2, l=1,05 gilt:

Q_dv = 2.2 × (22 + 31) × 0.36 × 1.05 = 43

Fassen wir die resultierenden Wärmeverluste zusammen und erhalten wir:

Q_ok+dv = 630 + 43 + 5 = 678

Als nächstes bestimmen wir Q für Decke und Boden.

Berechnung des Wärmeverlusts von Decke und Boden

Für Decke und Boden l=1. Berechnen wir ihre Fläche.

S_pol = S_Topf = 6.78 × 8.04 = 54.51

Unter Berücksichtigung der Bodenbeschaffenheit ermitteln wir den allgemeinen D.

D_pol = 0.10/0.58 + 0.10/0.13 + 0.2/1.1 + 0.2/0.043 + 0.3/0.93 =61

Dann sind die Wärmeverluste des Bodens unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Erdtemperatur +5 beträgt, gleich:

Q_pol = 54.51 × (21 — 5) × 6.1 × 1 = 5320

Berechnen wir das Gesamt-D der Decke:

D_Topf = 0.10/0.05 + 0.025/0.21 + 0.05/0.35 = 2.26

Dann ist Q der Decke gleich:

Q_Topf = 54.51 × (22 + 31) × 2.26 = 6530

Der gesamte Wärmeverlust durch das OK beträgt:

Q_ogr.k = 526 + 678 +6530 + 5320 = 13054

Insgesamt beträgt der Wärmeverlust des Hauses 13054 W oder knapp 13 kW.

Berechnung von Wärme- und Lüftungsverlusten

Der Raum wird mit einer spezifischen Luftwechselrate von 3 m belüftet³/h, der Eingang ist mit einem luftthermischen Vordach ausgestattet, daher reicht es für Berechnungen aus, die Formel zu verwenden:

Q_v = 0,28 × L_N × S_v × c × (t_v -T_N)

Berechnen wir die Luftdichte im Raum bei einer gegebenen Temperatur von +22 Grad:

P_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Parameter L_N gleich dem Produkt des spezifischen Verbrauchs pro Bodenfläche, das heißt:

L_N = 3 × 54.51 = 163.53

Die Wärmekapazität von Luft c beträgt 1,005 kJ/(kg× °C).

Unter Berücksichtigung aller Informationen finden wir Q-Beatmung:

Q_v = 0.28 × 163.53 × 1.2 × 1.005 × (22 + 31) = 3000

Der Gesamtwärmeverbrauch für die Lüftung beträgt 3000 W bzw. 3 kW.

Wärmegewinne im Haushalt

Das Haushaltseinkommen wird nach der Formel berechnet.

Q_T = 10 × S_pol

Das heißt, wenn wir die bekannten Werte ersetzen, erhalten wir:

Q_T = 54.51 × 10 = 545

Zusammenfassend können wir sehen, dass der Gesamtwärmeverlust Q des Hauses gleich ist:

Q = 13054 + 3000 – 545 = 15509

Nehmen wir als Betriebswert Q=16000 W bzw. 16 kW.

Berechnungsbeispiele für SVO

Lassen Sie die Zulufttemperatur (t_R) - 55 °C, gewünschte Raumtemperatur (t_v) - 22 °C, Wärmeverlust des Hauses (Q) - 16000 W.

Bestimmung der Luftmenge für RSVO

Bestimmung der Masse der zugeführten Luft bei der Temperatur t_R Die verwendete Formel lautet:

E_ot = Q/(c × (t_R -T_v)) 

Wenn wir die Parameterwerte in die Formel einsetzen, erhalten wir:

E_ot = 16000/(1.005 × (55 — 22)) = 483

Die volumetrische Menge der zugeführten Luft wird nach folgender Formel berechnet:

V_ot =E_ot /P_R,

Wo:

P_R = 353/(273 + t_R)

Berechnen wir zunächst die Dichte p:

P_R = 353/(273 + 55) = 1.07

Dann:

V_ot = 483/1.07 = 451.

Der Luftaustausch im Raum wird durch die Formel bestimmt:

Vp = E_ot /P_v

Bestimmen wir die Luftdichte im Raum:

P_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Wenn wir die Werte in die Formel einsetzen, erhalten wir:

V_P = 483/1.19 = 405

Somit beträgt der Luftaustausch im Raum 405 m³ pro Stunde und die zugeführte Luftmenge sollte 451 m3 betragen³ in einer Stunde.

Berechnung der Luftmenge für CHRSVO

Um die Luftmenge für die FER zu berechnen, verwenden wir die Informationen aus dem vorherigen Beispiel sowie t_R = 55 °С, t_v = 22 °C; Q=16000 W.Für die Belüftung erforderliche Luftmenge, E_entlüften=110 m³/H. Geschätzte Außentemperatur t_N=-31 °C.

Um NER zu berechnen, verwenden wir die Formel:

Q₃ = [E_ot ×(t_R -T_v) + E_entlüften × S_v × (T_R -T_v)] × c

Wenn wir die Werte ersetzen, erhalten wir:

Q₃ = [483 × (55 — 22) + 110 × 1.19 × (55 — 31)] × 1.005 = 27000

Das Volumen der Umluft beträgt 405-110=296 m³ pro Stunde. Der zusätzliche Wärmeverbrauch beträgt 27000-16000=11000 W.

Bestimmung der anfänglichen Lufttemperatur

Der Widerstand eines mechanischen Luftkanals beträgt D=0,27 und ergibt sich aus seinen technischen Eigenschaften. Die Länge des Luftkanals außerhalb des beheizten Raums beträgt l=15 m. Es wird ermittelt, dass Q=16 kW ist, die Innenlufttemperatur 22 Grad beträgt und die erforderliche Temperatur zum Heizen des Raums 55 Grad beträgt.

Definieren wir E_ot nach den oben genannten Formeln. Wir bekommen:

E_ot = 10 × 3.6 × 1000/ (1.005 × (55 — 22)) = 1085

Wärmestromwert q₁ wird sein:

Q₁ = (55 — 22)/0.27 = 122

Die Anfangstemperatur mit der Abweichung η = 0 beträgt:

T_nach = 22 + (16 × 1000 + 137 × 15) × (55 — 22)/ 1000 × 16 = 60

Lassen Sie uns die Durchschnittstemperatur klären:

T_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Dann:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Unter Berücksichtigung der erhaltenen Informationen stellen wir fest:

T_nach = 22 + (16 × 1000 + 1972) × (55 — 22)/(1000 × 16) = 59

Daraus folgt, dass bei der Luftbewegung 4 Grad Wärme verloren gehen. Um den Wärmeverlust zu reduzieren, ist es notwendig, die Rohre zu isolieren. Wir empfehlen Ihnen außerdem, unseren anderen Artikel zu lesen, in dem der Vereinbarungsprozess ausführlich beschrieben wird Luftheizungssysteme.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Informatives Video zur Energiekostenberechnung mit dem Ecxel-Programm:

Es ist notwendig, CBO-Berechnungen Profis anzuvertrauen, da nur Spezialisten über Erfahrung und entsprechende Kenntnisse verfügen und bei der Berechnung alle Nuancen berücksichtigen.

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