Hoe u het verwarmingssysteem van een privéwoning zelf kunt berekenen

Hydraulische berekening van watervoorziening

Natuurlijk kan het "beeld" van het berekenen van warmte voor verwarming niet compleet zijn zonder het berekenen van kenmerken als het volume en de snelheid van het koelmiddel. In de meeste gevallen is de koelvloeistof gewoon water in vloeibare of gasvormige aggregatietoestand.

Het wordt aanbevolen om het werkelijke volume van de koelvloeistof te berekenen door alle holtes in het verwarmingssysteem bij elkaar op te tellen. Bij gebruik van een enkelcircuitketel is dit de beste optie. Bij het gebruik van dubbelcircuitketels in het verwarmingssysteem, moet rekening worden gehouden met het verbruik van warm water voor hygiënische en andere huishoudelijke doeleinden

De berekening van het watervolume dat wordt verwarmd door een dubbelcircuitketel om bewoners van warm water te voorzien en de koelvloeistof te verwarmen, wordt gemaakt door het interne volume van het verwarmingscircuit en de werkelijke behoeften van gebruikers in verwarmd water bij elkaar op te tellen.

Het volume warm water in het verwarmingssysteem wordt berekend met de formule:

W=k*P, waar

• W is het volume van de warmtedrager;
• P is het vermogen van de verwarmingsketel;
• k is de arbeidsfactor (het aantal liters per stroomeenheid is 13,5, het bereik is 10-15 liter).

Als resultaat ziet de uiteindelijke formule er als volgt uit:

W=13.5*P

De koelmiddelsnelheid is de laatste dynamische beoordeling van het verwarmingssysteem, die de snelheid van vloeistofcirculatie in het systeem kenmerkt.

Deze waarde helpt om het type en de diameter van de pijpleiding te evalueren:

V=(0,86*P*μ)/∆T, waarbij

• P - ketelvermogen;
• μ – ketelrendement;
• ∆T is het temperatuurverschil tussen aanvoer- en retourwater.

Met behulp van de bovenstaande hydraulische berekeningsmethoden zal het mogelijk zijn om echte parameters te verkrijgen die de "basis" vormen van het toekomstige verwarmingssysteem.

Bepaling ketelvermogen

Om het temperatuurverschil tussen de omgeving en de temperatuur in huis te behouden, is een autonoom verwarmingssysteem nodig dat in elke kamer van een privéwoning de gewenste temperatuur handhaaft.

De basis van het verwarmingssysteem zijn verschillende soorten ketels: vloeibare of vaste brandstof, elektrisch of gas.

De ketel is het centrale knooppunt van het verwarmingssysteem dat warmte genereert. Het belangrijkste kenmerk van de ketel is zijn vermogen, namelijk de omzettingssnelheid van de hoeveelheid warmte per tijdseenheid.

Nadat we de warmtebelasting voor verwarming hebben berekend, verkrijgen we het vereiste nominale vermogen van de ketel.

Voor een gewoon appartement met meerdere kamers wordt het ketelvermogen berekend via het gebied en het specifieke vermogen:

R_boiler=(S_terrein*R_specifiek)/10, waar

• S_terrein- de totale oppervlakte van de verwarmde ruimte;
• R_specifiek– specifiek vermogen ten opzichte van klimatologische omstandigheden.

Maar deze formule houdt geen rekening met warmteverliezen, die voldoende zijn in een privéwoning.

Er is nog een andere verhouding die rekening houdt met deze parameter:

R_boiler=(Q_verliezen*S)/100, waar

• R_boiler– ketelvermogen;
• Q_verliezen- warmteverlies;
• S - verwarmde ruimte.

Het nominale vermogen van de ketel moet worden verhoogd. De reserve is nodig als het de bedoeling is om de ketel te gebruiken voor het verwarmen van water voor de badkamer en keuken.

In de meeste verwarmingssystemen van particuliere huizen wordt het aanbevolen om een ​​expansievat te gebruiken, waarin de toevoer van koelvloeistof wordt opgeslagen. Elk privéhuis heeft warmwatervoorziening nodig

Om te voorzien in een vermogensreserve van de ketel, moet bij de laatste formule de veiligheidsfactor K worden opgeteld:

R_boiler=(Q_verliezen*S*K)/100, waar

K - is gelijk aan 1,25, dat wil zeggen dat het ontwerpvermogen van de ketel met 25% wordt verhoogd.

Het vermogen van de ketel maakt het dus mogelijk om de standaard luchttemperatuur in de kamers van het gebouw te handhaven, evenals om een ​​initiële en extra hoeveelheid warm water in het huis te hebben.

Berekening van het thermisch vermogen van het verwarmingssysteem

Het thermisch vermogen van het verwarmingssysteem is de hoeveelheid warmte die in het huis moet worden gegenereerd voor een comfortabel leven tijdens het koude seizoen.

Thermische berekening van het huis

Er is een relatie tussen het totale verwarmingsoppervlak en het ketelvermogen. Tegelijkertijd moet het vermogen van de ketel groter of gelijk zijn aan het vermogen van alle verwarmingstoestellen (radiatoren).De standaard berekening van de warmtetechniek voor woningen is als volgt: 100 W vermogen per 1 m² verwarmde oppervlakte plus 15 - 20% van de reserve.

De berekening van het aantal en het vermogen van verwarmingsapparaten (radiatoren) moet voor elke kamer afzonderlijk worden uitgevoerd. Elke radiator heeft een bepaalde warmteafgifte. Bij sectieradiatoren is het totale vermogen de som van het vermogen van alle gebruikte secties.

In eenvoudige verwarmingssystemen zijn de bovenstaande methoden voor het berekenen van het vermogen voldoende. De uitzondering zijn gebouwen met een niet-standaard architectuur met grote glasoppervlakken, hoge plafonds en andere bronnen van extra warmteverlies. In dit geval is een meer gedetailleerde analyse en berekening met vermenigvuldigingsfactoren vereist.

Thermotechnische berekening rekening houdend met de warmteverliezen van het huis

De berekening van warmteverliezen in huis moet voor elke kamer afzonderlijk worden uitgevoerd, rekening houdend met ramen, deuren en buitenmuren.

Meer in detail worden de volgende gegevens gebruikt voor warmteverliesgegevens:

• Dikte en materiaal van muren, coatings.
• Dakconstructie en materiaal.
• Soort fundering en materiaal.
• Soort beglazing.
• Soort dekvloer.

Om het minimaal benodigde vermogen van het verwarmingssysteem te bepalen, rekening houdend met warmteverliezen, kunt u de volgende formule gebruiken:

Qt (kWh) = V × ΔT × K ⁄ 860, waarbij:

Qt is de warmtebelasting van de kamer.

V is het volume van de verwarmde ruimte (breedte × lengte × hoogte), m³.

ΔT is het verschil tussen de buitenluchttemperatuur en de gewenste binnentemperatuur, °C.

K is de warmteverliescoëfficiënt van het gebouw.

860 - conversie van de coëfficiënt naar kWh.

De warmteverliescoëfficiënt van het gebouw K hangt af van het type constructie en de isolatie van de ruimte:

K	Constructietype:
3 — 4	Een huis zonder thermische isolatie is een vereenvoudigde structuur of een structuur gemaakt van gegolfde metaalplaat.
2 — 2,9	Huis met lage thermische isolatie - vereenvoudigde bouwstructuur, enkel metselwerk, vereenvoudigde raam- en dakconstructie.
1 — 1,9	Gemiddelde isolatie - Standaard constructie, dubbel metselwerk, weinig ramen, standaard dak.
0,6 — 0,9	Hoge thermische isolatie - verbeterde constructie, thermisch geïsoleerde bakstenen muren, weinig ramen, geïsoleerde vloer, hoogwaardige thermisch geïsoleerde dakpan.

Het verschil tussen de buitenluchttemperatuur en de gewenste binnentemperatuur ΔT wordt bepaald op basis van de specifieke weersomstandigheden en het gewenste wooncomfort. Als de buitentemperatuur bijvoorbeeld -20 °C is en er is +20 °C binnen gepland, dan is ΔT = 40 °C.

Berekening van warmteverlies thuis

Deze gegevens zijn nodig om het benodigde vermogen van het verwarmingssysteem, d.w.z. de ketel, en de warmteafgifte van elke radiator afzonderlijk te bepalen. Hiervoor kunt u onze online warmteverliescalculator gebruiken. Ze moeten worden berekend voor elke kamer in het huis met een buitenmuur.

Inspectie. Het berekende warmteverlies van elke kamer wordt gedeeld door zijn kwadratuur en we krijgen het specifieke warmteverlies in W/m². Ze variëren meestal van 50 tot 150 W/sq. m. Als uw cijfers heel anders zijn dan de opgegeven cijfers, is er misschien een fout gemaakt. De warmteverliezen van de kamers van de bovenverdieping zijn het grootst, gevolgd door de warmteverliezen van de eerste verdieping en het minst in de kamers van de middelste verdiepingen.

Overzicht programma's voor hydraulische berekeningen

In wezen wordt elke hydraulische berekening van waterverwarmingssystemen als een moeilijke technische taak beschouwd. Om dit op te lossen zijn er een aantal softwarepakketten ontwikkeld die de implementatie van een dergelijke procedure vergemakkelijken.

U kunt proberen een hydraulische berekening van het verwarmingssysteem uit te voeren in de Excel-shell met behulp van kant-en-klare formules. De volgende problemen kunnen echter optreden:

• Grote fout. In veel gevallen worden één- of tweepijpsschema's als voorbeeld genomen voor een hydraulische berekening voor verwarmingssystemen. Het vinden van dezelfde berekeningen voor de verzamelaar is problematisch;
• Om correct rekening te houden met de weerstand in termen van de hydraulica van de pijpleiding, zijn referentiegegevens nodig, die niet beschikbaar zijn in het formulier. Ze moeten bovendien worden doorzocht en ingevoerd.

Oventrop CO

Het meest eenvoudige en overzichtelijke programma voor de hydraulische berekening van het warmtenet. Een intuïtieve interface en flexibele instellingen kunnen u helpen snel om te gaan met de onzichtbare momenten van gegevensinvoer. Bij de eerste inrichting van het complex kunnen zich kleine problemen voordoen. U moet alle parameters van het systeem invoeren, beginnend bij het buismateriaal zelf en eindigend met de plaatsing van de verwarmingselementen.

Het onderscheidt zich door de flexibiliteit van instellingen, de mogelijkheid om de eenvoudigste hydraulische berekening van de warmtetoevoer te maken, zowel voor een nieuw verwarmingsnetwerk als voor het upgraden van een oud. Het onderscheidt zich van vervangers met een goede grafische interface.

Instal-Therm HCR

Het softwarepakket is berekend op professionele weerstand op het gebied van verwarmingssysteemhydraulica. De gratis versie heeft veel contra-indicaties. Het toepassingsgebied is het ontwerp van de warmtevoorziening in grote openbare en industriële gebouwen.

In praktische omstandigheden wordt voor autonome warmtevoorziening van particuliere appartementen en huizen niet altijd hydraulische berekening uitgevoerd. Dit kan echter leiden tot een verslechtering van de werking van het verwarmingssysteem en een snelle storing van de componenten ervan - kachels, leidingen en een ketel. Om dit te voorkomen, is het noodzakelijk om de systeemparameters op tijd te berekenen en te vergelijken met de werkelijke parameters voor de daaropvolgende optimalisatie van de warmtevoorziening.

HERZ C.O.

Het wordt gekenmerkt door flexibiliteit van instellingen, de mogelijkheid om een ​​vereenvoudigde hydraulische berekening van verwarming te maken, zowel voor een nieuw warmtetoevoersysteem als voor het upgraden van een oud systeem. Verschilt van analogen in een handige grafische interface.

Kenmerken van de selectie van een circulatiepomp

De pomp wordt geselecteerd op basis van twee criteria:

1. De hoeveelheid verpompte vloeistof, uitgedrukt in kubieke meter per uur (m³/h).
2. Hoofd uitgedrukt in meter (m).

Met druk is alles min of meer duidelijk - dit is de hoogte tot waar de vloeistof moet worden verhoogd en wordt gemeten van het laagste naar het hoogste punt of naar de volgende pomp, als het project meer dan één pomp biedt.

Volume expansievat

Iedereen weet dat een vloeistof de neiging heeft om in volume toe te nemen bij verhitting. Zodat het verwarmingssysteem er niet als een bom uitziet en niet in alle naden stroomt, is er een expansievat waarin het verplaatste water uit het systeem wordt opgevangen.

Welk volume moet worden gekocht of een tank worden gemaakt?

Het is eenvoudig, de fysieke kenmerken van water kennen.

Het berekende volume koelvloeistof in het systeem wordt vermenigvuldigd met 0,08. Voor een koelvloeistof van 100 liter heeft het expansievat bijvoorbeeld een inhoud van 8 liter.

Laten we het hebben over de hoeveelheid verpompte vloeistof in meer detail.

Het waterverbruik in het verwarmingssysteem wordt berekend volgens de formule:

G = Q / (c * (t2 - t1)), waarbij:

• G - waterverbruik in het verwarmingssysteem, kg / s;
• Q is de hoeveelheid warmte die het warmteverlies compenseert, W;
• c - specifieke warmtecapaciteit van water, deze waarde is bekend en gelijk aan 4200 J / kg * ᵒС (merk op dat andere warmtedragers slechter presteren in vergelijking met water);
• t2 is de temperatuur van het koelmiddel dat het systeem binnenkomt, ᵒС;
• t1 is de temperatuur van het koelmiddel aan de uitlaat van het systeem, ᵒС;

Aanbeveling! Voor een comfortabel verblijf moet de temperatuurdelta van de warmtedrager bij de inlaat 7-15 graden zijn. De vloertemperatuur in het "warme vloer" systeem mag niet meer dan 29 . zijn C. Je zult dus zelf moeten uitzoeken welk type verwarming er in huis komt: komen er batterijen, een “warme vloer” of een combinatie van meerdere typen.

Het resultaat van deze formule geeft het koelmiddeldebiet per seconde tijd om warmteverliezen aan te vullen, waarna deze indicator wordt omgezet in uren.

Het advies! Hoogstwaarschijnlijk zal de temperatuur tijdens bedrijf variëren afhankelijk van de omstandigheden en het seizoen, dus het is beter om onmiddellijk 30% van de reserve aan deze indicator toe te voegen.

Overweeg de indicator van de geschatte hoeveelheid warmte die nodig is om warmteverliezen te compenseren.

Dit is misschien wel het meest complexe en belangrijke criterium dat technische kennis vereist, die op een verantwoorde manier moet worden benaderd.

Als dit een privéwoning is, kan de indicator variëren van 10-15 W / m² (dergelijke indicatoren zijn typisch voor "passiefhuizen") tot 200 W / m² of meer (als het een dunne muur is met geen of onvoldoende isolatie) .

In de praktijk nemen bouw- en handelsorganisaties als basis de warmteverliesindicator - 100 W / m².

Aanbeveling: Bereken deze indicator voor een bepaald huis waarin een verwarmingssysteem wordt geïnstalleerd of verbouwd. Hiervoor worden warmteverliescalculators gebruikt, terwijl verliezen voor muren, daken, ramen en vloeren afzonderlijk worden berekend. Deze gegevens maken het mogelijk om te achterhalen hoeveel warmte de woning fysiek afgeeft aan de omgeving in een bepaalde regio met zijn eigen klimaatregimes.

We vermenigvuldigen het berekende verliescijfer met de oppervlakte van het huis en vervangen dit vervolgens door de formule voor waterverbruik.

Nu moet u een vraag behandelen als waterverbruik in het verwarmingssysteem van een flatgebouw.

Berekening van warmteverlies en boiler voor thuisverwarming online

Met behulp van onze calculator voor het berekenen van verwarming voor een privéwoning, kunt u eenvoudig het benodigde ketelvermogen vinden om uw gezellige "nest" te verwarmen.

Zoals u zich herinnert, moet u, om het warmteverliespercentage te berekenen, verschillende waarden kennen van de hoofdcomponenten van het huis, die samen meer dan 90% van de totale verliezen uitmaken. Voor uw gemak hebben we alleen die velden aan de rekenmachine toegevoegd die u zonder speciale kennis kunt invullen:

• beglazing;
• thermische isolatie;
• de verhouding van het gebied van ramen en vloer;
• buitentemperatuur;
• het aantal naar buiten gerichte muren;
• welke kamer boven de berekende is;
• kamer hoogte;
• kamer gebied.

Nadat u de waarde van het warmteverlies van de woning heeft gekregen, wordt een correctiefactor van 1,2 genomen om het benodigde ketelvermogen te berekenen.

Hoe te werken op de rekenmachine

Bedenk dat hoe dikker de beglazing en hoe beter de thermische isolatie, hoe minder verwarmingsvermogen nodig is.

Om resultaten te krijgen, moet u de volgende vragen beantwoorden:

1. Kies een van de voorgestelde soorten beglazing (drievoudige of dubbele beglazing, conventionele dubbele beglazing).
2. Hoe zijn uw muren geïsoleerd? Stevige dikke isolatie van een paar lagen minerale wol, piepschuim, EPPS voor het noorden en Siberië. Misschien woon je in Centraal-Rusland en is één laag isolatie voldoende voor jou. Of ben jij een van degenen die een huis bouwt in de zuidelijke regio's en een dubbele holle baksteen is geschikt voor hem.
3. Wat is uw verhouding tussen raam en vloeroppervlak, in %. Als u deze waarde niet kent, wordt deze heel eenvoudig berekend: deel het vloeroppervlak door het raamoppervlak en vermenigvuldig dit met 100%.
4. Vul de minimum wintertemperatuur in voor een aantal seizoenen en rond af naar boven. Gebruik in de winter niet de gemiddelde temperatuur, anders riskeer je een kleinere boiler en wordt het huis niet voldoende verwarmd.
5. Rekenen we voor het hele huis of slechts voor één muur?
6. Wat is er boven onze kamer. Als u een huis met één verdieping heeft, selecteert u het type zolder (koud of warm), als de tweede verdieping een verwarmde kamer is.
7. De hoogte van de plafonds en de oppervlakte van de kamer zijn nodig om het volume van het appartement te berekenen, wat op zijn beurt de basis vormt voor alle berekeningen.

Rekenvoorbeeld:

• huis met één verdieping in de regio Kaliningrad;
• wandlengte 15 en 10 m, geïsoleerd met één laag minerale wol;
• plafondhoogte 3 m;
• 6 ramen van 5 m2 uit een raam met dubbele beglazing;
• de minimumtemperatuur van de laatste 10 jaar is 26 graden;
• we rekenen voor alle 4 muren;
• van boven een warme verwarmde zolder;

De oppervlakte van ons huis is 150 m2 en de oppervlakte van de ramen is 30 m2. 30/150*100=20% verhouding tussen raam en vloer.

We weten al het andere, we selecteren de juiste velden in de rekenmachine en we krijgen dat ons huis 26,79 kW aan warmte verliest.

26,79 * 1,2 \u003d 32,15 kW - de vereiste verwarmingscapaciteit van de ketel.

Classificatie van verwarmingssystemen van een privéwoning

Allereerst verschillen verwarmingssystemen in het type koelvloeistof en zijn:

• water, de meest voorkomende en praktische;
• lucht, waarvan een variant een open haardsysteem is (d.w.z. een klassieke open haard);
• elektrisch, het handigst in gebruik.

Waterverwarmingssystemen in een woonhuis worden op hun beurt geclassificeerd volgens het type bedrading en zijn enkelpijps, collectoren en tweepijps. Daarnaast is er voor hen ook een classificatie volgens de energiedrager die nodig is voor de werking van het verwarmingstoestel (gas, vaste of vloeibare brandstof, elektriciteit), en volgens het aantal circuits (1 of 2). Deze systemen zijn ook onderverdeeld naar leidingmateriaal (koper, staal, polymeren).

Selectie verwarmingselement

Ketels zijn voorwaardelijk verdeeld in verschillende groepen, afhankelijk van het type brandstof dat wordt gebruikt:

• elektrisch;
• vloeibare brandstof;
• gas;
• vaste brandstof;
• gecombineerd.

Van alle voorgestelde modellen zijn de meest populaire apparaten die op gas werken. Het is dit type brandstof dat relatief winstgevend en betaalbaar is. Bovendien vereist dit soort apparatuur geen speciale kennis en vaardigheden voor het onderhoud ervan, en de efficiëntie van dergelijke eenheden is vrij hoog, waar andere eenheden met dezelfde functionaliteit niet op kunnen bogen. Maar tegelijkertijd zijn gasboilers alleen geschikt als uw huis is aangesloten op een centrale gasleiding.

Bepaling ketelvermogen

Voordat de verwarming wordt berekend, moet de capaciteit van de verwarming worden bepaald, omdat de efficiëntie van de thermische installatie van deze indicator afhangt. Een heavy-duty unit zal dus veel brandstofbronnen verbruiken, terwijl een low-power unit niet in staat zal zijn om volledig hoogwaardige ruimteverwarming te leveren. Om deze reden is de berekening van het verwarmingssysteem een ​​belangrijk en verantwoord proces.

U kunt niet ingaan op complexe formules voor het berekenen van de prestaties van de ketel, maar gebruik gewoon de onderstaande tabel. Het geeft het gebied van de verwarmde structuur en de kracht van de verwarming aan, die de omstandigheden op volledige temperatuur kan creëren om erin te leven.

De totale oppervlakte van woningen die verwarming nodig hebben, m2	Vereiste prestatie van het verwarmingselement, kW
60-200	Niet hoger dan 25
200-300	25-35
300-600	35-60
600-1200	60-100

Eventueel

Zoals je ziet, komt de berekening van het verwarmingsvermogen neer op het berekenen van de totale waarde van de vier bovenstaande elementen.

Niet iedereen kan de benodigde capaciteit van de werkvloeistof in het systeem met wiskundige nauwkeurigheid bepalen. Daarom, omdat ze de berekening niet willen uitvoeren, handelen sommige gebruikers als volgt. Om te beginnen wordt het systeem voor ongeveer 90% gevuld, waarna de prestaties worden gecontroleerd. Ontlucht vervolgens de opgehoopte lucht en ga verder met vullen.

Tijdens de werking van het verwarmingssysteem treedt als gevolg van convectieprocessen een natuurlijke daling van het niveau van de koelvloeistof op. In dit geval is er een verlies van vermogen en productiviteit van de ketel. Dit impliceert de noodzaak van een reservetank met een werkvloeistof, van waaruit het verlies van koelvloeistof kan worden gecontroleerd en, indien nodig, kan worden bijgevuld.