Berechnung des heizsystems eines privathauses: formeln,

Welche Parameter müssen bei der Planung einer autonomen Heizungsanlage berechnet werden? Wie ist die Berechnung der Heizungsanlage eines Privathauses in jedem Fall? In dem Artikel stellen wir dem Leser alle notwendigen Formeln und Referenzdaten zur Verfügung und ergänzen die Berechnungen mit Beispielen.

Was wir denken

Wie sind die Berechnungsschritte der Heizungsanlage für ein Privathaus?

Was genau müssen wir zählen?

• Der Gesamtbedarf an Wärme und die entsprechende Leistung des Heizkessels.
• Wärmebedarf eines separaten Raumes und dementsprechend die Leistung der Heizung darin.

Hinweis: Wir müssen die Methoden zur Bestimmung der Heizleistung für verschiedene Heizgeräte ansprechen.

• Kapazität des Expansionstanks.
• Parameter der Zirkulationspumpe.

In dieser Reihenfolge und weiter.

Wärmeleistung

Es gibt zwei Möglichkeiten, den Heizwärmebedarf grob einzuschätzen:

1. Nach Bereich
2. Nach Volumen

Flächenberechnung

Diese Technik ist extrem einfach und basiert auf SNiP vor einem halben Jahrhundert: Pro 10 Quadratmeter wird ein Kilowatt Wärmeleistung verbraucht. So kann ein Haus mit einer Gesamtfläche von 100 m2 mit einem 10-Kilowatt-Kessel beheizt werden.

Das Schema ist gut, weil es nicht erforderlich ist, in die Wildnis zu klettern und den Wärmewiderstand der Mauern zu berechnen. Aber wie bei jedem vereinfachten Berechnungsschema ergibt sich ein sehr ungefähres Ergebnis.

Dafür gibt es mehrere Gründe:

• Der Heizkessel erwärmt die gesamte Luftmenge im Raum, die nicht nur von der Fläche des Hauses, sondern auch von der Höhe der Decken abhängt. Und dieser Parameter im privaten Wohnungsbau kann in den weitesten Grenzen variieren.
• Fenster und Türen verlieren pro Flächeneinheit viel mehr Wärme als Wände. Nur weil es für Infrarotstrahlung viel transparenter ist.
• Die Klimazone beeinflusst auch stark den Wärmeverlust durch die Gebäudehülle. Eine Erhöhung des Temperaturdeltas zwischen Raum und Straße verdoppelt sich doppelt so stark wie die Heizkosten.

Volumenberechnung mit regionalen Koeffizienten

Aus diesen Gründen ist es besser, ein etwas komplizierteres Berechnungsschema zu verwenden, das ein viel genaueres Ergebnis liefert.

1. Als Basiswert werden 60 Watt Wärme pro Kubikmeter des Volumens des beheizten Raumes verwendet.
2. Jedes Fenster in der Außenwand erhöht die berechnete Heizleistung um 100 Watt und jede Tür um 200.
3. Das Ergebnis wird mit dem regionalen Koeffizienten multipliziert:

Nehmen wir als Beispiel das gleiche Haus mit einer Fläche von 100 Quadratmetern.

Dieses Mal werden wir jedoch einige zusätzliche Bedingungen angeben:

• Die Deckenhöhe beträgt 3,5 Meter.
• Das Haus verfügt über 10 Fenster und 2 Türen in den Außenwänden.
• Es liegt in der Stadt Werchojansk (die Durchschnittstemperatur im Januar beträgt 45,4 ° C, das absolute Minimum beträgt 67,6 ° C).

Berechnen wir also die Heizung eines Privathauses für diese Bedingungen.

1. Das Innenvolumen des beheizten Raumes beträgt 100 * 3,5 = 350 m3.
2. Der Grundwert der Wärmeleistung beträgt 350 * 60 = 21000 Watt.
3. Fenster und Türen verschlimmern die Situation: 21000+ (100 * 10) + (200 * 2) = 22400 Watt.
4. Schließlich wird das erfrischende Klima von Werchojansk uns zwingen, die ohnehin große Wärmekapazität der Heizung um zwei weitere Male zu erhöhen: 22400 * 2 = 44800 Watt.

Es ist leicht einzusehen, dass der Unterschied zum Ergebnis der ersten Methode mehr als viermal beträgt.

Heizgeräte

Wie berechnet man die Heizung in einem Privathaus für einzelne Räume und wählt die für diese Leistung geeigneten Heizgeräte?

Die Methode zur Berechnung des Wärmebedarfs für einen einzelnen Raum ist völlig identisch mit der obigen.

Für ein Zimmer von 12 m2 mit zwei Fenstern in dem von uns beschriebenen Haus sieht die Berechnung beispielsweise so aus:

1. Das Volumen des Raumes beträgt 12 * 3,5 = 42 m3.
2. Die Basiswärmeleistung beträgt 42 * 60 = 2520 Watt.
3. Zwei Fenster fügen 200 weitere hinzu: 2520 + 200 = 2720.
4. Ein regionaler Koeffizient verdoppelt den Wärmebedarf. 2720 ​​* 2 = 5440 Watt.

Wie lässt sich der resultierende Wert in der Anzahl der Kühlerabschnitte neu berechnen? Wie wählt man Anzahl und Art der Heizungskonvektoren?

• Hersteller geben immer die Heizleistung für Konvektoren, Plattenheizkörper usw. an. in der Begleitdokumentation.

• Bei Sektionsheizkörpern finden Sie die erforderlichen Informationen in der Regel auf den Websites von Händlern und Herstellern. An derselben Stelle ist es oft möglich, den Rechner für die Neuberechnung von Kilowatt im Schnitt zu finden.
• Wenn Sie Sektionsstrahler unbekannter Herkunft mit einer Standardgröße von 500 Millimetern entlang der Nippelachsen verwenden, können Sie sich auf die folgenden Durchschnittswerte konzentrieren:

Bei einem autonomen Heizungssystem mit seinen gemäßigten und vorhersagbaren Parametern wird das Kühlmittel meistens aus Aluminiumkühlern verwendet. Ihr angemessener Preis ist sehr angenehm mit einem anständigen Aussehen und einer hohen Wärmeableitung verbunden.

In unserem Fall benötigen Aluminiumprofile mit einer Leistung von 200 Watt 5440/200 = 27 (gerundet).

Wie immer gibt es ein paar Feinheiten.

• Bei einem seitlich montierten Kühler mit mehreren Abschnitten ist die Temperatur der letzteren Abschnitte viel niedriger als die der ersten. Dementsprechend sinkt der Wärmestrom vom Heizer. Eine einfache Anleitung hilft bei der Lösung des Problems: Schließen Sie die Heizkörper gemäß dem Schema von unten nach unten an.
• Die Hersteller geben die Heizleistung für ein Temperaturdelta zwischen dem Kühlmittel und einem Raum von 70 Grad (zum Beispiel 90/20 ° C) an. Wenn es abnimmt, fällt der Wärmefluss.

Sonderfall

In Privathaushalten werden häufig selbst hergestellte Stahlregister als Heizgeräte eingesetzt.

Bitte beachten Sie: Sie ziehen nicht nur niedrige Kosten an, sondern auch eine außergewöhnliche Zugfestigkeit, die sehr nützlich ist, wenn Sie das Haus an die Heizungsanlage anschließen. In einem autonomen Heizungssystem wird ihre Attraktivität durch das unauffällige Aussehen und die geringe Wärmeabgabe pro Volumeneinheit des Heizgeräts aufgehoben.

Allerdings: Wie lässt sich die Wärmekapazität eines Registers mit bekannter Größe schätzen?

Für ein einzelnes horizontales rundes Rohr wird es nach der Formel Q = Pi * Dn * L * k * Dt berechnet, in der:

• Q - Wärmestrom;
• Pi ist die Zahl Pi, die als 3,1415 angenommen wird;
• DN - der Außendurchmesser des Rohrs in Metern;
• L ist seine Länge (auch in Metern);
• k ist der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient, der als 11,63 W / m2 * C angenommen wird;
• Dt - Delta-Temperatur, die Differenz zwischen dem Kühlmittel und der Raumluft.

In dem horizontalen Register für mehrere Sektionen wird die Wärmeübertragung aller Abschnitte mit Ausnahme der ersten mit 0,9 multipliziert, da sie Wärme an den nach oben gerichteten Luftstrom abgeben, der durch den ersten Abschnitt erhitzt wird.

Berechnen wir die Wärmeübertragung eines Registers mit vier Abschnitten mit einem Abschnittsdurchmesser von 159 mm und einer Länge von 2,5 Metern bei einer Kühlmitteltemperatur von 80 ° C und einer Lufttemperatur im Raum von 18 ° C.

1. Die Wärmeleistung des ersten Abschnitts beträgt 3,1415 * 0,159 * 2,5 * 11,63 * (80-18) = 900 Watt.
2. Die Wärmeleistung der drei anderen Abschnitte beträgt 900 * 0,9 = 810 Watt.
3. Die Gesamtheizleistung der Heizung beträgt 900+ (810 * 3) = 3330 Watt.

Ausdehnungsgefäß

In diesem Fall gibt es zwei Berechnungsmethoden - einfach und genau.

Einfache Schaltung

Die einfache Berechnung ist äußerst einfach: Das Volumen des Ausgleichsbehälters beträgt 1/10 des Kühlmittelvolumens im Kreislauf.

Woher erhält man den Wert des Kühlmittelvolumens?

Hier sind ein paar einfache Lösungen:

1. Füllen Sie die Kontur mit Wasser, entlüften Sie die Luft und lassen Sie dann das gesamte Wasser durch die Versiegelung in eine Messschale.
2. Darüber hinaus kann ungefähr das Volumen eines ausgewogenen Systems mit einer Rate von 15 Litern Kühlmittel pro Kilowatt Kesselleistung berechnet werden. Bei einem 45-kW-Kessel hat das System also etwa 45 * 15 = 675 Liter Wärmeträger.

In diesem Fall ist der Ausgleichsbehälter für das Heizungssystem mit 80 Litern (auf den Standardwert aufgerundet) ein vernünftiges Minimum.

Genaues Schema

Genauer gesagt, können Sie das Volumen des Ausdehnungsgefäßes mit der Formel V = (Vt x E) / D selbst berechnen, wobei

• V - der gewünschte Wert in Litern.
• Vt ist das Gesamtvolumen des Kühlmittels.
• E ist der Ausdehnungskoeffizient des Kühlmittels.
• D ist der Wirkungsgrad des Ausdehnungsgefäßes.

Natürlich müssen die letzten beiden Parameter kommentiert werden.

Der Ausdehnungskoeffizient von Wasser und schlechten Wasser-Glykol-Gemischen kann der folgenden Tabelle entnommen werden (wenn von der Anfangstemperatur von + 10 ° C erhitzt wird):

Der Tankwirkungsgrad kann mit der Formel D = (Pv - Ps) / (Pv + 1) berechnet werden.

• Pv ist der maximale Druck im Kreislauf (der Öffnungsdruck des Sicherheitsventils).

Hinweis: es wird normalerweise als 2,5 kgf / cm2 angenommen.

• Statischer Druck des Kreislaufs (es ist auch der Ladedruck des Tanks). Sie wird als 1/10 der Differenz in Metern zwischen dem Tankstand und dem oberen Punkt des Kreislaufs berechnet (ein Überdruck von 1 kgf / cm2 hebt die Wassersäule um 10 Meter an). In der Luftkammer des Tanks wird vor dem Befüllen des Systems ein Druck erzeugt, der Ps entspricht.

Als Beispiel berechnen wir die Tankanforderungen für die folgenden Bedingungen:

• Der Höhenunterschied zwischen dem Tank und dem oberen Punkt der Kontur beträgt 5 Meter.
• Die Leistung des Heizkessels im Haus beträgt 36 kW.
• Die maximale Wassererwärmung beträgt 80 Grad (von 10 bis 90 ° C).

Also:

1. Der Wirkungsgrad des Tanks beträgt (2,5 - 0,5) / (2,5 + 1) = 0,57.

1. Das Volumen des Wärmeträgers beträgt 15 Liter pro Kilowatt 15 * 36 = 540 Liter.
2. Der Ausdehnungskoeffizient von Wasser beträgt bei Erwärmung auf 80 Grad 3,58% oder 0,0358.
3. Somit ist das minimale Volumen des Tanks gleich (540 × 0,0358) / 0,57 = 34 Liter.

Umwälzpumpe

Wie wählt man die optimalen Parameter der Umwälzpumpe für die Heizungsanlage?

Zwei Parameter sind für uns wichtig: der von der Pumpe erzeugte Druck und ihre Leistung.

Mit Druck ist alles nicht einfach, aber sehr einfach: Die Kontur jeder angemessenen Länge für ein Privathaus erfordert einen Druck von nicht mehr als 2 Metern für Budgetgeräte.

Hilfe: Ein Fall von 2 Metern lässt die Heizung eines Gebäudes mit 40 Apartments zirkulieren.

Die einfachste Art, die Leistung zu wählen, besteht darin, die Kühlmittelmenge im System mit 3 zu multiplizieren: Der Kreislauf sollte sich dreimal innerhalb einer Stunde drehen. Bei einem System mit einem Volumen von 540 Litern reicht daher eine Pumpe mit einer Kapazität von 1,5 m3 / Stunde (gerundet) aus.

Eine genauere Berechnung wird mit der Formel G = Q / (1.163 * Dt) durchgeführt. Dabei gilt:

• G - Leistung in Kubikmeter pro Stunde.
• Q ist die Leistung des Kessels oder des Kreislaufabschnitts, in dem die Zirkulation sichergestellt werden muss, in Kilowatt.
• 1,163 ist ein Koeffizient, der sich auf die durchschnittliche Wärmekapazität von Wasser bezieht.
• Dt ist das Delta der Temperaturen zwischen Vorlauf und Rücklauf des Kreislaufs.

Hinweis: Für das autonome System sind die Standardparameter 70/50 C.

Bei einer berüchtigten Heizleistung des Kessels von 36 kW und einer Dreieckstemperatur von 20 ° C sollte die Pumpenleistung 36 / (1,163 * 20) = 1,55 m3 / h betragen.

Fazit

Wir hoffen, dass wir dem Leser alle notwendigen Materialien zur Verfügung gestellt haben. Weitere Informationen zur Berechnung der Heizung in einem Privathaus finden Sie im beiliegenden Video. Erfolge!