Определение теплопотерь здания. Подбор мощности отопительного оборудования

@Юрген72, согласен. Чем меньше дельта, тем больше вклад ВСЕХ теплопоступлений, а не только солнца.

 

@e_senin, @Константин Я., помогите прикинуть один момент с теплопотерями по моему дому. Вводная информация:

Окно 1,66*1,89 м. Его площадь 3,13 м2. Площадь стекла 1,78 м2, площадь профиля 1,35 м2. При таких соотношениях площади стекла и профиля, а также с учетом того, что основные потери тепла идет все-таки излучением через стекло, то соотношение потерь тепла можно взять 70% стеклопакет и 30% профиль. Если взять пятикамерный профиль 70 мм. и стеклопакет 44 мм. с И-стеклом и аргоном, то R такого окна будет в районе 0,8 м2°C/Вт. Дельта между +22С и -3,4С.

Получается, Q = (25,4°C / 0,8 м2°C/Вт) * 3,13 м2 = 0,099 кВт при средней t отопительного периода -3,4°C. Если на профиль приходится 30% всех теплопотерь окна, то это 0,099 кВт.*30% = 0,0297 кВт. или теплопотери за отопительный сезон через профиля с одного окна будут 152 кВт*ч (214 дней * 24 ч. * 0,0297 кВт.). Теплопотери за отопительный сезон через профиль всех окон будут 979 кВт*ч.

Дима проводил эксперимент по запениванию центральной камеры своего 3х камерного профиля Rehau Basic полиуретановой пеной. http://sdinfo.ru/утепляем-пвх-профиль-окна-пенополиур/ Результат был такой:
Минимальная температура ПВХ профиля внизу, до утепления +5,2С при -8С на улице и +21С в помещении, а после утепления +8С в при -14С на улице и +21С в помещении. Т. е. +5,2С при дельте 29С, а после запенивания +8С при дельте 35С. Из этих цифр видно, что запенивание центральной камеры снизило теплопотери через профиль и увеличило температуру на внутренней стороне профиля значительно по сравнению с первоначальной.

Вопрос такой: как прикинуть (хотя бы грубо) сколько кВт*ч энергии за отопительный сезон сможет съэкономить запенивание центральной камеры ПЕРИМЕТРА пятикамерного профиля 70 мм., если без запенивания через ВЕСЬ профиль уходит 979 кВт*ч?
Честно говоря пока не соображу, как лучше посчитать, хотя бы приблизительно. Картинку окна прилагаю, у меня таких 6 окон и плюс в котельной небольшое окно.

P. S. Не думаю, что я так буду делать, но у меня зашел на эту тему разговор с одним форумчанином и я на примере своего дома хочу ему показать цифры, а он уж пусть дальше сам решает, надо оно ему или нет.

 

@e_senin, попробовал прикинуть теплопотери отдельно по профилю.
Окно 1,66*1,89 м. Его площадь 3,13 м2. Площадь стекла 1,78 м2, площадь профиля 1,35 м2.
Q стеклопакет 44 мм. с И-стеклом и аргоном = (25,4°C / 0,8 м2°C/Вт) * 1,78 м2 = 0,056 кВт при средней t отопительного периода -3,4°C.
Q профиль 70 мм. пятикамерный = (25,4°C / 0,8 м2°C/Вт) * 1,35 м2 = 0,043 кВт (с одного окна) или 0,274 кВт (со всех окон) при средней t отопительного периода -3,4°C.
Теплопотери за отопительный сезон через профиль со всех окон будут 1407 кВт*ч (214 дней * 24 ч. * 0,274 кВт.).

При таком раскладе цифры теплопотерь через профиль выросли по сравнению с предыдущим расчетом.

Так в этом и проблема. Если взять повышение температуры профиля после запенивания в процентах от начального, и посчитать, что настолько же процентов выросло повышение термосопротивление профиля, то получится рост 74% при одинаковой дельте. Именно эта цифра меня и смутила и я не знаю, какую цифру взять, а точнее как обосновать ту цифру, которую надо взять. Не может запенивание центральной камеры профиля привести к улучшению термосопротивления на 74% и здесь должна быть другая цифра, а вот какая, посчитать ее я как раз и прошу помочь.

Считаете, что в других частях профиля температура изменится по другому? Если да, то почему? Нас ведь не абсолютные цифры интересуют, а именно соотношение изменения термосопротивления внизу и вверху профиля до запенивания и после.

 

@e_senin, вот эти цифры были основой для расчета:
минимальная температура ПВХ профиля внизу, до утепления +5,2С при -8С на улице и +21С в помещении, а после утепления +8С в при -14С на улице и +21С в помещении. Т. е. +5,2С при дельте 29С, а после запенивания +8С при дельте 35С.

Если взять температуру после запенивания +8С при дельте 29С (а не 35С), то получится что температура улучшилась с +5,2С до +8С, т. е. на 54%, а еще плюс разница в дельте, поэтому и получилось 74%, а уж правильная эта цифра или нет, это другой вопрос.

Дима измерял температуру коробки окна, а с боков от коробки окна везде пена, хоть снизу, хоть сверху, так что я считаю условия плюс/минус везде одинаковые. Сейчас у себя измерил пирометром коробку окна в зале и на кухне со всех сторон и у меня получилась интересная вещь:
- есть створка на каждом окне, которая открывается регулярно для провтеривания, а есть створки, которые открываются только окно помыть.
- разница в температурах между сторонами створки, которая открывается 1-2С между сторонами.
- разница в температурах между сторонами створок, которые не открывается тоже примерно 1-2С между сторонами.
- а вот разница между температурой постоянно открывающейся створки и остальными стабильно 4-5С. Видимо резинка от постоянного открывания истирается постепенно (окну 12 лет) и начинает пропускать воздух и поэтому вокруг постоянно открывающейся створки температура ниже, чем вокруг редко открывающихся.

Этот эксперимент Дима проводил давно и сейчас уже узнать по другим сторонам окна не получится, но я считаю, что зависимость должна быть прямой: запенивание центральной камеры одного и того же профиля должно увеличить его теплосопротивление на определенную величину и не важно про какую сторону окна идет речь: про нижнюю, боковую или верхнюю. Даже если между ними есть разница, по температуре поверхности, то запенивание одного и того же объема должно увеличить термосопротивление на одну и ту же величину. ИМХО.

Сейчас есть результат: запенивание увеличивает термосопротивление профиля, вопрос насколько.

Можно попробовать по-другому прикинуть. Внизу картинка профиля Rehau Basic. Площадь камеры со стальным армированием в профиле примерно 25% от площади самой коробки, но по высоте эта камера с армированием перекрывает 50% высоты. При теплопроводности пенополиуретана 0,025 его R при ширине этой камеры в 30 мм. будет R1,2. Т. к. эта камера занимает по высоте только половину коробки, то на всю высоту он сможет добавить R0,6. Но в R профиля без запенивания секция с армированием тоже участвует и тоже дает какой то R, поэтому можно взять, что запенивание добавляет к R профиля примерно R0,4.

Судя по разрезам профиля шириной 70 мм. камера с армированием тоже имеет ширину в районе 30 мм., и тоже занимает примерно 50% по высоте, а значит запенивание сможет добавить к Rпрофиля те же самые R0,4.

Насколько справедливы такие расчеты?

 

@e_senin, посчитать так, как вы написали, практически невозможно при имеющейся информации. К тому же не было цели высчитывать все так точно и подробно. Я надеялся, что разбираясь в теплотехнике вы сможете навскидку прикинуть увеличение R профиля после запенивания.

На счет того, что увеличение поверхности с +5С до +8С приведет к значительно меньшему увеличению R профиля я с вами согласен, т. к. ваше объяснение выглядит логично.

@Константин Я., в предыдущем посте я этот момент как раз и прикинул, посчитав рост R профиля после запенивания ППУ. У меня получилось, что запенивание центральной камеры должно добавлять к R профиля примерно 0,4 м2°C/Вт. и это с учетом того, что я взял камеру без запениваниякак замкнутую воздушную подушку с R 0,2 м2°C/Вт., а не меньше, как в таблице СНиПа.

Но даже если от этой цифры отнять все возможные потери, связанные с металлом армирования этой камеры, то все равно получается цифра R 0,3 м2°C/Вт. дополнительно к обычному профилю (по расчетам). Как считаете, при той схеме подсчета, которую вел я в предыдущем посте для ППУ в профиле это цифра рабочая (т.е. ППУ в центральную камеру добавляет R 0,3 м2°C/Вт. при размерах камеры 30*30 мм.) или все таки есть еще моменты, которые будут понижать эту цифру?

@e_senin, @Константин Я., я не прошу заниматься глобальными расчетами по этому вопросу, т. к. смысла в этом наверное нет. Просто интересует ваше мнение о реальности добавления к R обычного профиля цифры R 0,3 м2°C/Вт. путем запенивания центральной камеры размером 30*30 мм. с помощью ППУ.

 

@e_senin, давайте я попробую еще раз прикинуть поподробнее, а вы проверите. Для расчета берется профиль 70 мм. REHAU BRILLANT. Внизу картинка с его разрезом. Размер профиля можно принять как 70 мм. ширина и 100 мм. высота. В этом профиле есть две центральные армированные камеры (верхняя и нижняя), которые можно запенить, на картинке я их выделил. Чистый внутренний размер верхней камеры 16*29 мм., а чистый внутренний размер нижней камеры 27*29 мм. Камеры заполняются ППУ, а конкретно двухкомпонентной полиуретановой монтажной пеной с теплопроводностью 0,025 Вт/(м·°С) (обычная однокомпонентная монтажная пена я так понял не подойдет). Если верхнюю и нижнюю центральные камеры профиля заполнить ППУ, то из 100 мм. высоты профиля ППУ закроет 43 мм. по высоте и 29 мм. по ширине. При расчете влияния ППУ на улучшение теплотехнических характеристик профиля проще считать, как будто у нас есть запененная полоска ППУ на всю высоту профиля, т. е. на высоту 100 мм. и тогда толщины этой полоски будет 12,5 мм.

Термическое сопротивление замкнутой воздушной подушки (это запениваемая центральная камера) 0,15 м2·°С/Вт. Общее термическое сопротивление профиля REHAU BRILLANT 0,8 м2·°С/Вт. Добавляя в профиль ППУ, мы убираем оттуда термическое сопротивление замкнутой воздушной подушки. Получается следующее:

R прослойки из ППУ толщиной 12,5 мм. = 0,5 м2·°С/Вт. (0,0125/0,025). Из этой цифры надо вычесть 0,15 м2·°С/Вт., т. к. запенив центральную камеру ППУ мы потеряли термическое сопротивление замкнутой воздушной подушки этой камеры. В итоге получается, что заполнение верхней и нижней центральных камер профиля REHAU BRILLANT пенополиуретаном улучшает теплотехнические характеристики профиля на 0,35 м2·°С/Вт (0,5-0,15).

А теперь можно прикинуть выгодность этой операции.
Сначала минусы, т. е. доп. затраты на запенивание. На моем окне (картинка ниже) объем пустот центральных камер окна составляет 87 л. Если использовать двухкомпонентную полиуретановую монтажную пену Den Braven PURFOAM-2-K объемом 400 мм., то при выходе 15 л. с баллона потребуется 6 баллонов на 1 окно. Стоимость одного баллона при покупке больше коробки, т. е. больше 12 шт. составляет 350 руб. Получается, что на одно окно надо 2100 руб. на двухкомпонентную полиуретановую монтажную пену, а на все окна надо пены на 13440 руб.

А теперь посчитаем плюсы, т. е. экономию от запенивания. Окно 1,66*1,89 м. Его площадь 3,13 м2. Площадь стекла 1,78 м2, площадь профиля 1,35 м2. Т. к. и стеклопакет, и профиль имеют одинковую R 0,8 м2°C/Вт, то теплопотери через окно будут 0,056 кВт (25,4°C / 0,8 м2°C/Вт) * 3,13 м2 = 0,099 кВт. Если профиль запенить, то тогда теплопотери окна будут 0,056 кВт (25,4°C / 0,8 м2°C/Вт) * 1,78 м2) + 0,030 кВт (25,4°C / (0,8 + 0,35) м2°C/Вт) * 1,35 м2) или = 0,056 кВт + 0,030 кВт = 0,086 кВт (все расчеты при средней t отопительного периода -3,4°C.)

Теплопотери за отопительный сезон через профиль со всех окон без запенивания будут 3254 кВт*ч (0,099 кВт * 6,4 (всего 20 м2 окон)* 214 дней * 24 ч.).
Теплопотери за отопительный сезон через профиль со всех окон с запениванием будут 2826 кВт*ч (0,086 кВт * 6,4 (всего 20 м2 окон)* 214 дней * 24 ч.).

Экономия 428 кВт*ч/отопительный сезон или 13% от потерь баз запенивания. В деньгах это:
- 1515 руб./год (428 кВт*ч * 3,54 руб./кВт*ч (это среднедневной тариф в домах с ночным тарифом)
- 719 руб./год (428 кВт*ч * 1,68 руб./кВт*ч (это когда есть ТА и отопление только ночным тарифом)

Окупаемость в домах с ночным тарифом без ТА по среднедневному тарифу 8,8 лет (13440/1515)
Окупаемость в домах с ночным тарифом + ТА и отоплением по ночному тарифу 18,7 лет (13440/719)

Т. к. тарифы будут расти, а инвестиции в пену уже зафиксированы, то конечные сроки окупаемости будут меньше, чем я посчитал выше и будут зависеть от роста тарифов. Но по крайней мере эти цифры уже более-менее похожи на правду. Что скажете?