Наверняка вы уже неоднократно слышали, что газовые котлы не имеют конкуренции по эффективности. Но, согласитесь, здоровый скептицизм никогда не помешает – как говорится, поверьте, но проверяйте. Поэтому, прежде чем решиться на установку и эксплуатацию газового оборудования, необходимо все тщательно просчитать и продумать.
Предлагаем вам ознакомиться с этапами расчета и формулами, по которым определяется расход газа на отопление дома 100 м2 с учетом всех значимых факторов. Ознакомившись с расчетами, вы сможете сделать собственные выводы о том, насколько выгодно использовать голубое топливо в качестве источника тепловой энергии.
Формулы тепловой нагрузки и расхода газа
Расход газа условно обозначается латинской буквой V и определяется по формуле:
V = Q / (n / 100 xq), где
Q – тепловая нагрузка для отопления (кВт / ч), q – теплотворная способность газа (кВт / м³), n – КПД газового котла, выраженный в процентах.
Расход основного газа измеряется в кубометрах в час (м³ / час), сжиженный газ – в литрах или килограммах в час (л / час, кг / час).
Расход газа рассчитывается до проектирования системы отопления, выбора котла, энергоносителя и поэтому легко контролируется с помощью счетчиков
Давайте подробно рассмотрим, что означают переменные в этой формуле и как их определять.
Понятие «тепловая нагрузка» указано в Федеральном законе «О теплоснабжении». Немного изменив официальную формулировку, скажем так, это количество тепловой энергии, передаваемой в единицу времени для поддержания комфортной внутренней температуры.
В дальнейшем мы также будем использовать понятие «тепловая мощность», поэтому заодно дадим его определение применительно к нашим расчетам. Тепловая мощность – это количество тепловой энергии, которое газовый котел может произвести за единицу времени.
Тепловая нагрузка определяется согласно МДК 04-05.2004 путем теплотехнических расчетов.
Упрощенная формула:
Q = V x ΔT x K / 860.
Здесь V – объем комнаты, который получается путем умножения высоты потолка, ширины и длины пола.
ΔT – разница между температурой воздуха снаружи здания и необходимой температурой воздуха в отапливаемом помещении. При расчетах используются климатические параметры, указанные в СП 131.13330.2012.
Для получения наиболее точных показателей расхода газа используются формулы, учитывающие еще и положение окон: солнечные лучи нагревают комнату, уменьшая теплопотери
К – коэффициент теплопотерь, который наиболее сложно точно определить из-за влияния множества факторов, в том числе количества и положения наружных стен относительно сторон света и ветрового режима зимой; количество, тип и размер окон, входных дверей и балконов; тип здания, используемый теплоизоляционный материал и т д.
На конструкциях, окружающих дом, есть участки с повышенной теплоотдачей – мостики холода, из-за которых расход топлива может значительно увеличиться
Если необходимо провести расчет с погрешностью в пределах 5%, лучше провести термоаудит дома.
Если требования к расчетам не такие строгие, то можно использовать средние значения коэффициента теплопотерь:
- отсутствие теплоизоляции – 3-4.
- повышение степени теплоизоляции – 0,6-0,9;
- низкая теплоизоляция – 2-2,9;
- средняя теплоизоляция – 1-1,9;
Двойная кладка, окна с трехкамерными стеклопакетами, утепленная кровельная система, прочный фундамент, теплоизоляция материалами с низкой теплопроводностью – все это говорит о минимальном коэффициенте теплопотерь для вашего дома.
При двойной кладке, но с нормальной кровлей и окнами с двойным каркасом коэффициент возрастает до средних значений. Те же параметры, но одинарная кладка и простая крыша – признак плохой теплоизоляции. Отсутствие теплоизоляции характерно для загородных домов.
Об экономии тепловой энергии стоит позаботиться уже на этапе строительства дома, выполнив утепление стен, кровли и фундамента и установив многокамерные окна
Выбирая значение коэффициента, наиболее близкое к теплоизоляции вашего дома, мы заменяем его в формуле расчета тепловой нагрузки. Кроме того, по формуле рассчитываем расход газа для поддержания комфортного микроклимата в загородном доме.
Расход газа на конкретных примерах
Чтобы определить, каким будет расход природного газа при отоплении одноэтажного дома площадью 100 м2, в первую очередь необходимо определить тепловую нагрузку.
Расчет тепловой нагрузки
Для получения наиболее точных данных об отапливаемом объеме дома отдельно рассчитывается объем каждой комнаты и подсобных помещений, в которых необходимо поддерживать тепло. Измерения длины и ширины производятся вдоль плинтусов с помощью стандартной или лазерной рулетки.
Сделаем это проще: берем высоту потолков 2,5 метра, умножаем на указанную площадь и получаем объем дома V = 250 м3.
Если помещение имеет сложную архитектурную форму, оно делится на прямоугольники, треугольники, круги, рассчитывается и суммируется площадь каждого из них
В столбце 6 таблицы 3.1 СП 131.13330.2012 определяют ΔТ. Здесь указана температура воздуха самого холодного периода, рассчитанная на основе среднемесячных температур.
Находим название населенного пункта, где находится отапливаемый объект. Допустим, это Брянск, поэтому желаемое значение -12 ° С. Температура в жилых комнатах по ГОСТ Р 51617-2000 должна быть в пределах 18-24 ° С. Принимая среднее значение 22 ° С, получаем ΔT = 34 ° C.
Определяем степень теплоизоляции дома и применяем соответствующий коэффициент. Столкнувшись с ростом цен на теплоносители, большинство домовладельцев стремятся повысить энергоэффективность отопления за счет улучшения теплоизоляции своего дома, поэтому вполне разумно применить первый показатель средней степени теплоизоляции, равный 1.
Суммируем все значения по формуле:
250 м3 × 34 ° C × 1/860 = 9,88 кВт / ч.
Применяем правило округления к ближайшему целому числу, и получаем Q = 10 кВт / ч.
Не пренебрегайте автоматическим управлением: устанавливайте разные режимы обогрева для ночи и дня, чтобы обеспечить комфортный микроклимат вне зависимости от температуры за окном и при этом сэкономить до 30% газа
Напомним, дома мы сделали только теплотехнический расчет и теперь следующий шаг – расчет расхода газа. Но пока уместно сделать небольшое отступление и уточнить, что тепловая нагрузка может быть рассчитана упрощенным способом.
Учтите, что мощность газового котла можно рассчитать для конкретной установки с учетом всех технических нюансов. По усредненным данным, на каждый метр стандартной жилой площади приходится 100 Вт / час тепловой энергии. Следовательно, для дома площадью 100 м2 этот показатель будет 100 Вт / ч × 100 м2 = 10 000 Вт / ч или 10 кВт / ч.
В этом случае расчеты по формуле и упрощенному методу дали одинаковый результат, но это не всегда так, и разница часто достигает 20% и более. Кроме того, теплотехники рекомендуют покупать котлы с турбонаддувом и атмосферные котлы всегда с маржой 20-25% с расчетом на возможность покрытия тепловых потерь в дни с критически низкими температурами.
Расход основного газа
Для расчета нужно знать КПД газового котла. Это можно увидеть в технических характеристиках, указанных в сопроводительной документации. Подберем модель, подходящую для дома указанной площади.
Основным критерием выбора будет тепловая мощность агрегата. Его значение очень близко к значению тепловой нагрузки и может быть рассчитано по той же формуле, но при расчете учитывается температура самой холодной пятидневки или применяется коэффициент умножения 1,3, поскольку котел должен обладать достаточной мощностью, чтобы сохранять тепло в доме даже в самые сильные морозы.
Поэтому для обогрева 100 м2 потребуется котел мощностью примерно 13 кВт. КПД (n) многих моделей настенных газовых котлов, например, агрегатов НЕВА, составляет 92,5%. Мы будем использовать это значение в наших расчетах.
Благодаря конструктивным особенностям камеры сгорания, повышенному КПД теплообменников, использованию скрытой теплоты водяного пара КПД современных газовых котлов превышает 90%
Теплотворная способность, то есть удельная теплота сгорания (q), зависит от типа используемого газа. Какой газ подается в ваш дом, лучше всего уточнить в газоснабжающей компании.
По умолчанию мы заменим округленное значение, соответствующее газу G20 в формуле, на низшую теплотворную способность Hi, то есть 9,5 кВтч / м³. Обратите внимание на единицы измерения – используются киловатты, а не мегаджоули.
Все необходимые значения определены и осталось привести их к формуле:
V = 10 / (92,5 / 100 × 9,5). V = 1,1 м³ / ч.
Таким образом, основной расход газа при отоплении дома площадью 100 м2 с высотой потолков 2,5 метра составляет чуть более 1,1 кубометра в час. В сутки соответственно 24,2 куб.
Теперь легко узнать, сколько газа потребуется на весь отопительный сезон. Согласно госрегулированию, в отопительный сезон среднесуточная температура наружного воздуха не превышает 8 ° C. В средней полосе этот период длится с 15 октября по 15 апреля (183 дня).
Поскольку в это время наблюдаются значительные колебания температуры, суточное потребление газа делится на 2, а затем умножается на 183. То есть для отопительного сезона потребуется примерно 2214,3 кубометра магистрального газа.
Сколько нужно пропан-бутана на отопительный сезон
Современные газовые котлы рассчитаны на использование не только магистрального газа, но и сжиженного газа. Чтобы запастись необходимым объемом топлива, используют не обычные газовые баллоны, а более вместительные баки – газгольдеры.
Использование газовых баллонов решает проблему хранения сжиженных углеводородов, достаточных для обогрева дома площадью 100 кв.м, на весь отопительный сезон в зоне умеренного климата
При расчете расхода сжиженного газа, необходимого для отопления дома площадью 100 м2, используется та же методика, но значения некоторых переменных в формуле меняются.
Для хозяйственных нужд предусмотрена сжиженная смесь пропан-бутана.
Его теплотворная способность составляет 12,8 кВт / кг. Подставляем этот параметр в формулу и получаем:
V = 10 / (92,5 / 100 × 12,8). V = 0,8 кг / час.
При работе на сжиженном топливе КПД оборудования снижается, поэтому расход газа увеличивается примерно на 10% и составляет 0,88 кг / час в сутки. Поправка может быть разной для модели котла. Конкретное значение указано в сопроводительной документации.
Теперь посчитаем необходимое количество газа на отопительный сезон: 0,88 × 24 × 183 = 3865 кг. Это значение также необходимо разделить на 2 из-за колебаний температуры. Конечный результат: на отопительный сезон необходимо 1932,5 кг пропан-бутана.
Будет полезно перевести килограммы в литры. Исходя из справочных данных, 540 граммов сжиженной пропан-бутановой смеси соответствует 1 литру. То есть на весь отопительный сезон потребуется 3578 литров сжиженного газа.
Выводы и полезные видео по теме
Вы экономны с тепловой энергией, а ваш сосед потребляет еще меньше? Автор видео решил поделиться своим опытом использования сжиженного нефтяного газа для отопления дома. Возможно, эта информация будет вам полезна.
Может ли термостат и датчик температуры помочь существенно снизить затраты на газ в отопительный сезон? На видео показано, как это происходит на практике.
Для определения следующего расхода газа на отопление высшее образование не требуется. Зная, как выполняются простейшие математические операции, вы рассчитаете требуемые параметры с допустимой погрешностью.
Попутно вы сможете определить слабые места в своем доме, минимизировать тепловые потери, исключить тепловые потери наружу и, как следствие, воспользоваться всеми преимуществами голубого топлива.
Прокомментируйте предоставленную нами информацию со сферами расчета и формулами для определения расхода газа. Вы можете поделиться полезной информацией по теме статьи, задать вопрос или опубликовать фото в блоке ниже. Ваш совет может быть полезен посетителям сайта.
