Средний расход газа на отопление дома 150 м²: формулы и пример расчета

Финансирование отопительного сезона составляет значительную часть бюджета, расходуемого на содержание жилья. Зная цену и средний расход газа на отопление дома площадью 150 м2, можно точно определить стоимость отопления помещения. Эти расчеты несложно произвести самостоятельно, не оплачивая услуги теплотехника.

Все о нормах расхода газа и методах расчета расхода голубого топлива вы узнаете из представленной нами статьи. Мы расскажем, сколько энергии нужно для компенсации тепловых потерь дома в отопительный сезон. Покажем, какие формулы следует использовать в расчетах.

Деревенское отопление

При расчете расхода газа, который требуется для обогрева дома, самой сложной задачей будет расчет теплопотерь, которую система отопления должна полностью компенсировать в процессе эксплуатации.

Комплекс тепловых потерь зависит от климата, конструктивных особенностей здания, используемых материалов и параметров системы вентиляции.

Расчет количества компенсируемого тепла

Система отопления любого здания должна компенсировать потери тепла Q (Вт) в холодный период. Они случаются по двум причинам:

  1. теплообмен по периметру дома;
  2. потери тепла из-за попадания холодного воздуха через систему вентиляции.

Формально потери тепла через стену и крышу Qtp можно рассчитать по следующей формуле:

Qtp = S * dT / R,

где это находится:

  • S – площадь (м2);
  • dT – разница температур внутреннего и наружного воздуха (° С);
  • R – показатель сопротивления теплопередаче материалов (м2 * ° C / Вт).

Последний показатель (который также называют «коэффициентом термического сопротивления») можно получить из таблиц, приложенных к строительным материалам или изделиям.

Скорость теплопотерь в доме существенно зависит от типа стеклопакета. Высокая цена утепленных окон будет оправдана экономией топлива

Пример. Пусть внешняя стена комнаты имеет площадь 12 м2, из которых 2 м2 занимает окно.

Показатели сопротивления теплопередаче следующие:

  • Блоки ячеистые бетонные D400: R = 3,5.
  • Стеклопакет с аргоном «4М1 – 16Ar – 4М1 – 16Ar – 4I»: R = 0,75.

В этом случае при комнатной температуре «+ 22 ° С» и уличной температуре – «–30 ° С» теплопотери наружной стены помещения составят:

  • Qtp (стена) = 10 * (22 – (- 30)) / 3,5 = 149 Вт:
  • Qtp (окно) = 2 * (22 – (- 30)) / 0,75 = 139 Вт:
  • Qtp = Qtp (стена) + Qtp (окно) = 288 Вт.

Этот расчет дает правильный результат при условии отсутствия неконтролируемого воздухообмена (инфильтрации).

Это может произойти в следующих случаях:

  • Наличие дефектов конструкции, таких как неплотное прилегание светильников к стенам или отслоение изоляционного материала. Их необходимо устранить.
  • Старение здания, в результате которого в кладке появляются зазубрины, трещины или пустоты. В этом случае необходимо ввести поправочные коэффициенты в показатель сопротивления теплопередаче материалов.

Аналогичным образом необходимо определить потери тепла через крышу, если объект находится на верхнем этаже. Через пол любые значительные потери энергии происходят только в случае неотапливаемого и вентилируемого подвала, например, гаража. В земле тепло практически не уходит.

Для расчета сопротивления теплопередаче многослойных материалов необходимо суммировать показатели отдельных слоев. Обычно для расчетов берутся только самые непроводящие материалы

Рассмотрим вторую причину теплопотерь – вентиляция здания. Расход энергии на нагрев приточного воздуха (Qw) можно рассчитать по формуле:

Qw = L * q * c * dT, где:

  • L – расход воздуха (м3 / ч);
  • q – плотность воздуха (кг / м3);
  • c – удельная теплоемкость приточного воздуха (кДж / кг * ° С);
  • dT – разница температур между внутренним и наружным воздухом (° С).

Удельная теплоемкость воздуха в интересующем нас диапазоне температур [–50 .. +30 ° С] составляет 1,01 кДж / кг * ° С или в пересчете на нужную нам величину: 0,28 Вт * ч / кг * ° С. Плотность воздуха зависит от температуры и давления, но для расчетов можно принять значение 1,3 кг / м3.

Пример. Для помещения площадью 12 м2 с таким же перепадом температур, что и в предыдущем примере, потери тепла из-за работы вентиляции будут:

Qw = (12 * 3) * 1,3 * 0,28 * (22 – (- 30)) = 681 Вт.

Расход воздуха проектировщики принимают согласно СНиП 41-01-2003 (в нашем примере 3 м3 / час на 1 м2 площади жилого помещения), но это значение может быть существенно снижено владельцем здания.

В сумме общие теплопотери модельного помещения составляют:

Q = Qtp + Qv = 969 Вт.

Чтобы рассчитать теплопотери по дням, неделям или месяцам, необходимо знать среднюю температуру за эти периоды.

Из приведенных выше формул видно, что расчет объема потребляемого газа как за короткий промежуток времени, так и за весь холодный период необходимо проводить с учетом климата местности, где находится обогреваемый объект. Поэтому хорошо зарекомендовавшие себя стандартные решения можно использовать только для аналогичных условий окружающей среды.

Для определения подобных климатических параметров можно использовать карты среднемесячных температур зимой. Их легко найти в Интернете

Благодаря сложной геометрии дома и разнообразию материалов, используемых при его строительстве и утеплении, есть возможность воспользоваться услугами специалистов для расчета необходимого количества тепла.

Способы минимизировать теплопотери

Стоимость отопления дома составляет значительную часть затрат на его содержание. Поэтому некоторые виды работ, направленные на снижение теплопотерь, целесообразно проводить за счет утепления потолка, стен дома, теплоизоляции пола и прилегающих конструкций.

Использование схем утепления снаружи и внутри дома позволяет значительно снизить этот показатель. Это особенно актуально для старых зданий с сильным износом стен и полов. Сами листы пенополистирола позволяют не только уменьшить или полностью исключить промерзание, но и минимизировать проникновение воздуха через защищаемое покрытие.

Значительная экономия может быть получена даже в том случае, если летние участки дома, такие как веранды или чердак, не подключены к отоплению. В этом случае произойдет значительное уменьшение периметра отапливаемой части дома.

Использование мансардного этажа только летом позволяет значительно сэкономить на расходах на отопление дома зимой. Однако в этом случае потолок на верхнем этаже должен быть хорошо утеплен

При строгом соблюдении норм вентиляции помещения, которые прописаны в СНиП 41-01-2003, потери тепла от воздухообмена будут больше, чем от промерзания стен и кровли здания. Эти правила являются обязательными для дизайнеров и любого юридического лица, если помещения используются для производства или оказания услуг. Однако жильцы дома могут по своему усмотрению снизить значения, указанные в документе.

Кроме того, для нагрева холодного воздуха, поступающего с улицы, можно использовать теплообменники, а не приборы, потребляющие электричество или газ. Так обычный пластинчатый рекуператор может сэкономить более половины энергии, а более сложное устройство с теплоносителем – около 75%.

Расчет необходимого объема газа

Топливный газ должен компенсировать тепловые потери. Для этого, помимо теплопотерь дома, необходимо знать количество выделяемой при горении энергии, которое зависит от КПД котла и теплотворной способности смеси.

Правило выбора котла

Выбор обогревателя необходимо производить с учетом теплопотерь в доме. Этого должно хватить на период, когда достигается минимальная годовая температура. В паспорте напольного или настенного газового котла отвечает параметр «номинальная тепловая мощность», который у бытовых приборов измеряется в кВт.

Поскольку любая конструкция имеет тепловую инерцию, то для расчета необходимой мощности котла при минимальной температуре обычно берется показатель самой холодной пятидневки. По конкретному направлению его можно найти в организациях, занимающихся сбором и обработкой метеорологической информации, или по таблице 1. СНиП 23-01-99 (графа №4).

Фрагмент таблицы 1 из СНиП 23-01-99. С его помощью можно получить необходимые данные о климате местности, где находится обогреваемый объект

Если мощность котла превышает показатель, достаточный для обогрева помещения, это не приводит к увеличению расхода газа. В этом случае время простоя оборудования будет больше.

Иногда есть повод выбрать котел чуть меньшей мощности. Такие устройства могут быть значительно дешевле как в покупке, так и в эксплуатации. Однако в этом случае нужен резервный источник тепла (например, обогреватель в комплекте с газогенератором), который можно использовать в сильные морозы.

Главный показатель эффективности и экономичности котла – КПД. Для современной бытовой техники она составляет от 88 до 95%. КПД заносится в паспорт прибора и используется для расчета расхода газа.

Формула тепловыделения

Чтобы правильно рассчитать расход природного или сжиженного газа на отопление дома площадью примерно 150 м2, необходимо узнать еще один показатель – теплотворную способность (удельную теплоту сгорания) подаваемого топлива. Согласно системе SI, он измеряется в Дж / кг для сжиженного газа или в Дж / м3 для природного газа.

Газовые баллоны (резервуары для хранения сжиженного газа) характеризуются литрами. Чтобы узнать, сколько в нем уйдет топлива в килограммах, можно применить соотношение 0,54 кг / 1 л

Этот показатель имеет два значения: низшая теплотворная способность (Hl) и брутто (Hh). Это зависит от влажности и температуры топлива. При расчете берут показатель Hl и узнавать нужно у поставщика газа.

Если такой информации нет, то в расчетах можно принять следующие значения:

  • для природного газа Hl = 33,5 мДж / м3;
  • для сжиженного газа Hl = 45,2 мДж / кг.

Учитывая, что 1 мДж = 278 Вт * ч, получаем следующую теплотворную способность:

  • для природного газа Hl = 9,3 кВт * ч / м3;
  • для сжиженного газа Hl = 12,6 кВт * ч / кг.

Объем потребляемого газа за определенный период времени V (м3 или кг) можно рассчитать по следующей формуле:

V = Q * E / (Hl * K), где:

  • Q – теплопотери здания (кВт);
  • E – продолжительность отопительного периода (ч);
  • Hl – минимальная теплотворная способность газа (кВт * ч / м3);
  • К – КПД котла.

Для сжиженного газа размер Hl равен кВт * ч / кг.

Пример расчета расхода газа

Для примера возьмем типовой двухэтажный коттедж из сборного бруса. Регион – Алтайский край, г. Барнаул.

Размер коттеджа 10 х 8,5 м. Наклон двускатной крыши 30 °. Этот проект отличается теплой мансардой, относительно большой застекленной площадью, отсутствием подвала и выступающих частей дома

Шаг 1. Рассчитываем основные параметры дома для расчета теплопотерь:

  • Пол. При отсутствии вентилируемого подвала протечками через пол и фундамент можно пренебречь.
  • Окно. Стеклопакет «4М1 – 16Ар – 4М1 – 16Ар – 4И»: Ro = 0,75. Застекленная площадь So = 40 м2.
  • Стены. Площадь продольной (боковой) стены 10 * 3,5 = 35 м2. Площадь поперечной (лицевой) стены составляет 8,5 * 3,5 + 8,52 * размер (30) / 4 = 40 м2. Таким образом, общая площадь периметра здания составляет 150 м2, а с учетом остекления требуемое значение Ss = 150 – 40 = 110 м2.
  • Стены. Основными теплоизоляционными материалами являются клееный брус толщиной 200 мм (Rb = 1,27) и базальтовый утеплитель толщиной 150 мм (Ru = 3,95). Суммарный показатель сопротивления теплопередаче для стены Rs = Rb + Ru = 5,22.
  • Крыша. Утеплитель полностью повторяет форму кровли. Площадь кровли без свесов Sk = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 м2.
  • Крыша. Основными теплоизоляционными материалами являются покрытие толщиной 12,5 мм (Rv = 0,07) и базальтовый утеплитель толщиной 200 мм (Ru = 5,27). Суммарный показатель сопротивления теплопередаче для кровли Rk = Rv + Ru = 5,34.
  • Вентиляция. Пусть расход воздуха рассчитывается не по площади дома, а с учетом требований обеспечить не менее 30 м3 на человека в час. Поскольку в коттедже постоянно проживает 4 человека, то L = 30 * 4 = 120 м3 / час.

Сделай шаг. 2. Рассчитываем необходимую мощность котла. Если оборудование уже куплено, этот шаг можно пропустить.

Для наших расчетов необходимо знать всего два показателя газового котла – КПД и номинальную мощность. Их необходимо прописать в паспорте устройства

Температура самой холодной пятидневки – «–41 ° C». Комфортную температуру примем за «+24 ° С». Следовательно, средняя разница температур за этот период будет dT = 65 ° C.

Рассчитаем теплопотери:

  • через окна: Qo = So * dT / Ro = 40 * 65 / 0,75 = 3467 Вт;
  • через стены: Qs = Ss * dT / Rs = 110 * 65 / 5,22 = 1370 Вт;
  • через крышу: Qk = Sk * dT / Rk = 98 * 65 / 5,34 = 1199 Вт;
  • за счет вентиляции: Qv = L * q * c * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 Вт.

Суммарные теплопотери всего дома за пятидневный холодный период составят:

Q = Qo + Qs + Qk + Qv = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 Вт.

Поэтому для этой модели дома можно выбрать газовый котел с максимальной тепловой мощностью 10-12 кВт. Если газ также используется для горячего водоснабжения, тогда вам потребуется более эффективное устройство.

Шаг 3. Рассчитайте продолжительность отопительного периода и средние теплопотери.

Под холодным сезоном, когда необходимо отопление, понимается сезон со среднесуточными температурами ниже 8-10 ° C. Поэтому для расчетов можно взять столбцы No. 11-12 или столбцы n. 13-14 таблицы 1 СНиП 23-01-99.

Этот выбор остается за хозяевами коттеджа. При этом существенных различий в годовом расходе топлива не будет. В нашем случае мы остановимся на периоде с температурой ниже «+10 ° С». Продолжительность этого периода составляет 235 дней или E = 5640 часов.

При центральном отоплении подача теплоносителя включается и выключается в соответствии с установленными стандартами. Одно из преимуществ частного дома – запуск режима отопления по желанию жильцов

Теплопотери дома для средней температуры за этот период рассчитываются так же, как на шаге 2, только параметр dT = 24 – (- 6,7) = 30,7 °. После проведения расчетов получаем Q = 4192 Вт.

Шаг 4. Рассчитываем объем потребляемого газа.

Пусть КПД котла К = 0,92. Тогда объем израсходованного газа (при средних показателях минимальной теплотворной способности газовой смеси) за период холодного времени составит:

  • для природного газа: V = Q * E / (Hl * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 м3;
  • для сжиженного газа: V = Q * E / (Hl * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 кг.

Зная цены на газ, можно рассчитать финансовые затраты на отопление.

Выводы и полезные видео по теме

Уменьшите расход газа за счет исключения ошибок, связанных с утеплением дома. Реальный пример:

Расход газа при известной тепловой мощности:

Все расчеты теплопотерь можно производить самостоятельно только тогда, когда известны теплосберегающие свойства материалов, из которых построен дом. Если постройка старая, то в первую очередь необходимо проверить ее на промерзание и устранить выявленные проблемы.

В дальнейшем по формулам, представленным в статье, можно с высокой точностью рассчитать расход газа.

Пожалуйста, оставьте свои комментарии в поле для отзывов ниже. Размещайте фото по теме статьи, задавайте вопросы по интересующим местам. Делитесь полезной информацией, которая может быть полезна посетителям нашего сайта.

Источник – https://sovet-ingenera.com/otoplenie/project/sredniy-rashod-gaza-na-otoplenie-doma-150m2.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: