Расчет расхода газа для отопления дома

Чтобы в доме сохранялся комфортный микроклимат, невзирая на погоду за окном, важно правильно спроектировать систему отопления. На этом этапе выбирают котельное оборудование и рассчитывают расход газа на отопление дома 100 м² или другой площади, в зависимости от размеров дома.

Содержание:

• Расход нормативный и реальный
  • Отопление магистральным газом
  • Затраты при отоплении сжиженным газом
• Как сэкономить?
  • Как избежать теплопотерь

Расход нормативный и реальный

Согласно нормативам, тепловой расчет помещений выполняется для экстремальных условий – самой холодной зимней пятидневки. Котельный агрегат должен иметь достаточную мощность, чтобы восполнять тепловые потери дома в условиях длительных морозов, характерных для конкретного климата.

В результате мы имеем следующую ситуацию:

• мощность котла рассчитана под максимальную нагрузку;
• котельное оборудование подбирается с небольшим запасом по мощности;
• при подборе мощности агрегата учитывается расход газа на приготовление пищи, использование иного оборудования, работающего на данном топливе.

Соответственно, не имеет смысла рассчитывать расход газового топлива, исходя из номинальной мощности котельного агрегата. В реальных условиях в течение отопительного сезона (на основной территории страны он длится около 7 месяцев) температура колеблется в значительном диапазоне.

Внимание! Согласно вышесказанному, чтобы рассчитать средний расход газа на отопление, расчетную, а не паспортную мощность котла следует разделить на 2.

Пример: при упрощенных подсчетах расхода теплоносителя используется нормативное значение тепловой мощности: 1 кВт на 10 м² частного дома. Это означает, что расчетная мощность котельного агрегата для дома в 100 м² будет составлять 10 кВт. Следовательно, показатель тепловой мощности (Q), который нам необходим для вычисления среднего расхода топлива, равняется 10/2=5 (кВт).

Отопление магистральным газом

Чтобы рассчитать расход газового топлива, используется следующая формула:

V = Q / (Hi × ηi), где:

• V (м³/час) – объем газа, который требуется израсходовать для получения определенного количества тепловой энергии;
• Q (кВт) – расчетная тепловая мощность, позволяющая поддерживать комфортный уровень температуры в доме;
• Hi (кВтч/м³) – показатель низшей удельной теплоты сгорания газа, стандартная табличная величина (подробности ниже);
• ηi (%) – КПД котельного агрегата, показатель, насколько эффективно газовый котел использует вырабатываемую тепловую энергию на нагрев теплоносителя.

Разберемся с удельной теплотой сгорания газа. В магистральных сетях преимущественно используется газ G20, но может применяться и газ G25, информацию можно узнать в местной газоснабжающей организации. У газа G25 повышено содержание азота, что снижает энергетический потенциал.

Помимо показателя Hi, который нам требуется для расчетов, в таблице приведен показатель Hs – он используется при расчетах расхода топлива для конденсационных котлов. Это оборудование нового поколения более эффективно за счет того, что в процессе конденсации пара дополнительно отбирает около 10% тепловой энергии.

Внимание! В формулу требуется подставлять значение Hi в кВтч/м³.

КПД котла (ηi) указывается в паспорте изделия. Если в документе приведены два показателя (для низшей и высшей теплоты сгорания газового топлива), для расчетов используйте меньший коэффициент, поскольку он точнее отражает реальные возможности котла.

Пример: рассчитаем средний расход магистрального газа G20 для дома, площадь которого составляет 100 м². При этом будем исходить из того, что дом утеплен и расчетная тепловая мощность составляет 9,6 кВт, а КПД котельного агрегата равен 0,92%.

Как мы уже знаем, расчетную тепловую мощность следует разделить на 2, т. е., Q = 9,6/2 = 4,8 кВт.

Таким образом: V = 4,8 / (9,45 × 0,92) ≈ 0,56 м³/час.

Вычислим расход горючего G20:

• в сутки 0,56 × 24 = 13,44 м³;
• в месяц (в среднем) 13,44 × 30,5 = 409,92 м³;
• в течение отопительного сезона (7 месяцев) 409,92 × 7 = 2869,44 м³.

Для расчета годовых финансовых затрат на отопление полученное значение умножьте на стоимость одного м³ магистрального газа в вашем регионе.

Подсчитаем расход газа на отопление дома 150 м². Если топливом служит магистральный газ G25, КПД котла составляет 0,92, а для вычислений расчетной мощности использовался нормативный показатель 1 кВт на 10 м², т.е., Q = 15/5 = 7,5 кВт.

V = 7,5 / (8,13 × 0,92) = 1,002 м³/час.

Округлим до 1 м³/час и рассчитаем годовое потребление: 1 × 24 × 30,5 × 7 = 5124 м³.

Данная система подсчетов помогает получить усредненное значение – в морозы интенсивность потребления топлива возрастает, в теплые дни – снижается относительно среднего.

Затраты при отоплении сжиженным газом

Расход сжиженного газа на отопление дома рассчитывают, чтобы:

• понять уровень финансовых затрат на приобретение топлива;
• определить оптимальный размер газгольдера или подсчитать количество газовых баллонов, разработать подходящий график их доставки.

Расчеты выполняются по той же схеме, что и в случае использования магистрального газа, но объем сжиженного газа измеряется в литрах.

Сжиженное углеводородное топливо G30, которое в основном используется для систем автономной газификации, представляет собой пропан-бутановую смесь со следующими характеристиками:

• плотность топлива 0,524 кг/л;
• удельная теплота сгорания 45,2 МДж/кг = 23,68 МДж/л = 6,58 кВт/л.

Важно! Для заполнения газгольдера применяется топливо с разным процентным соотношением пропана и бутана (летнее и зимнее), поэтому внимательно отнеситесь к выбору сжиженного газа и учите его характеристики при расчетах.

Применим уже знакомую нам формулу V = Q / (Hi × ηi), чтобы вычислить объем сжиженного топлива, необходимый для отопления дома площадью 200 м².

Будем исходить, что расчетное потребление соответствует нормативному (1 кВт на 10 м²), т.е., Q = 20/2 = 10 кВт. КПД котла – 0,92 %.

V = 10 / (6,58 × 0,92) = 1,65 л/час.

Следовательно, примерный объем годового потребления составит: 1,65 × 24 × 30,5 × 7 = 8454,6 л.

Добавив к полученному значению расход топлива на газовую плиту и т.д., можно определить, какой размер газгольдера требуется выбрать, чтобы заправлять его 1-2 раза в году.

Если газ поставляется в баллонах, мы можем рассчитать их количество, необходимое для отопления. Общий объем баллона равен 50 литрам, но заправляют их не полностью, поэтому объем сжиженного топлива составляет около 42 литров.

8454,6 / 42 = 201,3 баллона для дома площадью 200 м² за отопительный сезон (7 месяцев).

Итак, подставляя в формулу значения, соответствующие параметрам вашего дома, характеристикам топлива и котельного агрегата, вы без труда вычислите средний расход газа на отопление.

Как сэкономить?

Финансовые затраты на поддержание комфортного микроклимата в доме можно уменьшить за счет:

• дополнительного утепления всех конструкций, установки окон со стеклопакетами и дверных конструкций без мостиков холода;
• монтажа качественной приточно-вытяжной вентиляции (неправильно выполненная система может служить причиной повышенных теплопотерь);
• использования альтернативных источников энергии – солнечных батарей и т.д.

Отдельно стоит обратить внимание на преимущества коллекторной отопительной системы и автоматики, благодаря которой в каждом из помещений поддерживается оптимальный уровень температуры. Это позволяет снижать нагрузку на котел и расход горючего при потеплении на улице, понижать нагрев теплоносителя, который подается в радиаторы или систему теплого пола в неиспользуемых помещениях.

Если в доме стандартная радиаторная система, на стену за каждым прибором отопления можно наклеить лист тонкого вспененного теплоизолятора с наружной фольгированной поверхностью. Такой экран эффективно отражает тепло, не давая ему уходить сквозь стену на улицу.

Комплекс мер, направленный на повышение теплоэффективности дома, поможет свести к минимуму затраты на энергоноситель.

Как избежать теплопотерь

Расход топлива на обогрев дома зависит от общей площади отапливаемых помещений, а также коэффициента теплопотерь. Любая постройка теряет тепло через кровлю, стены, оконные и дверные проемы, пол нижнего этажа.

Соответственно, уровень теплопотерь зависит от следующих факторов:

• особенностей климата;
• розы ветров и расположения дома относительно сторон света;
• характеристик материалов, из которых возведены строительные конструкции и кровля;
• наличия подвала/цокольного этажа;
• качества утепления пола, стеновых конструкций, чердачного перекрытия и кровли;
• количества и герметичности дверных и оконных конструкций.

Тепловой расчет дома позволяет подобрать котельное оборудование с оптимальными параметрами мощности. Чтобы максимально точно определить потребность в тепле, расчет выполняется для каждого отапливаемого помещения в отдельности. К примеру, коэффициент теплопотерь выше у комнат с двумя окнами, у угловых помещений и т.д.

Обратите внимание! Мощность котла подбирается с некоторым запасом относительно полученных расчетных значений. Котельный агрегат быстрее изнашивается и выходит из строя, если регулярно работает на пределе возможностей. При этом чрезмерный запас мощности оборачивается увеличением финансовых затрат на покупку котла и повышенным расходом топлива.