Consumul de gaz pentru încălzirea unei case de 100 m²: particularități ale calculelor pentru gaz lichefiat și gaz natural + exemple cu formule

Probabil ați auzit deja de multe ori că centralele pe gaz nu au concurenți în ceea ce privește eficiența economică. Dar, recunoașteți, un scepticism sănătos nu strică niciodată – cum se spune, încrede-te, dar verifică. De aceea, înainte de a lua decizia de a instala și exploata un echipament pe gaz, trebuie să calculați și să analizați totul în detaliu.

Vă propunem să vă familiarizați cu etapele de calcul și formulele prin care se determină consumul de gaz pentru încălzirea unei case de 100 m², ținând cont de toți factorii semnificativi. După ce vă veți familiariza cu calculele, veți putea trage propria concluzie despre cât de avantajos este să utilizați combustibilul albastru ca sursă de energie termică.

Formule pentru sarcina termică și consumul de gaz

Consumul de gaz se notează convențional cu litera latină V și se determină prin formula:

V = Q / (n/100 x q), unde

Q – sarcina termică pentru încălzire (kW/h), q – puterea calorfică a gazului (kW/m³), n – randamentul centralei pe gaz, exprimat în procente.

Consumul de gaz din rețea se măsoară în metri cubi pe oră (m³/h), iar cel de gaz lichefiat – în litri sau kilograme pe oră (l/h, kg/h).

Consumul de gaz se calculează înainte de proiectarea sistemului de încălzire, alegerea centralei, a sursei de energie, iar apoi este ușor de controlat cu ajutorul contoarelor

Să analizăm în detaliu ce reprezintă variabilele din această formulă și cum pot fi determinate.

Conceptul de «sarcină termică» este prezentat în legea federală «Cu privire la alimentarea cu căldură». Modificând ușor formularea oficiale, să spunnem simplu că este cantitatea de energie termică transferată pe unitatea de timp pentru a menține o temperatură confortabilă a aerului în încăpere.

În continuare vom folosi și conceptul de «putere termică», așa că prezentăm și definția acestuia în raport cu calculele noastre. Puterea termică este cantitatea de energie termică pe care o centrală pe gaz o poate produce într-o unitate de timp.

Sarcina termică se determină în conformitate cu MDK 4-05.2004 prin calcule termotehnice.

Formula simplificată:

Q = V x ΔT x K / 860.

Aici V – volumul încăperii, care se obține prin înmulțirea înălțimii tavanului, lățimii și lungimii podelei.

ΔT – diferența dintre temperatura aerului din exteriorul clădirii și temperatura aerului necesară în încăperea încălzită. Pentru calcule se utilizează parametrii climatici prevăzuți în SP 131.13330.2012.

Pentru a obține cele mai precise valori ale consumului de gaz, se utilizează formule care iau în considerare chiar și amplasarea ferestrelor – razele solare încălzesc camera, reducând pierderile de căldură

K – coeficientul de pierdere de căldură, care este cel mai dificil de determinat cu precizie din cauza influenței mai multor factori, inclusiv numărul și poziția pereților exteriori față de punctele cardinale și regimul vântului în perioada de iarnă; numărul, tipul și dimensiunile ferestrelor, ușilor de intrare și de balcon; tipul materialelor de construcție și de izolație termică utilizate și așa mai departe.

Pe elementele de închidere ale casei există zone cu transfer termic crescut – punți termice, din cauza cărora consumul de combustibil poate crește semnificativ

Dacă este necesar să efectuați un calcul cu o eroare de până la 5%, este mai bine să efectuați un audit termic al casei.

Dacă cerințele pentru calcule nu sunt atât de stricte, se pot utiliza valorile medii ale coeficientului de pierdere de căldură:

• grad sporit de izolație termică – 0,6-0,9;
• izolație termică de grad mediu – 1-1,9;
• izolație termică scăzută – 2-2,9;
• lipsa izolației termice – 3-4.

Zidărie dublă de cărămidă, ferestre mici cu geamuri termopan cu trei camere, sistem de acoperiș izolat, fundație masivă, izolație termică cu materiale cu conductivitate termică scăzută – toate acestea indică un coeficient minim de pierdere de căldură al casei dumneavoastră.

În cazul zidăriei duble de cărămidă, dar cu acoperiș obișnuit și ferestre cu rame duble, coeficientul crește la valori medii. Aceiași parametri, dar cu zidărie simplă de cărămidă și acoperiș simplu – semn de izolație termică scăzută. Lipsa izolației termice este caracteristică caselor de vacanță.

Economia de energie termică trebuie avută în vedere încă din faza de construcție a casei, realizând izolarea pereților, a acoperișului și a fundației și instalând ferestre cu mai multe camere.

După alegerea valorii coeficientului care corespunde cel mai bine izolației termice a casei dumneavoastră, o introducem în formula de calcul a sarcinii termice. Apoi, conform formulei, calculăm consumul de gaz pentru menținerea unui microclimat confortabil într-o casă de la țară.

Consumul de gaz pe exemple concrete

Pentru a determina care va fi consumul de gaze naturale la încălzirea unei case cu un etaj de 100m2, mai întâi trebuie determinată sarcina termică.

Calculul sarcinii termice

Pentru a obține cele mai precise date privind volumul încălzit al casei, se calculează separat volumul fiecărei încăperi și al spațiilor auxiliare în care trebuie menținută căldura. Măsurătorile lungimii și lățimii se efectuează de-a lungul plintelor cu ajutorul unei rulete obișnuite sau laser.

Vom proceda mai simplu: considerăm înălțimea tavanelor de 2,5 metri, o înmulțim cu suprafața indicată și obținem volumul casei V = 250 m³.

Dacă încăperea are o formă arhitecturală complexă, se realizează o descompunere în dreptunghiuri, triunghiuri, cercuri, se calculează și se însumează suprafața fiecăruia dintre acestea.

Pentru determinarea ΔT se utilizează coloana 6 din tabelul 3.1 SP 131.13330.2012. Aici este indicată temperatura aerului din perioada cea mai rece, calculată pe baza temperaturilor medii lunare.

Găsim denumirea localității unde se află obiectul încălzit. Să presupunem că este Briansk, prin urmare, valoarea căutată este de -12 °C. Temperatura în camerele de locuit conform GOST R 51617-2000 trebuie să fie în intervalul 18-24 °C. Luăm valoarea medie de 22 °C, obținem ΔT= 34 °C.

Determinăm gradul de izolație termică a casei și aplicăm coeficientul corespunzător. În condițiile creșterii prețurilor la agenții termici, majoritatea proprietarilor de case tind să sporească eficiența energetică a încălzirii prin îmbunătățirea izolației termice a locuinței lor, așadar, pe bună dreptate se poate aplica primul indicator al gradului mediu de izolație termică, care este egal cu 1.

Reunim toate valorile conform formulei:

250 m³ × 34 °C × 1 / 860 = 9,88 kWh.

Aplicăm regula rotunjirii la cel mai apropiat număr întreg și obținem Q = 10 kWh.

Nu neglijați comanda automată – setați diferite moduri de încălzire pentru noapte și zi, pentru a asigura un microclimat confortabil indiferent de temperatura de afară și, în același timp, pentru a economisi până la 30% din gaz.

Reamintim că am efectuat doar calculul termotehnic al casei, iar acum urmează calculul consumului de gaz. Dar deocamdată este potrivit să facem o mică paranteză și să precizăm că sarcina termică de încălzire poate fi calculată și printr-o metodă simplificată.

Observăm că puterea cazanului pe gaz poate fi calculată pentru un obiect concret, ținând cont de toate nuanțele tehnice. Conform datelor medii, pentru fiecare metru de suprafață locuibilă standard se alocă 100 W/h de energie termică. În consecință, pentru o casă cu suprafața de 100 m², acest indicator va fi 100 W/h × 100 m² = 10 000 W/h sau 10 kWh.

În acest caz, calculele după formulă și metoda simplificată au dat același rezultat, dar nu este întotdeauna așa, iar diferența atinge adesea 20% sau mai mult. Mai mult, termotehnicienii recomandă să cumpărați cazane turbinate și atmosferice întotdeauna cu o rezervă de 20-25%, având în vedere posibilitatea de a acoperi pierderile de căldură în zilele cu temperaturi critic de scăzute.

Consumul de gaz din rețea

Pentru calcul este necesar să cunoașteți randamentul cazanului pe gaz. Îl puteți vedea în caracteristicile tehnice indicate în documentația însoțitoare. Noi vom alege un model care se potrivește pentru casa cu suprafața indicată.

Criteriul principal de selecție va fi puterea termică a unității. Valoarea acesteia este foarte apropiată de valoarea sarcinii termice și poate fi calculată folosind aceeași formulă, dar pentru calcul se ia în considerare temperatura celei mai reci perioade de cinci zile sau se aplică un coeficient de majorare de 1,3, deoarece centrala trebuie să aibă suficientă putere pentru a menține căldura în casă chiar și în cele mai grele înghețuri.

Prin urmare, pentru încălzirea a 100 m² va fi necesară o centrală cu o putere de aproximativ 13 kW. Randamentul (n) al multor modele de centrale murale pe gaz, de exemplu unitățile mărcii NEVA, este de 92,5%. Această valoare o vom folosi în calculele noastre.

Datorită particularităților constructive ale camerei de ardere, creșterii eficienței schimbătoarelor de căldură, utilizării căldurii latente a vaporilor de apă, randamentul centralelor moderne pe gaz depășește 90%

Puterea calorică, sau altfel spus, căldura specifică de ardere (q) depinde de tipul de gaz utilizat. Ce gaz exact este furnizat în casa dumneavoastră, este mai bine să aflați de la compania de furnizare a gazului.

Noi, în mod implicit, vom introduce în formulă valoarea rotunjită corespunzătoare gazului G20 cu puterea calorifică inferioară Hi, și anume 9,5 kWh/m³. Rețineți că unitățile de măsură sunt kilowați, nu megajouli.

Toate valorile necesare sunt determinate și nu mai rămâne decât să le introducem în formulă:

V = 10 / (92,5 / 100 × 9,5). V = 1,1 m³/h.

Astfel, consumul de gaz din rețea pentru încălzirea unei case cu suprafața de 100 m² și cu înălțimea tavanelor de 2,5 metri este de puțin peste 1,1 metri cubi pe oră. Pe zi, respectiv 24,2 metri cubi.

Acum este ușor de aflat cât gaz va fi necesar pentru întregul sezon de încălzire. Conform normativelor de stat, în perioada sezonului de încălzire, temperatura medie zilnică a aerului exterior nu depășește 8 °C. În zona de mijloc, această perioadă durează de la 15 octombrie până la 15 aprilie (183 de zile).

Deoarece în această perioadă au loc fluctuații semnificative de temperatură, consumul zilnic de gaz se împarte la 2 și apoi se înmulțește cu 183. Adică, pentru sezonul de încălzire vor fi necesari aproximativ 2214,3 metri cubi de gaz din rețea.

Cât propan-butan este necesar pe sezonul de încălzire

Centralele moderne pe gaz sunt proiectate pentru utilizarea nu numai a gazului din rețea, ci și a gazului lichefiat. Pentru a stoca volumul necesar de combustibil, se folosesc nu butelii obișnuite de gaz, ci rezervoare mai mari – gazometre.

Utilizarea gazometrelor rezolvă problema stocării combustibilului lichefiat de hidrocarburi, suficient pentru încălzirea unei case de 100 mp, pe tot parcursul sezonului de încălzire în zona climatică temperată.

La calcularea consumului de gaz lichefiat necesar pentru încălzirea unei case de 100 m2, se aplică aceeași metodologie, dar se modifică valorile unor variabile din formulă.

Pentru necesitățile menajere și comunale se furnizează un amestec lichefiat de propan-butan.

Puterea sa calorică este de 12.8 kW/kg. Înlocuim acest parametru în formulă și obținem:

V = 10 / (92.5 / 100 × 12.8). V = 0.8 kg/h.

La funcționarea cu combustibil lichefiat, randamentul echipamentului scade, prin urmare consumul de gaz crește cu aproximativ 10 % și este de 0,88 kg/h pe zi. Pentru modelul dumneavoastră de centrală, ajustarea poate fi diferită. Valoarea specifică este indicată în documentația anexată.

Acum calculăm cantitatea necesară de gaz pentru sezonul de încălzire: 0,88 × 24 × 183 = 3865 kg. Această valoare trebuie, de asemenea, împărțită la 2, din cauza fluctuațiilor de temperatură. Rezultatul final: pentru sezonul de încălzire sunt necesare 1932,5 kg de propan-butan.

Va fi util să convertim kilogramele în litri. Conform datelor de referință, 540 de grame de amestec lichefiat de propan-butan corespund la 1 litru. Adică, pentru întreaga perioadă a sezonului de încălzire vor fi necesari 3578 de litri de gaz lichefiat.

Concluzii și material video util pe această temă

Dumneavoastră economisiți energia termică, dar vecinul tot are un consum mai mic? Autorul videoclipului a decis să împărtășească propria experiență privind utilizarea GPL pentru încălzirea casei. Poate că aceste informații vă vor fi utile și dumneavoastră.

Oare termoregulatorul și senzorul de temperatură ajută la reducerea semnificativă a costurilor cu gazul în timpul sezonului de încălzire? Videoclipul demonstrează cum se întâmplă acest lucru în practică.

Pentru a determina consumul viitor de gaz pentru încălzire, nu este necesară o educație superioară. Cunoscând modul în care se efectuează cele mai simple operații matematice, veți calcula parametrii necesari cu o eroare acceptabilă.

Pe parcurs, veți putea identifica punctele slabe din casa dumneavoastră, minimiza pierderile de căldură, elimina scurgerile de căldură spre exterior și, în final, beneficia de toate avantajele combustibilului albastru.

Vă rugăm să comentați informațiile prezentate de noi, cu calcule și formule pentru determinarea consumului de gaz. Puteți împărtăși informații utile pe tema articolului, pune o întrebare sau încărca o fotografie în blocul de mai jos. Nu este exclus ca recomandările dumneavoastră să fie utile vizitatorilor site-ului.