Как правильно рассчитать расход газа на отопление и ГВС

Усредненный расход газа в частном доме или квартире обычно рассчитывается с целью определить величину затрат на отопление, горячее водоснабжение (ГВС) и приготовление пищи. Это делается еще на этапе проектирования здания или же перед выбором энергоносителя и котельного агрегата для сравнения с другими видами топлива.

Есть упрощенная методика, как рассчитать максимальный и средний расход газа на отопление и ГВС, она и будет рассмотрена в данном материале. Хотя выполнить такой расчет с большой точностью не удастся, но порядок цифр грядущей оплаты вы узнать сможете.

Расчет расхода газа на отопление

Перед тем как рассчитать потребление природного газа на отопление дома или квартиры, надо узнать один важный параметр – тепловые потери жилого здания. Хорошо, когда он правильно высчитан специалистами на стадии проектирования, это значительно повысит точность ваших расчетов. Но на практике такие данные часто отсутствуют, ведь мало кто из домовладельцев уделяет должное внимание проектированию.

Совет. Если у вас есть такая возможность, то стоит заказать расчет тепловых потерь в частной проектной организации. Это поможет не только выяснить средний расход газа на отопление частного дома, но и понять, нужно ли делать его утепление.

Величиной тепловых потерь здания определяется мощность системы отопления и самого котла либо газового конвектора. Поэтому при подборе газового котла для коттеджа или при устройстве автономного отопления квартиры приходится пользоваться следующими усредненными способами определения теплопотерь и мощности оборудования:

1. По общей квадратуре здания. Суть способа в том, что на обогрев каждого квадратного метра требуется 100 Вт теплоты при высоте потолков до 3 м. При этом для южных районов принимают удельное значение 80 Вт/м², а в северных норма расхода может достигать 200 Вт/м².
2. По суммарному объему отапливаемых помещений. Здесь на отопление 1 м³ выделяют от 30 до 40 Вт в зависимости от региона проживания.

Примечание. Представленные удельные расходы тепла корректны при разности температур между улицей и внутри помещений около 40 °С.

Выходит, что на обогрев жилья площадью 100 м² нужно порядка 10—12 кВт тепла в час во время сильных холодов и при расположении дома в средней полосе. Соответственно, для коттеджа 150 м² потребуется около 15 кВт тепловой энергии, для 200 м² – 20 кВт и так далее. Теперь можно и посчитать, какой максимальный расход газа покажет газовый котел в самые холодные дни, для чего используется формула:

V = Q / (q х КПД / 100), где:

• V – объемный расход природного газа в час, м³;
• Q – величина теплопотерь и мощности отопительной системы, кВт;
• q – низшая удельная калорийность природного газа, в среднем составляет 9.2 кВт/м³;
• КПД – коэффициент полезного действия газового котла или конвектора.

Примечание. КПД теплогенераторов на природном газе колеблется в пределах 84—96% в зависимости от конструкции. Самые простые энергонезависимые агрегаты имеют КПД 86—88%, конвекторы 84—86%, высокотехнологичные конденсационные котлы – до 96%.

Пример расчета

В качестве примера предлагается взять квартиру площадью 80 м² в средней полосе Российской Федерации. Для ее обогрева в самый холодный период потребуется 80 м² х 100 Вт = 8000 Вт или 8 кВт. Предполагается установить современный конденсационный котел на природном газе с КПД 96%. Тогда расчет расхода газа на отопление выглядит таким образом:

V = 8 / (9.2 х 96 / 100) = 8 / 9,768 = 0.91 м³/ч

Нетрудно посчитать, сколько горючего потребуется в сутки: 0.91 х 24 = 21.84 м³. Но для определения расходов на потребление природного газа нужно знать более реальные цифры, к примеру, его средний расход в квартире за весь отопительный сезон. Поскольку в течение этого сезона происходят значительные колебания температуры, то предполагается, что среднее количество топлива будет вдвое меньше максимального.

Тогда среднесуточное потребление газа на обогрев квартиры составит 21.84 м³ / 2 = 10.92 м³. Остается только умножить это число на продолжительность отопительного сезона, в Москве он длится 214 суток: 10.92 х 214 = 2336.9 м³. Сделав помесячную разбивку, несложно определить стоимость автономного отопления квартиры.

Для вычисления среднего расхода газа в квартире можно пойти и другим путем. Сначала выяснить расход газа на получение 1 кВт тепловой энергии, а затем помножить это значение на 8 кВт. Расчетная формула для вычисления объема топлива на 1 кВт тепла такая:

v = 1 / (q x КПД / 100), где v – это и есть искомый объем в м³/ч.

Соответственно, 1 / (9.2 х 0.96) = 0.113 м³/ч, а на всю квартиру это будет 0.113 х 8 = 0.905 м³/ч с небольшой погрешностью. Дальше вычисления ведутся так же, как это описано выше.

Примечание. В расчет не принято количество газа, расходуемое газовой плитой и на ГВС, о чем пойдет речь далее.

Потребление газа на ГВС

Когда вода для хозяйственных нужд подогревается с помощью газовых теплогенераторов – колонки или котла с бойлером косвенного нагрева, то для выяснения расхода горючего надо понять, сколько же требуется воды. Для этого можно поднять данные, прописанные в документации и определяющие норму на 1 человека.

Другой вариант – обратиться к практическому опыту, а он гласит следующее: для семьи из 4 человек при нормальных условиях достаточно нагреть 1 раз в сутки 80 л воды от 10 до 75 °С. Отсюда рассчитывается потребное на нагрев воды количество тепла по школьной формуле:

• с – теплоемкость воды, составляет 4.187 кДж/кг °С;
• m – массовый расход воды, кг;
• Δt – разница между начальной и конечной температурой, в примере равна 65 °С.

Для вычисления предлагается не переводить объемное потребление воды в массовое, считать что эти величины одинаковы. Тогда количество теплоты будет:

4.187 х 80 х 65 = 21772,4 кДж или 6 кВт.

Остается подставить это значение в первую формулу, где будет учитываться КПД газовой колонки или теплогенератора (здесь — 96%):

V = 6 / (9.2 х 96 / 100) = 6 / 8.832 = 0.68 м³ природного газа 1 раз в сутки уйдет на подогрев воды. Для полной картины сюда же можно прибавить расход газовой плитой на приготовление пищи из расчета нормы 9 м³ горючего на 1 проживающего человека в месяц.

Как определить расход сжиженного газа

Обогрев жилища, организованный с использованием сжиженного горючего (пропана или бутана) имеет свои особенности. Чаще всего домовладельцы устанавливают специальные емкости – газгольдеры, заправляющиеся на весь отопительный сезон. Обогрев с помощью баллонов встречается куда реже. Но никаких особых сложностей расчет расхода сжиженного газа на отопление дома не представляет.

Берется та же формула, только в нее подставляется удельная теплота сжигания СУГ (пропан-бутана), равная 46 МДж /кг или 12.8 кВт/кг. Обратите внимание: расчетная калорийность топлива относится к единице массы (килограмм), а на заправке цена считается за объем (литры). Результаты можно пересчитать после, сначала надо узнать потребление сжиженного газа обычным котлом (КПД – 88%), обогревающим дом площадью 80 м² из предыдущего примера:

V = 8 / (12.8 х 88 / 100) = 8 / 11.264 = 0.71 кг/ч.

Зная, что 1 л сжиженного газа имеет массу 540 г (справочная величина), нетрудно подсчитать расход пропана в литрах: 0.71 / 0.54 = 1.3 л. В сутки это 1.3 х 24 = 31.2 л газа, за месяц – 31.2 х 30 = 936 л. Теперь, учитывая изменения погодных условий, для определения среднего потребления сжиженного газа полученную цифру надо уменьшить вдвое: 936 / 2 = 468 л в месяц. Расход газа на отопление за год получится (31.2 л / 2) х 214 суток = 3338.4 л (для Москвы).

Как уменьшить расход газа на обогрев и другие нужды

В этом разделе речь пойдет о банальных вещах, о которых слышали многие. Но от банальности их важность не становится меньше. Ведь это прямой путь снизить количество используемых энергоносителей, в том числе большой расход газа, идущего на отопление частного дома.

Существенно уменьшить потребление позволят следующие мероприятия:

1. Провести качественное утепление здания, желательно с наружной стороны.
2. По возможности автоматизировать систему отопления, чтобы комнаты дома хорошо прогревались во время пребывания в них людей, а при их отсутствии поддерживалась дежурная температура 10—15 °С.
3. Задействовать таймер для бойлера косвенного нагрева, чтобы вода в нем подготавливалась к определенному времени суток.
4. Устраивать обогрев дома водяными теплыми полами.
5. Приобретать наиболее экономичные газовые котлы – конденсационные.

Все эти мероприятия принесут еще больше пользы и позволят уменьшить расход газа, если экономить будете и вы сами. Возможно, поставить автоматику удастся только частично или не удастся вовсе, тогда вам придется управлять системой самостоятельно. Кстати, современные контроллеры для котлов имеют встроенные функции дистанционного управления через интернет или сотовый телефон.

Приложение. Методика расчета норм потребления природного газа населением при отсутствии приборов учета газа

регионального развития РФ

от 13 июля 2006 г. N 83

Методика
расчета норм потребления природного газа населением при отсутствии приборов учета газа

ГАРАНТ:

См. Методику расчета норм потребления сжиженного углеводородного газа населением при отсутствии приборов учета газа, утвержденную приказом Минрегиона России от 15 августа 2009 г. N 340

I. Область применения

Методика предназначена для расчета норм потребления природного газа населением при отсутствии приборов учета газа, а также в случае их неисправности или истечения межповерочного периода.

Органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации при определении норм потребления природного газа населением руководствуются настоящей Методикой.

II. Общие положения

2.1. Нормы (объем) потребления природного газа на бытовые нужды населения устанавливаются по следующим направлениям его использования:

— приготовление горячей воды для хозяйственных и санитарно-гигиенических нужд (включая стирку белья) в условиях отсутствия централизованного горячего водоснабжения:

— при наличии газового водонагревателя;

— при отсутствии газового водонагревателя;

— индивидуальное (поквартирное) отопление жилых помещений (жилых домов, квартир, комнат);

— отопление бань, теплиц, гаражей;

— содержание животных (лошадей, коров, свиней, овец и коз, домашней птицы) в личном подсобном хозяйстве (приготовление кормов, подогрев воды для питья и санитарных целей).

2.2. При использовании в жилых помещениях газа по нескольким направлениям объемы потребления природного газа, определенные по соответствующим нормам, складываются.

2.3. Для удобства, расчеты норм производятся исходя из равномерного распределения потребляемого газа по месяцам года.

Нормы потребления газа на приготовление пищи и горячей воды устанавливаются в кубических метрах на одного человека в месяц.

Нормы потребления газа на отопление жилых помещений устанавливаются в кубических метрах на один квадратный метр отапливаемой площади или на один кубический метр отапливаемого объема.

Отапливаемая площадь здания определяется как площадь этажей (в том числе и мансардного, отапливаемых цокольного и подвального) здания, измеряемая в пределах внутренних поверхностей наружных стен, включая площадь, занимаемую перегородками и внутренними стенами. В отапливаемую площадь здания не включаются площади теплых чердаков и подвалов, подвала (подполья), холодных неотапливаемых веранд, а также холодного чердака или его части, не занятой под мансарду.

Отапливаемый объем здания определяется как произведение отапливаемой площади этажа на внутреннюю высоту, измеряемую от поверхности пола первого этажа до поверхности потолка последнего этажа.

Нормы потребления газа на отопление бань, теплиц, гаражей устанавливаются в кубических метрах на один кубический метр отапливаемого объема.

Нормы потребления газа на содержание животных в личном подсобном хозяйстве устанавливаются в кубических метрах по видам животных: на одну лошадь, корову, свинью, овцу, козу, на десять голов домашней птицы.

2.4. Нормы потребления газа на бытовые нужды населения определяются теплотехническими расчетами с учетом требований действующих нормативных документов, устанавливающих нормы расхода теплоты на соответствующие цели.

2.5. Нормы потребления природного газа населением рассчитываются для каждого региона (субъекта Российской Федерации) (далее — региона) с учетом его природно-климатических, демографических и социально-экономических особенностей.

III. Определение норм потребления природного газа на пищеприготовление

3.1. Нормы потребления газа на приготовление пищи при установке в жилых помещениях газовых плит определяются на основании годовых норм расхода теплоты, приведенных в приложении А.

3.2. Расчет среднемесячной нормы потребления природного газа на пищеприготовление Н_1, м3/чел., производится по формуле

Значения коэффициентов К_1 по регионам приведены в приложении Б.

IV. Определение норм потребления природного газа на приготовление горячей воды в условиях отсутствия централизованного горячего водоснабжения

4.1. Приготовление горячей воды в условиях отсутствия централизованного горячего водоснабжения производится с использованием газового водонагревателя, а при его отсутствии — с использованием газовой плиты.

4.2. Нормы потребления газа на приготовление горячей воды определяются на основании годовых норм расхода теплоты, приведенных в приложении А.

4.3. Расчет среднемесячной нормы потребления природного газа на приготовление горячей воды с использованием газового водонагревателя Н_2, м3/чел, производится по формуле

Значения коэффициентов К_2 по регионам приведены в приложении Б.

4.4. Расчет среднемесячной нормы потребления природного газа на приготовление горячей воды в условиях отсутствия газового водонагревателя Н_3, м3/чел, производится по формуле

Значения коэффициентов К_3 по регионам приведены в приложении Б.

V. Определение норм потребления природного газа на индивидуальное (поквартирное) отопление жилых помещений

5.1. Нормы потребления природного газа на отопление жилых помещений, имеющих индивидуальное (поквартирное) отопление и не оснащенных приборами учета газа, определяются в соответствии с расчетными годовыми расходами тепловой энергии. При этом исходными данными для расчетов являются:

— климатические параметры региона;

— параметры микроклимата в жилых помещениях;

— усредненные объемно-планировочные показатели жилых зданий;

— распределение жилищного фонда в регионе по материалу стен и физическому износу;

— средневзвешенные КПД отопительных аппаратов и печей.

5.2. Средняя по региону месячная норма потребления природного газа на отопление жилых зданий (домов) Н(ср)_от, м3/(м2 х мес.) или м3/(м3 х мес.), в зависимости от наличия информации по жилищному фонду определяется по одному из двух вариантов:

— укрупненно на основе общих статистических данных по жилищному фонду региона;

— дифференцированно для характерных групп жилых зданий (домов) с последующим усреднением в соответствии с долей группы зданий.

5.3. При использовании общих статистических данных по жилищному фонду, величина Н(ср)_от, м3/(м2 х мес.) или м3/(м3 х мес.), рассчитывается на основе средней площади одной квартиры по региону.

5.4. При дифференцированном расчете норм для характерных групп жилых зданий (домов) среднюю по региону месячную норму потребления природного газа на отопление H(ср)_от, м3/(м2 х мес.) или м3/(м3 х мес.), рассчитывают как средневзвешенную величину по долям характерных групп зданий (домов)

При расчетах норм потребления газа на отопление в качестве характерных групп выделяют здания (дома), которые различаются по:

— объемно-планировочным показателям (величине отапливаемой площади А_от, внутренней высоте этажа здания h_от и числу этажей);

— материалу стен зданий (домов);

— физическому износу зданий (домов).

Усредненные объемно-планировочные показатели, необходимые для выполнения расчетов для наиболее распространенных в регионах характерных групп жилых зданий (домов) представлены в приложении В.

При определении региональных норм потребления газа на отопление с помощью указанной в приложении Г формы, выделяются несколько (i) характерных групп зданий (домов), имеющих наибольшую долю d_i в жилищном фонде региона. Дальнейшие расчеты выполняются по усредненным объемно-планировочные показателям для одного здания из каждой i-ой характерной группы с последующим усреднением норм газопотребления (Н(мес)_от)_i по формуле (4).

5.5. Расчет среднемесячной нормы потребления газа на отопление жилых зданий (домов) для выделенной характерной группы производится:

— либо в расчете на 1м2 отапливаемой площади Н(мес)_от, м3/(м2 х мес.)

— либо в расчете на 1 м3 отапливаемого объема H(мес)_от, м3/(м3 х мес.)

5.6. Расчетный годовой расход природного газа на отопление складывается из расходов газа в отопительный и переходный периоды года

В зависимости от сроков эксплуатации и технического состояния отопительных устройств величины их КПД могут значительно отличаться от указанных выше.

5.7. Расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода Q(оп)_от, МДж, учитывает общие теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции, бытовые тепловыделения и теплопоступления через окна от солнечной радиации и определяется по формуле

Значения величин t(хол)_н, D(оп)_сут, Z(оп)_от, I(оп)_cp принимаются по приложению Д для конкретных регионов.

Величины Альфа(Сигма)_ок и А_F определяются в соответствии с выбранной характерной группой зданий по приложению В.

Коэффициент К_инф рассчитывается по алгоритму, изложенному в приложении Е.

5.8. Расход тепловой энергии на отопление здания в течение переходного периода Q(пп)_от, МДж, определяется по формуле

Значения величин D(пп)_сут, Z(пп)_от, I(пп)_cp принимаются по приложению Д для конкретных регионов.

Продолжительность переходного периода Z(пп)_от — расчетный период времени работы системы отопления жилого здания, представляющий собой среднее статистическое число суток в году, когда средняя суточная температура наружного воздуха выше 8°С, но ниже 14°С. Продолжительность переходного периода определяется местными природно-климатическими условиями региона и уровнем энергетической эффективности зданий, составляющих жилищный фонд в регионе.

5.9. Перечни исходных данных и получаемых результатов при расчетах норм потребления природного газа на отопление жилых зданий (домов) приведены в форме, рекомендуемой в приложении Ж.

VI. Определение норм потребления природного газа на отопление бань, теплиц, гаражей

6.1. Расчет среднемесячной (при равномерном распределении по месяцам года) нормы потребления природного газа Н(мес)_Б, м3/(м3 х мес/), на отопление индивидуальных бань производится по формуле

6.2. Расчетный годовой расход природного газа на отопление бани складывается из расходов газа в отопительный и неотопительный периоды года

6.3. Расход тепловой энергии на отопление бани в течение отопительного периода Q(оп)_Б, МДж, (при одном натопе в неделю и продолжительности натопа 12 часов) определяется по формуле

6.4. Расход тепловой энергии на отопление бани в течение неотопительного периода Q(нп)_Б, МДж, определяется по формуле

Величины t(хол)_н, t(оп)_н, t(год)_н, Z(оп)_от принимаются по приложению Д для конкретных регионов.

6.5. Расчет среднемесячной (при равномерном распределении по месяцам года) нормы потребления природного газа Н(мес)_тепл, м3/(м3 х мес/), на отопление теплиц производится по формуле

6.6. Расчетный годовой расход природного газа на отопление теплицы определяется по формуле

6.7. Расход тепловой энергии на отопление теплицы в течение сезона ее работы Q(сез)_тепл, МДж, определяется по формуле

6.8. Расчет среднемесячной (при равномерном распределении по месяцам года) нормы потребления природного газа H(мес)_ГАР, м3/(м3 х мес.), на отопление индивидуальных гаражей производится по формуле

6.9. Расчетный годовой расход природного газа на отопление гаража определяется по формуле

6.10. Расход тепловой энергии на отопление гаража в течение отопительного периода Q(оп)_ГАР, МДж, определяется по формуле

Величины t(хол)_н, t(оп)_н, Z(оп)_от, принимаются по приложению Д для конкретных регионов.

6.11. Для получения средневзвешенных по региону значений исходных данных, необходимых для расчетов норм потребления природного газа на отопление бань, теплиц и гаражей, пользоваться формой, указанной в приложении И.

VII. Определение норм потребления природного газа на содержание животных в личном подсобном хозяйстве

7.1. При содержании животных в личном подсобном хозяйстве расход природного газа обуславливается затратами теплоты на приготовление кормов (с учетом запаривания грубых кормов, корнеплодов и клубнеплодов), а также на подогрев воды для питья и санитарных целей.

7.2. Нормы потребления газа на приготовление кормов и подогрев воды для различных животных и птиц, содержащихся в личном подсобном хозяйстве, определяются на основании годовых норм расхода теплоты, приведенных в приложении К.

7.3. Расчет среднемесячной суммарной нормы потребления природного газа на приготовление кормов и подогрев воды для всего поголовья животных и птиц в домашнем хозяйстве H(мес)_ж,п, м3/мес., производится по формулам

Значения Q_i для различных животных и птиц приведены в приложении К.