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 м 2 или другой площади, в зависимости от размеров дома.

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 м 2 частного дома. Это означает, что расчетная мощность котельного агрегата для дома в 100 м 2 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 (м 3 /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/м 3 ) – 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.

Тип природного газа	Hi (низшая удельная теплота сгорания)	Hs (высшая удельная теплота сгорания)
G20	34,02 МДж/м 3 = 9,45 кВтч/м 3	37,78 МДж/м 3 = 10,49 кВтч/м 3
G25	29,25 МДж/м 3 = 8,13 кВтч/м 3	32,49 МДж/м 3 = 9,02 кВтч/м 3

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/м 3 .

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 м 2 . 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 м 3 /час.

Вычислим расход горючего G20:

• в сутки 0,56 × 24 = 13,44 м 3 ;
• в месяц (в среднем) 13,44 × 30,5 = 409,92 м 3 ;
• в течение отопительного сезона (7 месяцев) 409,92 × 7 = 2869,44 м 3 .

Для расчета годовых финансовых затрат на отопление полученное значение умножьте на стоимость одного м 3 магистрального газа в вашем регионе.

Подсчитаем расход газа на отопление дома 150 м 2 . Если топливом служит магистральный газ G25, КПД котла составляет 0,92, а для вычислений расчетной мощности использовался нормативный показатель 1 кВт на 10 м 2 , т.е., Q = 15/5 = 7,5 кВт.

V = 7,5 / (8,13 × 0,92) = 1,002 м 3 /час.

Округлим до 1 м 3 /час и рассчитаем годовое потребление: 1 × 24 × 30,5 × 7 = 5124 м 3 .

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 м 2 .

Будем исходить, что расчетное потребление соответствует нормативному (1 кВт на 10 м 2 ), 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 м 2 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.

Как рассчитать сколько газа потребляет газовый котел

Газ все еще является наиболее дешевым топливом, поэтому при наличии газовой магистрали стоит без раздумий выбирать именно газовый котел.

Согласно опросам и практике, в тройку важнейших критериев выбора у большинства покупателей входит параметр расхода газа. Несмотря на то, что он указывается в характеристиках практически каждого современного котла, это не позволяет быстро представить примерную стоимость газа, расходуемого за сутки, месяц или за весь отопительный сезон. Чтобы облегчить планирование бюджета на отопление, достаточно единожды разобраться в принципах расчета потребления газа котлами.

Читайте в статье

Рассчитываем сколько газа потребляет газовый котел в час, сутки и месяц

В проектировании индивидуальных систем отопления для частных домов используются 2 основных показателя: общая площадь дома и мощность отопительного оборудования. При простых усредненных расчетах принято считать, что для отопления каждых 10 м 2 площади достаточно 1 кВт тепловой мощности + 15-20% запаса мощности.

Как рассчитать необходимую мощность котла
Индивидуальный расчет, формула и корректирующие коэффициенты

Известно, что теплота сгорания природного газа – 9,3-10 кВт на м 3 , отсюда следует, что на 1 кВт тепловой мощности газового котла необходимо около 0,1-0,108 м 3 природного газа. На момент написания статьи стоимость 1 м 3 магистрального газа в Московской области – 5,6 руб/м 3 или 0,52-0,56 руб за каждый кВт тепловой мощности котла.

Но такой метод можно использовать, если неизвестны паспортные данные котла, ведь в характеристиках практически любого котла указывается расход газа при его непрерывной работе на максимальной мощности.

Например, известный напольный одноконтурный газовый котел Protherm Волк 16 KSO (мощностью 16 кВт), работая на природном газе, расходует 1,9 м 3 /час.

1. В сутки – 24 (часа) * 1,9 (м 3 /час) = 45,6 м 3 . В стоимостном выражении – 45,5 (м 3 ) * 5,6 (тариф для МО, руб.) = 254,8 руб/сутки.
2. В месяц – 30 (дней) * 45,6 (суточный расход, м 3 ) = 1 368 м3. В стоимостном выражении – 1 368 (куб. м) * 5,6 (тариф, руб.) = 7 660,8 руб/мес.
3. За отопительный сезон (предположим, с 15 октября по 31 марта) – 136 (дней) * 45,6 (м 3 ) = 6 201,6 кубов. В стоимостном выражении – 6 201,6 * 5,6 = 34 728,9 руб/сезон.

Однако это лишь приблизительные теоретические подсчеты, поскольку на практике котел не работает 24/7 на полную мощность: в таком случае многократно ускоряется износ его элементов. Грамотно подобранный по мощности (с учетом площади, теплопотерь дома и небольшим запасом мощности в 10-20%) газовый котел потребляет лишь 50-70% от рассчитанных выше по максимально возможному режиму работы котла значений.

То есть на практике, в зависимости от условий и режима отопления, тот же Protherm Волк 16 KSO, расходует 700-950 кубов газа в месяц, что около 3 920-5 320 руб/мес. Точно определить расход газа методом расчета невозможно!

Для получения точных значений используются приборы учета (газовые счетчики), ведь расход газа в газовых котлах отопления зависит от правильно подобранной мощности отопительного оборудования и технологий модели, предпочитаемой хозяином температуры, обустройства системы отопления, средней температуры в регионе за отопительный сезон и еще от множества факторов, индивидуальных для каждого частного дома.

Таблица потребления известных моделей котлов, согласно их паспортных данных

Модель	Мощность, кВт	Max расход природного газа, куб. м/час
Лемакс Премиум-10	10	0,6
ATON Atmo 10ЕВМ	10	1,2
Baxi SLIM 1.150i 3E	15	1,74
Protherm Медведь 20 PLO	17	2
De Dietrich DTG X 23 N	23	3,15
Bosch Gaz 2500 F 30	26	2,85
Viessmann Vitogas 100-F 29	29	3,39
Navien GST 35KN	35	4
Vaillant ecoVIT VKK INT 366/4	34	3,7
Buderus Logano G234-60	60	6,57

Калькулятор для быстрого подсчета

Напомним, что в калькуляторе используются те же принципы, что и в примере выше, реальные данные расхода зависят от модели и условий эксплуатации отопительного оборудования и могут составлять лишь 50-80% от данных, рассчитанных с условием, что котел работает беспрерывно и на полную мощность.

Дополнительные теоретические способы расчета расхода природного газа

Исходя из теплопотерь дома

В точности теплопотери дома считаются исходя из площади + корректировки, связанные с площадью остекления, степенью утепленности дома, климатическим поясом и температурой в самую холодную декаду отопительного сезона. Упрощенно принято считать, что на каждые 10 м 2 дома среднестатистического дома с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков до 2,7 м приходится 1-1,2 кВт/час теплопотерь. Соответственно, для поддержания комфортной температуры, необходимо установить баланс получаемого от системы отопления тепла и теплопотерь.

Рассчитаем на примере среднестатистического дома площадью 100 м 2 , расположенного в Подмосковье, не предполагающего корректировок связанных с климатической зоной. Теплопотери такого дома составят около 11 кВт/час, столько же будет производить и газовый котел. Вспоминаем, что удельная теплоемкость сгорания природного газа – 9,3 кВт. Однако большинство газовых котлов имеет КПД 90%, поэтому необходимо внести соответствующую поправку на эффективность.

Итого, расход газа = 11 (кВт/час) / (9,3 (кВт) * 0,9 (КПД 90%)) = 1,31 м 3 /час, что равно 31,44 куба в сутки. Согласно тарифу на момент написания статьи для Подмосковья это 176,1 руб/сутки.

Но, как и другие методы, расчет исходя из теплопотерь показывает примерную картину с отклонениями 10-30% в каждую сторону. В самый теплый месяц сезона расход может быть минимальный, в то время как в самую холодную декаду в виду больших теплопотерь котел будет работать на максимуме возможностей с постоянно работающими открытыми горелками.

Потребление котлом определенной мощности

Некоторые производят расчет потребления газа по мощности котла, это уместно, если, например, котлоагрегат довольно старый и паспортный расход неизвестен. Допустим, имеется котел мощностью 10 кВт, для расчетов также понадобится КПД , который, вероятно, также неизвестен, но на практике КПД старых советских и постсоветских газовых котлов едва достигал 70%.

Потребление котла считаем по уже понятному из примеров ранее принципу: 10 кВт / (9,3 кВт * 0,7 (предполагаемый КПД 70%)) = 1,54 куб. м/час или 36,96 куб. м/сутки при беспрерывной работе основных горелок. Потребление газа котлом 24 кВт = 24 / (9,3 * 0,7) = 3,69 куб м/час.

Газовые котлы отопления: самая подробная инструкция по выбору
Чек-лист по критериям выбора, рейтинг моделей в 2021 году

Расход газового котла на сжиженном газе

Многие не только современные, но и довольно ранние газовые котлы работают как на природном, так и на сжиженном (балонном) газе, для смены используемого топлива обычно достаточно сменить горелку, предполагающуюся в комплекте и подключить газовый баллон. Рассчитывается расход по любому из ранее упомянутых принципов: по паспортным данным о расходе при работе на сжиженном газе, по тепловым потерям или мощности котлоагрегата.

Ошибочным является учет расхода сжиженного газа в м 3 или литрах, в контексте котельного оборудования более удобно и логично обозначать его объем в кг.

Например, газовый настенный котел Rinnai BR-K12 при беспрерывной работе на максимальной мощности расходует 1,0 кг/час сжиженного газа. Средняя стоимость сжиженного газа на момент написания статьи – 33 руб/кг.

1. В сутки – 24 (часа) * 1,0 (кг/час) = 24 кг. В стоимостном выражении – 24 (кг) * 33 (стоимость 1 кг, руб.) = 792 руб/сутки.
2. В месяц сгорает – 30 (дней) * 24 (суточный расход, кг) = 720 кг. В стоимостном выражении – 720 (кг) * 33 (цена, руб.) = 23 760 руб/мес.
3. За отопительный сезон (предположим, с 15 октября по 31 марта) – 136 (дней) * 24 (кг) = 3 264 кг. В стоимостном выражении – 3 264 * 33 = 107 712 руб/сезон.

Несмотря на меньший расход, стоимость отопления при использовании сжиженного газа становится просто «золотой», не учитывая дополнительные заботы по закупке, транспортировке и подключению подачи топлива.

Что влияет на расход на практике

Наибольшее влияние на расход оказывает мощность котла и его КПД – то, насколько эффективно используется топливо. Однако эти факторы нельзя существенно изменить при уже имеющемся и функционирующем отопительном оборудовании, их необходимо планировать на этапе выбора и покупки. Чем мощнее котел, тем больше топлива ему понадобиться при работе в предельных режимах.

КПД большинства современных газовых котлов в пределах 90-94%, наиболее эффективны – конденсационные газовые котлы, имеющие КПД 105-109%. Вы наверняка понимаете, что КПД не может превышать 100%, поскольку дополнительная энергия просто не может взяться из-ниоткуда, и это вполне верно. Дело в том, что конденсационные котлы используют не только тепловую энергию от сгорания газа, но и тепловую энергию конденсатов влаги – одного из продуктов сгорания. Когда обычные конвекционные котлы выбрасывают эту энергию в дымоход, конденсационные направляют ее на подогрев обратки.

Фактически КПД таких котлоагрегатов стремится к 100%, а дополнительные 7-10%, полученных с конденсата являются лишь следующим этапом преобразования. Для обычного покупателя все эти процессы не имеют значения, но чтобы объективно сравнить эффективность с обычными котлами и объяснить покупателю разницу в цене, производители обозначают КПД таким образом.

Как выбрать комнатный термостат и экономить до 30% в месяц на отоплении

На расход газа также влияет и температура воздуха в регионе, при более сильных морозах котел пытается поддержать стабильную заданную хозяином температуру, однако теплопотери в виду морозов выше, соответственно, расход газа выше. Стандартная теплота сгорания природного газа – 9,3-10 кВт на м 3 , но ни для кого не секрет, что отечественный магистральный газ иногда предоставляется не лучшего качества, имеет меньшую калорийность. При этом оборудованию необходимо обеспечить то же количество тепла, что и ранее: котел потребляет много газа.

Частой причиной увеличения расхода газа является ненадлежащее и нерегулярное обслуживание котла. В первую очередь внимания требует теплообменник, который засоряется накипью или в последствии использования не идеально чистого теплоносителя. Уменьшить потребление можно просто проведя очистку не только теплообменника, но и горелок .

Последним критерием, от которого может зависеть больший расход – наличие второго контура для ГВС. Если расход двухконтурного котла стал заметно больше, возможно причина в более интенсивном использовании горячей воды.