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.

Сколько газа потребляет котел за отопительный сезон

При выборе способа отопления очень важна стоимость топлива — во многих регионах нашей страны зимы длинные и суровые, и расходы на отопление — ключевая позиция. На сегодняшний день самым дешевым остается отопление природным газом. Но тут есть подводный камень — стоимость проекта подключения и работ очень немалые. Так что приходится считать, что дешевле — подключиться к газовой магистрали и меньше тратить на отопление или искать другой источник тепла. Чтобы оценить окупаемость первоначальных вложений, имеет смысл посчитать стоимость отопления при использовании различных видов топлива. На основании этих данных можно будет осознано делать выбор. В этой статье мы разберем, как рассчитать расход газа на отопление дома и приведем средние цифры по некоторым регионам.

Как высчитать средний расход газа на отопление дома

Количество газа, необходимого на отопление одного квадратного метра дома, зависит от:

• Теплопотерь здания. Чем меньше тепла теряет ваш дом (чем лучше он утеплен), тем меньше топлива вам потребуется.
• Региона. Чем суровее зимы, тем больше за отопительный сезон вы потратите топлива.
• Отапливаемой площади.

Газ пока еще наиболее экономичный вид топлива

КПД котла. Современные газовые котлы имеют высокий КПД — 85% и выше. При таком раскладе большая часть выделяемого топливом тепла идет на обогрев, а не «вылетает в трубу». Так что выбор котла — важная составляющая экономичного отопления.

Как вы понимаете, предварительные расчеты очень и очень приблизительны, но они дают хоть какое-то представление о расходах на отопление дома. Подсчитать необходимый объем газа можно несколькими способами.

По мощности котла

Мощность отопительного котла подбирается чтобы даже в самый холодный период в доме было тепло. При выборе принимают в расчет теплопотери и желаемый «климат» в помещениях. Если котел двухконтурный, добавляют запас производительности на нагрев воды для горячего водоснабжения.

Максимальная производительность отопительного котла достигается лишь на короткий промежуток времени — в самые холодные дни. В основном оборудование работает примерно на 50% от своей мощности. Поэтому при расчете расхода газа на отопление по мощности котла, берут половину от его номинальной производительности. По этой цифре высчитывают расход газа за один час:

• Берут теплотворную способность газа (есть в таблицах, но можно найти конкретно какой газ поставляется вам) и делят на нее половинную мощность котла. Получают расход газа на отопление дома в час.
• Если надо узнать суточное потребление — умножаем на 24 часа.
• Среднемесячное количество газа на отопление — на количество дней в месяце, за отопительный сезон — на количество месяцев, на протяжении которых работает отопление.

Удельная теплота сгорания некоторых видов топлива (природный газ в том числе)

Чтобы весь расчет расхода газа по мощности котла был понятнее, приведем пример. Пусть для отопления дома выбран газовый котел мощностью 32 кВт. Считать будем средний расход, используя половинную мощность — 16 кВт. Дальше действия такие:

1. 16 кВт делим на теплоту сгорания природного газа. 16 кВт / 9,2 кВт/м³ = 1,739 м³. Получили средний расход газа в час — 1,74 кубометра.
2. Чтобы узнать, сколько газа уйдет за сутки, умножаем полученное значение на 24 часа: 1,74 м³ * 24 ч = 41,76 м³/сут.
3. Среднемесячное потребление вычисляем, умножив суточную норму на 30 дней: 41,76 м³/сут * 30 дн = 1252 м³/мес.

Эта цифра приблизительная. Получить более точные результаты можно, если учесть КПД котла. Пусть КПД котла 88%. Чтобы узнать, сколько газа потребуется, надо добавить 12% к найденной цифре (100%-88% = 12%). 1252 м³/мес + 12% = 1403 м³/мес. В результате получаем среднемесячный расход газа на отопление 1400 кубов.

Расход газа для разных видов котлов

Полученная цифра — очень приблизительная. Не факт, что котел будет работать большую часть времени на половинной мощности. Может быть, в вашем случае он будет задействован всего на 30%, или в среднем будет работать на 65%. Зависит от методики подбора, от самого котла, качества топлива, погодных условий и т.д. То есть, точно высчитать расход газа на отопление частного дома просто нереально. Только приблизительные данные. Реальный расход может быть как намного больше расчетного, так и намного меньше.

Считаем по теплопотерям

Узнать приблизительное количество газа на отопление дома можно и по теплопотерям. Их реально определить при помощи тепловизора или расчетным путем.

Тепловизор — устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности. Распределение температуры отображается на дисплее как цветная картинка, где разным температурам соответствуют разные цвета.

Расчет заказывают в специализированных организациях. Они на основе строительных данных (материал и толщина стен, перекрытий, тип/количество/площадь окон и дверей, тип и «пирог» кровли, нулевого этажа и т.д.) высчитывают сколько тепла будет терять ваш дом. На основе этих данных можно сделать более точные подсчеты необходимого количества топлива.

Куда уходит тепло из дома

Например, теплопотери дома составляют 18 кВт. По методике их определяют для самого холодного периода. Поэтому при расчетах также берут 50% от указанной цифры. Дальше подход такой же: делим теплопотери на теплотворную способность газа, узнаем часовой расход. Далее весь процесс аналогичен вышеописанному.

1. Узнаем часовой расход: 18 кВт / 2 = 9 кВт. Делим на теплотворную способность природного газа: 9 кВт / 9,2 кВт/м³ = 0,98 м³/час.
2. Суточная потребность в газе для отопления: 0,98 м³/час * 24 час = 23,48 м³/сут.
3. На месяц надо будет 23,48 м³/сут * 30 дней = 704 м³/мес.

За сезон уже посчитать несложно: умножить на количество месяцев, на протяжении которых работает отопление. Цифра, как понимаете тоже приблизительная. Чтобы приблизиться к реальному расходу, надо добавить затраты на горячее водоснабжение и на неидеальность отопительного оборудования.

Можно рассчитать количество любого топлива и, соответственно, расходы на отопление

• Расход газа на горячее водоснабжение составляет около 10-15% от затрат на отопление. В данном случае это составляет 704 м³/мес * 15% = 84,5 м³/мес.
• Запас на неидеальность оборудования зависит от КПД котла. Пусть котел поставим очень хороший, с КПД 90%. В этом случае надо добавить 10% (та цифра, которой не хватает до 100%). То есть, потребуется еще 70 кубов.
• Итого среднемесячный расход — 704 м³/мес + 84,5 м³/мес + 70 м³/мес = 858,5 м³/мес.

Хоть этот расчет более точный — на основе реальных потерь тепла — он не идеален, но дает представление о среднем расходе.

Определение расхода газа по площади (квадратуре)

Этот способ позволяет лишь приблизительно оценить расход газа на отопление частного дома. Почему приблизительно? Потому что расход топлива (и газа в том числе) очень сильно зависит от степени утепления дома и от региона проживания. Для кирпичного дома без дополнительного утепления расход будет гораздо больше (до 2-х раз), чем для дома кирпичного дома такой же площади, но с утеплением снаружи минеральной ватой и вентилируемым фасадом (или колодезной кладкой).

Тем не менее приблизительно можно расход прикинуть. Есть нормы и данные статистики по отоплению домов из различных материалов, с разной степенью утепления. Но надо еще найти статистику по вашему региону. Так как расход газа на отопление дома, скажем, в средней полосе России, будет значительно выше, чем, например, в Краснодарском крае. Используя эти данные легко найти искомое значение — умножив данные на квадратуру вашего дома.

Расход газа на отопление дома очень сильно зависит от материала, из которого изготовлены стены, их толщины и степени утепления

По средней полосе России статистка такова:

• Очень хорошим считается расход порядка 3 куб.м в месяц на квадрат площади. Но это при очень хорошем утеплении.
• Средние показатели — 4-5 кубов/мес.
• Все что больше 5 кубов газа на метр отапливаемой площади — это уже перерасход, так как отопление обходится очень дорого.

Если говорить о более южных регионах, то 3 куба — это средние показатели. При хорошем утеплении можно добиться значительного снижения расхода газа. Но из-за не слишком суровой и продолжительной зимы, в южных регионах мало кто об этом задумывается. В качестве стимула можно посмотреть среднестатистические данные по Германии. В таблице представлен годовой расход газа на отопление частных домов и квартир. Зависимость от года постройки — использование новых материалов и технологий в области энергосбережения. Но даже самые «неэкономные» по немецким маркам дома более ранней постройки, заставляют лишь задумчиво смотреть на наши цифры.

Средний расход газа на отопление в Германии (дома площадью от 120 до 200 кв. м)

В любом случае, имея средний расход газа на отопление дома по вашему региону, можно найти затраты газа на отопление. Например, для неутепленного дома из бруса (сечение 15*15 см), в холодные месяцы (от -12°C до -20°C) уходит в месяц 6-6,5 кубов на квадратный метр. Если дом у вас 100 м², вам необходимо будет 600-650 кубов на месяц. Несложно посчитать и для площади 120, 150 или 200 квадратов. Просто умножаете «норму» на количество метров. Получаете искомую цифру.