Определение расхода газа на жилой дом с поквартирным теплоснабжением

П. А. Булитко, главный эксперт по направлению «Топливно-энергетический комплекс», государственное автономное учреждение Республики Крым «Госстройэкспертиза»

Так называемые двухконтурные котлы все шире применяются для отопления и горячего водоснабжения (ГВС) многоквартирных жилых домов, поскольку потребитель в данном случае получает максимум комфорта при минимуме затрат. Однако при их использовании у проектировщиков газоснабжения возникают определенные трудности с расчетом расхода газа на отдельный многоквартирный жилой дом и тем более на целый квартал домов с индивидуальным отоплением. Предлагаем методику расчета расхода газа на многоквартирный жилой дом при использовании для отопления и ГВС двухконтурных котлов, устанавливаемых в каждой отдельной квартире.

Действующие рекомендации по расчету расхода газа на жилой дом изложены в СП 42-101–2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб» (п. 3.20). Принятая методика предусматривает определение суммарного расхода газа на плиты и газовые колонки с учетом коэффициента одновременности (СП 42-101–2003, табл. 5). К полученному результату прибавляется расход газа на все отопительные котлы, установленные в доме, с учетом их загрузки на 85 %.

Многие проектировщики механически используют данную методику при расчете расхода газа на дом, в котором устанавливаются плиты и двухконтурные котлы. При этом не учитывается то обстоятельство, что такой котел, работая в режиме покрытия нагрузки ГВС, не обеспечивает нагрузку отопления квартиры, т. е. реализуется теплоаккумулирующая способность здания. Ясно, что, работая в дальнейшем в режиме отопления, котел покроет образовавшийся временный дефицит тепла. Также очевидно, что в этом случае максимальный часовой расход газа на дом уменьшится.

Уточненная методика

Предлагается другая методика расчета расхода газа, учитывающая изложенные обстоятельства.

Максимальный расчетный часовой расход газа на плиты и котлы, работающие в данный момент в режиме ГВС, определяем в соответствии с СП 42-101–2003 (п. 3.20).

Для учета расхода газа, идущего на покрытие нагрузки отопления, возможно использовать приложение В к СП 124.13330.2012 «Тепловые сети», в котором представлены нормируемые удельные показатели максимальной тепловой нагрузки в Вт/м 2 на отопление жилых домов в соответствии с климатическими условиями района строительства, этажностью и годом постройки здания.

Сравнительный расчет

Рассчитаем расход газа на 80-квартирный жилой дом общей площадью 6 485 м 2 , построенный после 2015 года в Симферополе, по двум методикам: традиционной (СП 42-101–2003) и предлагаемой.

В качестве исходных данных принимаем:

– расчетная температура наружного воздуха для расчета отопления –15 °С;

– максимальный расход газа на 4-конфорочную плиту – 1,2 м 3 /ч;

– максимальный расход газа на двухконтурный котел мощностью 24 кВт, работающий в режиме горячего водоснабжения, – 2,9 м 3 /ч;

– коэффициент одновременности для 80 квартир согласно СП 42-101–2003 (табл. 5) – 0,192.

Результаты расчета по традиционной методике

• расход газа на приготовление пищи и ГВС в рассматриваемом доме составляет 63 м 3 /ч = 0,192 × (80 × 1,2 м 3 /ч + 80 × 2,9 м 3 /ч );
• расход газа на отопительные котлы равен 197 м 3 /ч = 80 × 2,9 м 3 /ч × 0,85.

Суммарный максимальный расход газа на весь дом составит 260 м 3 /ч.

Результаты расчета по предлагаемой методике

При использовании предлагаемой методики принимаем по СП 124.13330.2012 (приложение В), что максимальный удельный расход тепла на отопление 9-этажного жилого дома, построенного в Симферополе после 2015 года, составляет 0,036 кВт/м 2 .

Учитывая общую площадь рассматриваемого дома, максимальный часовой расход тепла на его отопление составляет 233 кВт = 6 485 м 2 × 0,036 Вт/м 2 . Это соответствует расходу газа на отопительные котлы в размере 28 м 3 /ч (калорийность газа принята 8 000 ккал/м 3 , а КПД котла – 90 %).

В итоге суммарный максимальный расход газа на рассматриваемый дом снижается до 91 м 3 /ч = 28 м 3 /ч + 63 м 3 /ч.

Разница в результатах расчетов весьма существенна.

Завышенный расход газа приводит к увеличению диаметров газопроводов. Также неоправданно увеличивается калибр счетчика газа и производительность газорегуляторного пункта, и как результат возрастает сметная стоимость строительства.

Поделиться статьей в социальных сетях:

Расход газа при поквартирном отоплении

Определение расхода газа на жилой дом с поквартирным теплоснабжением

При использовании двухконтурных котлов для отопления и горячего водоснабжения (ГВС) многоквартирных жилых домов, у проектировщиков газоснабжения возникают определенные трудности с расчетом расхода газа на отдельный многоквартирный жилой дом и тем более на целый квартал домов с индивидуальным отоплением.

Предлагаем методику расчета расхода газа на многоквартирный жилой дом при использовании для отопления и ГВС двухконтурных котлов, устанавливаемых в каждой отдельной квартире.

Действующие рекомендации по расчету расхода газа на жилой дом изложены в СП 41-101–2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб» (п. 3.20). Принятая методика предусматривает определение суммарного расхода газа на плиты и газовые колонки с учетом коэффициента одновременности (СП 41-101–2003, табл. 5). К полученному результату прибавляется расход газа на все отопительные котлы, установленные в доме, с учетом их загрузки на 85 %.

Многие проектировщики механически используют данную методику при расчете расхода газа на дом, в котором устанавливаются плиты и двухконтурные котлы. При этом не учитывается то обстоятельство, что такой котел, работая в режиме покрытия нагрузки ГВС, не обеспечивает нагрузку отопления квартиры, т. е. реализуется теплоаккумулирующая способность здания. Ясно, что, работая в дальнейшем в режиме отопления, котел покроет образовавшийся временный дефицит тепла. Также очевидно, что в этом случае максимальный часовой расход газа на дом уменьшится.

Уточненная методика

Предлагается другая методика расчета расхода газа, учитывающая изложенные обстоятельства.

Максимальный расчетный часовой расход газа на плиты и котлы, работающие в данный момент в режиме ГВС, определяем в соответствии с СП 41-101–2003 (п. 3.20).

Для учета расхода газа, идущего на покрытие нагрузки отопления, возможно использовать приложение В к СП 124.13330.2012 «Тепловые сети», в котором представлены нормируемые удельные показатели максимальной тепловой нагрузки в Вт/м 2 на отопление жилых домов в соответствии с климатическими условиями района строительства, этажностью и годом постройки здания.

Сравнительный расчет

Рассчитаем расход газа на 80-квартирный жилой дом общей площадью 6 485 м 2 , построенный после 2015 года в Симферополе, по двум методикам: традиционной (СП 41-101–2003) и предлагаемой.

В качестве исходных данных принимаем:

– расчетная температура наружного воздуха для расчета отопления –15 °С;

– максимальный расход газа на 4-конфорочную плиту – 1,2 м 3 /ч;

– максимальный расход газа на двухконтурный котел мощностью 24 кВт, работающий в режиме горячего водоснабжения, – 2,9 м 3 /ч;

– коэффициент одновременности для 80 квартир согласно СП 41-101–2003 (табл. 5) – 0,192.

Результаты расчета по традиционной методике

• расход газа на приготовление пищи и ГВС в рассматриваемом доме составляет 63 м 3 /ч = 0,192 × (80 × 1,2 м 3 /ч + 80 × 2,9 м 3 /ч );
• расход газа на отопительные котлы равен 197 м 3 /ч = 80 × 2,9 м 3 /ч × 0,85.

Суммарный максимальный расход газа на весь дом составит 260 м 3 /ч.

Результаты расчета по предлагаемой методике

При использовании предлагаемой методики принимаем по СП 124.13330.2012 (приложение В), что максимальный удельный расход тепла на отопление 9-этажного жилого дома, построенного в Симферополе после 2015 года, составляет 0,036 кВт/м 2 .

Учитывая общую площадь рассматриваемого дома, максимальный часовой расход тепла на его отопление составляет 233 кВт = 6 485 м 2 × 0,036 Вт/м 2 . Это соответствует расходу газа на отопительные котлы в размере 28 м 3 /ч (калорийность газа принята 8 000 ккал/м 3 , а КПД котла – 90 %).

В итоге суммарный максимальный расход газа на рассматриваемый дом снижается до 91 м 3 /ч = 28 м 3 /ч + 63 м 3 /ч.

Разница в результатах расчетов весьма существенна.

Завышенный расход газа приводит к увеличению диаметров газопроводов. Также неоправданно увеличивается калибр счетчика газа и производительность газорегуляторного пункта, и как результат возрастает сметная стоимость строительства.

Автор: П. А. Булитко, главный эксперт по направлению «Топливно-энергетический комплекс», государственное автономное учреждение Республики Крым «Госстройэкспертиза».

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.