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.

Средний расход газа на отопление дома

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

Один из главных пунктов, который волнует каждого владельца будущего дома – это экономия на его обслуживании. Специалисты, перед тем как выбрать отопительное оборудование, всегда выполняют расчет усредненного объема расхода газа, как самого распространенного ресурса, обеспечивающего тепло. Для этого учитывается множество факторов и используются актуальные методики, которые нацелены на понижение энергопотребления.

Объем теплопотерь

Немногие заказчики беспокоятся о вероятных теплопотерях строящегося жилья. Однако, при сегодняшних ценах на коммунальные услуги, данный параметр играет важную роль в устройстве систем отопления. Определяя величину возможных теплопотерь, использовав для этого индивидуальные или типовые проекты домов и коттеджей, можно значительно сократить требования для отопительного оборудования. Ключевые места, через которые уходит тепло, следующие:

• проёмы – от 20% теплопотерь. Деревянные или панорамного типа остекления, двери и гаражные ворота, служат гарантированным оттоком тепла;
• крыша. Неутепленная кровля, при небольших отрицательных температурах, потеряет от 10%;
• стены. Не имеет значения, кирпич это, блоки или бетон. Без правильной внешней и внутренней изоляции, теплопотери будут от 15%;
• фундамент. При правильном утеплении, потери сокращаются к минимуму;
• вентиляция. Не только она, но и другие подобного рода системы, могут увеличить уход тепла до 35%.

Если не учитывать данные параметры при проектировании или выполняя строительные услуги, потери тепла могут быть очень высокими. Владелец вынужден будет установить мощный, дорогостоящий котёл и расходовать большое количество газа, чтобы поддерживать оптимальную температуру в помещениях.

Когда еще на этапе проектирования, определяются объемы теплопотерь – это приводит к тому, что в период возведения жилья применяются: утеплители, специальные изоляционные материалы и технологичная отделка; сокращающая возможные потери тепла. К примеру, установка современного стеклопакета, позволит снизить потери с 20% до 4%, такая разница уже существенная.

Методы определения расходов на отопление газом в частном доме

Для упрощения подсчетов, определены базовые нормативы, что помогают вычислить объем расходуемого тепла для разного типа помещений:

1. Относительно квадратуры. Опираясь на существующие нормы, имеем следующие данные: чтобы прогреть 1 м 2 площади помещения, в центральном регионе России, требуется 100 Вт тепловой энергии; для северной части – 200 Вт; для южной – 80 Вт.
2. Относительно кубатуры. Немного иной порядок расчетов, который будет более точным. Каждый кубометр внутреннего пространства – это 30-40 Вт затрачиваемой энергии.

Таким образом, используя эти данные, можно подсчитать среднее количество затрачиваемой энергии для обогрева коттеджа. Например, имея дом площадью 200 м 2 , с высотой потолков 2,6 м – потребуется 20,8 кВт/ч.

200(м 2 ) * 2,6(м) * 40(Вт) = 20 800 Вт (20,8 кВт/ч)

Формула, определяющая средний расход газа на отопление дома

Все без исключения представители строительного сектора или органы государственного надзора, используют одну единственную формулу, чтобы определить какой расход газа на отопление дома:

V = Q / (q * КПД/100)

где:
V – количество газа, затрачиваемое на прогрев жилья в течении одного часа, м 3 /час;
Q – среднее значение требуемой тепловой энергии, определяемое одним из двух способов ранее, кВт/ч;
q – удельная теплота сгорания газа. Средний показатель для используемого газа в жилых помещениях 9,3-10,3 кВтч/м 3 ;
КПД – коэффициент полезного действия котла, указанный производителем.

Имея все эти данные, можно приступить к вычислению:
Возьмем к примеру, предварительный расчет для коттеджа в 200 м 2 , где для обогрева нужно 20,8 кВт энергии. Чтобы определить средний, а не максимальный расход на отопление газом в частном доме, рассчитанную тепловую мощность делим пополам – 20,8/2=10,4 кВт. Предположим, что установлен котел с КПД – 90%. Подставляем в формулу:

V = 10,4 / (9,3 * 0,90) = 1,242 м 3 /ч

Исходя из полученных данных можно рассчитать суточный расход, месячный и на весь отопительный сезон:

1,242 * 24 (часа) = 29,81 м 3

29,81 * 31 (день) = 924,11 м 3

924,11 * 6 (месяцев) = 5544,66 м 3

Узнав стоимость 1 м 3 газа, можно подсчитать предстоящие затраты на холодный период. Так, при цене на газ в 6,85 руб/м 3 , расходы составят 6 330 рублей в месяц. Следует помнить, что средний расход в час – это усреднённое значение, которое в зимний период будет выше, а в осенне-весенний ниже. Итак, запланировав строительство домов из пеноблоков или любого другого материала, зная его площадь и возможные теплопотери, можно узнать будущие затраты на его обогрев, что позволит более точно спрогнозировать финансовую сторону вопроса.