Как сделать расчет расхода газа на отопление дома в соответствии с нормами

Определение величины затрат при централизованном или автономном отоплении частного дома выполняют еще на этапе проектирования постройки, либо же перед выбором типа энергоносителя или оптимальной модели котельного агрегата.

Какие факторы учитывают, выполняя расчет расхода газа на отопление дома, и как не прибегая к услугам специалистов определить усредненный расход на основе упрощенной методики, рассмотрим в нашей статье.

Определяющие факторы потребления газовой смеси

Обогрев дома с использованием природного газа сегодня считается наиболее востребованным и удобным. Но ввиду подорожания «голубого топлива» финансовые затраты домовладельцев существенно возросли. А потому большинство рачительных хозяев сегодня волнует, какой средний расход газа на отопление дома.

Основным параметром при расчете потребления топлива, расходуемого на обогрев загородного дома, являются тепловые потери здания.

Хорошо, если владельцы дома позаботились об этом еще при проектировании. Но в большинстве случаев на практике оказывается, что лишь малая часть домовладельцев знает тепловые потери своих строений.

Потребление газовой смеси напрямую зависит от КПД и мощности котлогенератора.

Не меньшее влияние оказывают также:

• климатические условия региона;
• конструктивные особенности постройки;
• количество и тип установленных окон;
• площадь и высота потолков в помещениях;
• теплопроводность примененных стройматериалов;
• качество утепления наружных стен дома.

Учитывайте, что рекомендованная паспортная мощность устанавливаемого агрегата демонстрирует его максимальные возможности. Она всегда будет несколько выше рабочих показателей агрегата, функционирующего в нормальном режиме при обогреве конкретного здания.

Мощность установленного агрегата рассчитывают в строгом соответствии с действующими нормативными требованиями, учитывая при этом все вышеперечисленные факторы

К примеру, если паспортная мощность котла в 15 кВт, то реально эффективно функционировать система будет  при тепловой мощности порядка 12 кВт. Запас по мощности около 20% рекомендован специалистами на случай аварий и сверх холодных зим.

Поэтому при расчете расхода топлива следует ориентироваться именно на реальные данные, а не основываться на максимальные значения, рассчитанные на краткосрочное действие в авральном режиме.

Покупать газовый агрегат рекомендовано с запасом по мощности примерно 20% на случай аварийных ситуаций и холодных зим. Например, если расчетная тепловая мощность равна 10 кВт, то оборудование рекомендовано приобретать с паспортной мощностью 12 кВт

Усредненный калькулятор расхода

Номинальный расход газа за прошедший отопительный период подсчитать не так сложно. Нужно лишь ежемесячно снимать показания счетчика. После завершения сезона суммировать месячные показания. Затем вычислить среднее арифметическое значение.

Если же нужно узнать номинальные значения на этапе проектирования дома, либо же при выборе эффективного, но при этом экономного отопительного оборудования, придется воспользоваться формулами.

При обустройстве автономного отопления загородного коттеджа или квартиры применяют усредненные параметры при определении теплопотерь

Для получения же приблизительных расчетов удельный расход тепла определяют двумя способами:

1. Ориентируясь на суммарный объем обогреваемых комнат. В зависимости от региона на отопление одного кубического метра выделяют 30-40 Вт.
2. По общей квадратуре постройки. За основу берут то, что на обогрев каждого квадрата площади комнат, высота стен в которых в среднем достигает 3-х метров, затрачивается 100 Вт теплоты. При определении величины также ориентируются на регион проживания: для южных широт – 80 Вт/м², для северных – 200 Вт/м².

Главный критерий, на который в обязательном порядке ориентируются при расчетах – необходимая тепловая мощность для обеспечения условий качественного обогрева помещений и восполнения его тепловых потерь.

За основу технологических расчетов берут усредненную пропорцию, при которой на 10 квадратов площади затрачивается 1 кВт тепловой энергии. Но стоит учитывать, что такой усредненный подход хоть и удобен, но все же не в достаточной степени способен отразить реальные условия вашего постройки с учетом климатического региона ее размещения.

Применяя упрощенный метод расчета, за основу берут, что для обогрева 10 квадратных метров частного дома требуется 1 кВт вырабатываемой генератором тепловой мощности

Правильно просчитав ориентировочный расход топлива, вы сможете для себя прояснить, какие мероприятия стоит осуществить для снижения его потребления. Как результат – сократить статью регулярных оплат за потребляемое «голубое топливо».

Сетевой газ на нужды отопления

В частные дома из централизованной магистрали поступает газовая смесь марки G20. В соответствии с принятым стандартом DIN EN 437 показания минимального значения удельной теплоты при сгорании топлива марки G 20 составляет 34,02 МДж/куб.метр.

В случае если установлен высокоэффективный конденсаторный котел минимальное значение удельной теплоты для «голубого топлива» категории G 20 составляет 37,78 МДж/куб. метр.

Заказать расчет тепловых потерь жилого дома с тем, чтобы составить «бухгалтерию» сезонных затрат и разъяснить для себя, есть ли надобность делать утепление, можно в проектной организации

Формула расчета расхода топлива

Для определения расхода газа, с учетом заложенного в него энергетического потенциала, применяют простую формулу:

V=Q / (Hi х КПД)

Где:

• V – искомая величина, определяющая расход газа для выработки тепловой энергии, измеряется в куб.м/час;
• Q – величина расчетной тепловой мощности, затрачиваемой для обогрева здания и обеспечения комфортных условий, измеряется в Вт/ч;
• Hi – величина минимального значения удельной теплоты при сгорании топлива;
• КПД – коэффициент полезного действия котла.

КПД котлогенератора показывает эффективность применения выработанной при сгорании газовой смеси тепловой энергии, которая непосредственно расходуется на подогрев теплоносителя. Он является паспортной величиной.

В паспортах котлоагрегатов современного образца коэффициент обозначается двумя параметрами: по высшей и низшей теплоте сгорания. Обе величины прописывают через дробную черту «Hs/Hi», например: 95/87%. Для получения максимально достоверного расчета принимают за основу берут, указанную в режиме «Hi».

Низшее значение удельной теплоты сгорания газа является табличной величиной, параметры которой соответствуют принятым стандартам DIN EN 437

Указанное в таблице значение «Hs» определяет высшей показатель теплоты сгорания газа. Его указывают в таблице по той причине, что водяной пар, выделяемый при сгорании газа, также способен преобразовывать скрытую тепловую энергию. Если грамотно задействовать эту тепловую энергию, то можно повысить и суммарную отдачу от затрачиваемого топлива.

На таком принципе построена работа котлов нового поколения – конденсаторных агрегатов. В них за счет преобразования пара в агрегатное жидкое состояние дополнительно вырабатывается еще около 10% тепла.

Помимо газа марки G20 в бытовых целях может также применяться аналог второй группы марки G 25. Газ марки G 20 добывают из сибирских месторождений, а G25 поставляют из Туркменистана и Поволжья. Разница между ними в том, что G25 при сжигании выделяет на 15% меньше тепла.

Газ марки G25 характеризуется повышенным процентным содержанием азота, за счет чего его энергетический потенциал на 15% ниже природного аналога G20

Уточнить, какой тип газа «течет» в магистрали можно в газоснабжающей компании вашего региона.

Пример расчета потребления сетевого газа

Предлагаем рассмотреть пример расчета расхода газа на отопление загородного коттеджа, исходные данные которого имеют такие параметры:

• площадь помещений достигает 100 кв. метров;
• рекомендованная мощность теплоагрегата – 10 кВт;
• КПД котла достигает 95%.

Для упрощения расчета джоули преобразуют в другую единицу измерения – киловатты. Так, при условии, что 1 кВт=3,6 МДж, теплота сгорания газа марки G 20 будет составлять 34,02/3,6=9,45 кВт.

Также стоит учитывать, что рекомендованная мощность теплогенератора, указанная как 10 кВт, потребуется только для обогрева помещений при самых неблагоприятных условиях. В действительности на протяжении всего отопительного периода количество таких неблагоприятных дней будет исчисляться единицами.

При грамотно продуманной и обустроенной системе отопления установленный котлоагрегат точно не будет работать круглые сутки напролет

В остальные дни холодного сезона для обогрева здания затрачивается значительно меньше мощности. Поэтому для получения корректных расчетов, а также  определения именно среднего, а не пикового расхода «голубого топлива» берут показания мощности котла не 10 кВт, а «половинные» 5 кВт.

Подставив полученные данные в формулу, выполняют вычисления: V = 5/(9,45 х 0,95). Получается, что на обогрев коттеджа площадью в 100 квадратов расход газа оставляет 0,557 куб.м/ч.

Уточнив тарифы на оплату одного кубометра «голубого топлива» не трудно будет рассчитать материальные затраты на весь отопительный период

На основе полученных путем простых вычислений данных не составит труда рассчитать расход газа на целый отопительный сезон, который в регионах средней широты длится около 7-ми месяцев:

• На сутки он составляет 0,557 х 24 = 13,37 м³.
• На месяц 13,37 х 30 = 401, 1 м³.
• На отопительный сезон длительностью в 7 месяцев 401,1 х 7 = 2807, 4 м³.

Зная цену одного кубометра «голубого топлива», не трудно будет спланировать как ежемесячные расходы, так и «бухгалтерию» на весь функционирования отопительной системы.

Расход сжиженной пропан-бутановой смеси

Далеко не все владельцы загородных домов имеют возможность подключиться к централизованной газопроводной магистрали. Тогда выходят из ситуации, используя сжиженный газ. Его хранят в установленных в котлованы газгольдерах, а пополняют, пользуясь услугами сертифицированных фирм, осуществляющих поставку топлива.

Применяемый для бытовых целей сжиженный газ хранят в герметичных емкостях и резервуарах – пропан-бутановых баллонах, объемом в 50 литров, или газгольдерах

В случае если для обогрева загородного дома применяют сжиженный газ, формула расчета за основу берется та же. Единственное – необходимо учитывать, что баллонный газ представляет собой смесь марки G30. Кроме того, топливо находится в агрегатном состоянии. А потому его расход считают в литрах или килограммах.

Формула расчета потребления горючей смеси

Оценить объемы затрат сжиженной пропан-бутановой смеси поможет несложный расчет. Исходные данные постройки те же: коттедж площадью в 100 квадратов, а КПД установленного котла – 95%.

При расчете следует учитывать, что пятидесятилитровые пропан-бутановые баллоны с целью безопасности заполняют не более чем на 85%, что составляет порядка 42,5 литров

При выполнении расчета ориентируются на две значимые физические характеристики сжиженной смеси:

• плотность баллонного газа составляет 0,524 кг/л.;
• выделяемое при сгорании одного килограмма такой смеси тепло равно величине 45,2 МДж/кг.

Для облегчения расчетов значения выделяемой теплоты, измеряемой в килограммах, преобразуют в другую единицу измерения – литры: 45,2 х 0,524 = 23,68 МДж/л.

После чего джоули преобразуют в киловатты: 23,68/3,6 = 6,58 кВт/л. Для получения корректных расчетов за основу берут все те же 50% от рекомендованной мощности агрегата, что составляет 5 кВт.

Полученные значения подставляют в формулу: V = 5/(6,58 х 0,95). Получается, что расход топливной смеси марки G 30 составляет 0,8 л/ч.

Пример подсчета расхода сжиженного газа

Зная, что за один час эксплуатации котлогенератора, в среднем затрачивается 0,8 литра топлива, нетрудно будет подсчитать, что одного стандартного баллона с заправкой объемом в 42 литра хватит ориентировочно на 52 часа. Это составляет чуть больше, чем двое суток.

На весь отопительный период показатели расхода горючей смеси будут составлять:

• На сутки 0,8 х 24 = 19,2 литра;
• На месяц 19,2 х 30 = 576 литров;
• На отопительный сезон длительностью в 7 месяцев 576 х 7 = 4032 литра.

На отопление коттеджа площадью в 100 квадратов потребуется: 576/42,5 = 13 или 14 баллонов. На весь семимесячный отопительный сезон понадобится 4032/42,5 = от 95 до 100 баллонов.

Чтобы точно просчитать количество пропан-бутановых баллонов, необходимых для обогрева коттеджа в течение месяца, нужно потребляемый месячный объем в 576 литров разделить на вместительность одного такого баллона

Большой объем топлива с учетом транспортных затрат и создания условий для его складирования обойдется не дешево. Но все же в сравнении с тем же электрическим обогревом такое решение вопроса все равно будет более экономичным, а потому предпочтительным.

Способы уменьшения расхода

Основной причиной значимых теплопотерь, которые приводят к неэффективному расходованию выделяемой котлоагрегатом тепловой энергии, является недостаточное утепление конструктивных элементов дома. Через «мостики холода» попусту растрачивается до 40% тепла.

Через окна с некачественными рамами утекает до 35% вырабатываемого котлом тепла, через стены дома – до 25%, а через крышу и входные двери – до 15%

Чтобы каждый раз не тратить деньги впустую, отапливая улицу, лучше один раз потратиться на качественное утепление постройки. Поверьте, что расходы на нее полностью окупятся уже через 3-4 года.

Термоизоляция дома включает:

1. Утепление стен. Самый простой в реализации и доступный по стоимости вариант – монтаж пенополистирольных панелей. Толщину панелей выбирают, ориентируясь на климатические условия региона строительства, толщину стен постройки и типа материала, используемого при их возведении.
2. Утепление кровли или чердачного перекрытия. Для этих целей применяют древесные опилки, минеральную вату или плиточный пенополистирол. Выпускаемый в форме плит теплоизоляционный материал монтируют по внутренним стенкам чердачного пространства или размещают его между балками перекрытия.
3. Утепление полов. В хорошей теплоизоляции нуждаются не только бетонные, но и деревянные конструкции. Для формирования термоизолирующей прослойки задействуют насыпные и плитные материалы типа керамзита и пенополистирола.
4. Замена окон. Самым надежным щитом, не допускающим проникновение холода внутрь прогретых комнат, выступят ПВХ окна с качественными стеклопакетами. Их изготавливают под конкретное окно. Благодаря этому они герметично закрывают оконный проем, надежно защищая домочадцев не только от «утечки» тепла, но и проникновения уличного шума.

Грамотное устройство теплоизоляции позволяет свести потери тепла к минимальным значениям.

Помимо качественного утепления для повышения эффективности тепловой отдачи специалисты рекомендуют применять и другие не менее действенные меры

К числу дополнительных мер, позволяющих повысить эффективность тепловой отдачи, специалисты относят:

• Оборудование радиаторов термостатическими приборами. Термоголовки будут поддерживать в комнатах необходимую комфортную температуру.
• В дополнение к радиаторам устанавливать конвекторы с функцией направленной циркуляции. Они в зоне проемов будут создавать тепловые завесы из подогреваемого воздуха.
• Подключение оборудования, позволяющего программировать оптимальные режимы отопления. Установка хронометрических термостатов эффективна при наличии в доме пустующих по несколько дней комнат, которые нет смысла интенсивно обогревать.

Затраты на приобретение и установку автоматизации с лихвой окупятся уже в течение первого отопительного сезона.

И напоследок стоит пересмотреть, не слишком ли загружена система. Не исключено, что она вырабатывает избыточное тепло. И вполне вероятно, что без ущерба комфорта домочадцев можно снизить температуру в помещениях на пару градусов.

На первый взгляд – мелочь. Но, рассматривая ситуацию в масштабах хотя бы одного месяца, а тем более отопительного сезона, такое решение способно благоприятно сказаться на кошельке.

Выводы и полезное видео по теме

Один из вариантов просчета расхода сетевого газа:

Пример расхода при отоплении на сжиженном газе:

О простых способах снижения затрат газа пойдет речь в следующем видеоролике:

Среднее значение расчета полезно будет для подсчета материальных затрат исключительно на отопление здания. Планируя задействовать в период отопительного сезона газовые приборы или плиту, данные следует корректировать.

Если после изучения материала у вас появились вопросы по расчетам расхода газа, задать их можно в расположенном ниже блоке. Кроме того, если были замечены неточности или вы хотели бы дополнить материал, оставляйте, пожалуйста, свои комментарии.