Consumo medio di gas per il riscaldamento di una casa di 150 m²: formule ed esempio di calcolo

Il finanziamento della stagione di riscaldamento costituisce una parte significativa del budget speso per la manutenzione degli alloggi. Conoscere il prezzo e il consumo medio di gas per il riscaldamento di una casa 150 m², puoi determinare in modo abbastanza accurato il costo del riscaldamento dei locali. Questi calcoli sono facili da eseguire da soli senza pagare i servizi di tecnici del riscaldamento.

Imparerai tutto sugli standard di consumo di gas e sui metodi per calcolare il consumo di carburante blu dall'articolo che abbiamo presentato. Ti diremo quanta energia è necessaria per compensare le perdite di calore della casa durante la stagione di riscaldamento. Lascia che ti mostriamo quali formule dovrebbero essere utilizzate nei calcoli.

Riscaldamenti rustici

Quando si calcola il consumo di gas necessario per riscaldare una casa, il compito più difficile sarà calcolo della perdita di calore, che deve compensare completamente l'impianto di riscaldamento durante il funzionamento.

Il complesso delle dispersioni termiche dipende dal clima, dalle caratteristiche strutturali dell'edificio, dai materiali utilizzati e dai parametri del sistema di ventilazione.

Calcolo della quantità di calore da compensare

Il sistema di riscaldamento di qualsiasi edificio deve compensare la sua perdita di calore Q (W) durante il periodo freddo. Succedono per due motivi:

1. scambio termico attraverso il perimetro della casa;
2. perdite di calore dovute all'ingresso di aria fredda attraverso il sistema di ventilazione.

Formalmente, perdita di calore attraverso il muro e il tetto Q_TP può essere calcolato utilizzando la seguente formula:

Q_TP = S * dT / R,

dove:

• S - superficie (m²);
• dT - differenza di temperatura tra aria interna ed esterna (° );
• R - indicatore di resistenza al trasferimento di calore dei materiali (m² * ° / W).

Quest'ultimo indicatore (che è anche chiamato "coefficiente di resistenza termica") può essere ricavato dalle tabelle allegate ai materiali o ai prodotti da costruzione.

Esempio. Lascia che la parete esterna della stanza abbia un'area di 12 m², di cui 2 m² occupa la finestra.

Gli indicatori di resistenza al trasferimento di calore sono i seguenti:

• Blocchi di cemento cellulare D400: R = 3.5.
• Vetrocamera con argon “4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I”: R = 0.75.

In questo caso, a temperatura ambiente "+ 22 ° С" e temperatura stradale - "–30 ° С", la perdita di calore della parete esterna della stanza sarà:

• Q_TP (parete) = 10 * (22 - (- 30)) / 3,5 = 149 W:
• Q_TP (finestra) = 2 * (22 - (- 30)) / 0,75 = 139 W:
• Q_TP = Q_TP (muro) + Q_TP (finestra) = 288 W.

Questo calcolo fornisce il risultato corretto, a condizione che non vi sia ricambio d'aria incontrollato (infiltrazioni).

Può verificarsi nei seguenti casi:

• La presenza di difetti strutturali, come un accoppiamento lasco degli infissi alle pareti o delaminazione del materiale isolante. Devono essere eliminati.
• Invecchiamento di un edificio, con conseguente scheggiature, crepe o vuoti nella muratura. In questo caso, è necessario inserire fattori di correzione nell'indicatore della resistenza al trasferimento di calore dei materiali.

Allo stesso modo, è necessario determinare la perdita di calore attraverso il tetto se l'oggetto si trova all'ultimo piano. Attraverso il pavimento, qualsiasi perdita significativa di energia si verifica solo nel caso di un seminterrato non riscaldato e ventilato, come un garage. Nel terreno, il calore praticamente non va via.

Considera la seconda ragione per la perdita di calore: la ventilazione dell'edificio. Consumo energetico per il riscaldamento dell'aria di mandata (Q_v) può essere calcolato con la formula:

Q_v = L * q * c * dT, dove:

• l - consumo d'aria (m³ / h);
• Q - densità dell'aria (kg/m³);
• C - capacità termica specifica dell'aria in ingresso (kJ/kg*°С);
• dT - differenza di temperatura tra aria interna ed esterna (° С).

Capacità termica specifica dell'aria nell'intervallo di temperatura di nostro interesse [–50.. +30 ° С] è pari a 1,01 kJ/kg * ° С o in termini di dimensione di cui abbiamo bisogno: 0,28 W * h / kg * ° С. La densità dell'aria dipende dalla temperatura e dalla pressione, ma per i calcoli è possibile assumere un valore di 1,3 kg / m³.

Esempio. Per una stanza di 12 m² con la stessa differenza di temperatura dell'esempio precedente, la perdita di calore dovuta all'operazione di ventilazione sarà:

Q_v = (12 * 3) * 1,3 * 0,28 * (22 - (- 30)) = 681 W.

I progettisti prendono il flusso d'aria in conformità con SNiP 41-01-2003 (nel nostro esempio, 3 m³ / ha 1 m² zona giorno), ma questo valore può essere notevolmente ridotto dal proprietario dell'edificio.

In totale, la perdita di calore totale della stanza modello è:

Q = Q_TP + Q_v = 969 W.

Per calcolare la perdita di calore per giorno, settimana o mese, è necessario conoscere la temperatura media per questi periodi.

Dalle formule di cui sopra si vede che il calcolo del volume di gas consumato sia per un breve periodo di tempo e e per tutta la stagione fredda, è necessario effettuare tenendo conto del clima della zona in cui si riscalda un oggetto. Pertanto, è possibile utilizzare soluzioni standard ben collaudate solo per condizioni ambientali simili.

Con la complessa geometria della casa e la varietà di materiali utilizzati nella sua costruzione e isolamento, è possibile utilizzare i servizi di specialisti per calcolare la quantità di calore richiesta.

Modi per ridurre al minimo la perdita di calore

Il costo del riscaldamento di una casa è una parte significativa del costo della sua manutenzione. Pertanto, è ragionevole eseguire alcuni tipi di lavoro volti a ridurre le perdite di calore mediante isolamento del soffitto, le pareti della casa, isolamento del pavimento e relativi disegni.

Applicazione schemi di isolamento esterno e dall'interno della casa può ridurre significativamente questo indicatore. Ciò è particolarmente vero per i vecchi edifici con forte usura di pareti e pavimenti. Le stesse lastre di polistirene espanso consentono non solo di ridurre o eliminare completamente il congelamento, ma anche di ridurre al minimo le infiltrazioni d'aria attraverso il rivestimento protetto.

Inoltre, si possono ottenere risparmi significativi se le zone estive della casa, come le verande o il piano sottotetto, non sono collegate al riscaldamento. In questo caso, ci sarà una significativa riduzione del perimetro della parte riscaldata della casa.

Se segui rigorosamente gli standard di ventilazione dei locali, che sono prescritti in SNiP 41-01-2003, la perdita di calore dallo scambio d'aria sarà maggiore rispetto al congelamento delle pareti e del tetto dell'edificio. Queste regole sono vincolanti per i progettisti e qualsiasi persona giuridica se i locali sono utilizzati per la produzione o la fornitura di servizi. Tuttavia, gli inquilini della casa possono, a loro discrezione, ridurre i valori indicati nel documento.

Inoltre, gli scambiatori di calore possono essere utilizzati per riscaldare l'aria fredda proveniente dalla strada, piuttosto che elettrodomestici che consumano elettricità o gas. Quindi un normale recuperatore di piastre può risparmiare più della metà dell'energia e un dispositivo più complesso con un vettore di calore - circa il 75%.

Calcolo del volume di gas richiesto

Il gas combustibile deve compensare la perdita di calore. Per questo, oltre alla dispersione termica dell'abitazione, è necessario conoscere la quantità di energia rilasciata durante la combustione, che dipende dal rendimento della caldaia e dal potere calorifico della miscela.

Regola di selezione della caldaia

La scelta del riscaldatore deve essere effettuata tenendo conto della perdita di calore in casa. Dovrebbe essere sufficiente per il periodo in cui viene raggiunta la temperatura minima annuale. Nel passaporto del piano o caldaia murale a gas questa è responsabilità del parametro “potenza termica nominale”, che si misura in kW per gli elettrodomestici.

Poiché qualsiasi struttura ha un'inerzia termica, quindi per calcolare la potenza della caldaia richiesta per la temperatura minima, viene solitamente preso l'indicatore del periodo di cinque giorni più freddo. Per un'area specifica, si può trovare nelle organizzazioni coinvolte nella raccolta e nell'elaborazione delle informazioni meteorologiche, o dalla Tabella 1. SNiP 23-01-99 (colonna n. 4).

Se la potenza della caldaia supera l'indicatore sufficiente per riscaldare l'ambiente, ciò non comporta un aumento del consumo di gas. In questo caso, i tempi di fermo dell'attrezzatura saranno più lunghi.

A volte c'è un motivo per scegliere una caldaia con una capacità leggermente inferiore. Tali dispositivi possono essere significativamente più economici sia nell'acquisto che nel funzionamento. Tuttavia, in questo caso, è necessario disporre di una fonte di calore di riserva (ad esempio un riscaldatore completo di generatore di gas), che può essere utilizzata in caso di forti gelate.

L'indicatore principale dell'efficienza e dell'economia della caldaia è l'efficienza. Per le moderne apparecchiature domestiche, è compreso tra l'88 e il 95%. L'efficienza è registrata nel passaporto del dispositivo e viene utilizzata per il calcolo del consumo di gas.

Formula a rilascio di calore

Per calcolare correttamente il consumo di gas naturale o liquefatto per il riscaldamento di una casa con una superficie di circa 150 m² è necessario scoprire un altro indicatore: il potere calorifico (calore specifico di combustione) del combustibile fornito. Secondo il sistema "SI" si misura in J/kg per gas liquefatto o in J/m³ per naturale.

Esistono due valori di questo indicatore: potere calorifico netto (h_io) e superiore (h_h). Dipende dall'umidità e dalla temperatura del carburante. Durante il calcolo, prendi l'indicatore h_io - e devi informarti dal fornitore del gas.

Se non ci sono tali informazioni, è possibile prendere i seguenti valori nei calcoli:

• per il gas naturale h_io = 33,5 mJ/m³;
• per gas liquefatto h_io = 45,2 mJ/kg.

Tenendo conto che 1 mJ = 278 W * h, otteniamo il seguente potere calorifico:

• per il gas naturale h_io = 9,3 kW * h/m³;
• per gas liquefatto h_io = 12,6kW*h/kg.

Il volume di gas consumato per un certo periodo di tempo V (m³ o kg) può essere calcolato utilizzando la seguente formula:

V = Q * E / (H_io * K), dove:

• Q - dispersione termica dell'edificio (kW);
• E - durata del periodo di riscaldamento (h);
• h_io - potere calorifico minimo del gas (kW*h/m³);
• K - efficienza della caldaia.

Per il gas liquefatto, la dimensione h_io è pari a kW*h/kg.

Esempio di calcolo del consumo di gas

Ad esempio, prendiamo un tipico cottage a due piani con struttura in legno prefabbricato. Regione - Territorio dell'Altai, g. Barnaul.

Passo 1. Calcoliamo i parametri principali della casa per il calcolo della perdita di calore:

• Pavimento. In assenza di un seminterrato ventilato, le perdite attraverso il pavimento e le fondamenta possono essere trascurate.
• Finestra. Finestra con vetrocamera “4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I”: R_o = 0.75. Zona vetrata S_o = 40 m².
• Muri. L'area della parete longitudinale (laterale) è 10 * 3,5 = 35 m². L'area della parete trasversale (anteriore) è 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 m². Pertanto, l'area totale del perimetro dell'edificio è di 150 m², e tenendo conto della vetratura, il valore desiderato S_S = 150 - 40 = 110 m².
• Muri. I principali materiali isolanti sono il legno lamellare, di spessore 200 mm (R_B = 1.27) e isolamento in basalto, spessore 150 mm (R_tu = 3.95). L'indicatore totale della resistenza al trasferimento di calore per la parete R_S = R_B + R_tu = 5.22.
• Tetto. L'isolamento ripete completamente la forma del tetto. Area del tetto senza sporgenze S_K = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Tetto. I principali materiali di isolamento termico sono il rivestimento, di spessore 12,5 mm (R_v = 0,07) e isolamento in basalto, spessore 200 mm (R_tu = 5.27). L'indicatore totale della resistenza al trasferimento di calore per il tetto R_K = R_v + R_tu = 5.34.
• Ventilazione. Lascia che il flusso d'aria sia calcolato non dall'area della casa, ma tenendo conto dei requisiti per garantire un valore di almeno 30 m³ per persona all'ora. Dal momento che 4 persone vivono stabilmente nel cottage, quindi l = 30 * 4 = 120 m³ / h

Fare un passo. 2. Calcoliamo la potenza della caldaia richiesta. Se l'attrezzatura è già stata acquistata, questo passaggio può essere saltato.

La temperatura del periodo di cinque giorni più freddo è "–41 ° C". Prenderemo la temperatura confortevole come "+24 ° С". Pertanto, la differenza di temperatura media in questo periodo sarà dT = 65 °C.

Calcoliamo la dispersione termica:

• attraverso le finestre: Q_o = S_o * dT / R_o = 40 * 65 / 0,75 = 3467 W;
• attraverso le pareti: Q_S = S_S * dT / R_S = 110 * 65 / 5,22 = 1370 W;
• attraverso il tetto: Q_K = S_K * dT / R_K = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W;
• a causa della ventilazione: Q_v = l * Q * C * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 W.

La perdita di calore totale dell'intera casa durante il periodo freddo di cinque giorni sarà:

Q = Q_o + Q_S + Q_K + Q_v = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 L.

Pertanto, per questa casa modello, puoi scegliere una caldaia a gas con una potenza termica massima di 10-12 kW. Se il gas viene utilizzato anche per fornire acqua calda, allora dovrai prendere un dispositivo più efficiente.

Passaggio 3. Calcoliamo la durata del periodo di riscaldamento e la dispersione termica media.

La stagione fredda, quando è necessario il riscaldamento, è intesa come una stagione con temperature medie giornaliere inferiori a 8-10°C. Pertanto, per i calcoli, è possibile prendere le colonne n. 11-12 o le colonne n. 13-14 della tabella 1 SNiP 23-01-99.

Questa scelta rimane con i proprietari del cottage. Allo stesso tempo, non ci saranno differenze significative nel consumo annuo di carburante. Nel nostro caso, ci concentreremo sul periodo con la temperatura inferiore a “+10 ° С”. La durata di questo periodo è di 235 giorni o E = 5640 ore.

La perdita di calore della casa per la temperatura media per questo periodo viene calcolata allo stesso modo del passaggio 2, solo il parametro dT = 24 - (- 6,7) = 30,7 °C. Dopo aver eseguito i calcoli, otteniamo Q = 4192 W.

Passaggio 4. Calcoliamo il volume di gas consumato.

Lascia che l'efficienza della caldaia K = 0.92. Quindi il volume di gas consumato (con indicatori medi del potere calorifico minimo della miscela di gas) per il periodo di tempo freddo sarà:

• per il gas naturale: V = Q * E / (h_io * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 m³;
• per gas liquefatto: V = Q * E / (h_io * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 kg.

Conoscendo i prezzi del gas, puoi calcolare i costi finanziari del riscaldamento.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Ridurre il consumo di gas eliminando gli errori associati all'isolamento della casa. Esempio reale:

Consumo di gas a potenza termica nota:

Tutti i calcoli della perdita di calore possono essere eseguiti in modo indipendente solo quando sono note le proprietà di risparmio di calore dei materiali con cui è costruita la casa. Se l'edificio è vecchio, prima di tutto è necessario controllarlo per il congelamento ed eliminare i problemi identificati.

Successivamente, utilizzando le formule presentate nell'articolo, è possibile calcolare il consumo di gas con elevata precisione.

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