Gasforbrug til opvarmning af et hus på 200 m²: et eksempel på beregning af forbruget af naturgas og flydende gas

Ejere af mellemstore og store sommerhuse bør planlægge deres vedligeholdelsesomkostninger. Derfor opstår ofte opgaven med at beregne gasforbruget til opvarmning af et hus 200 m² eller større område. Den originale arkitektur tillader normalt ikke at bruge analogimetoden og finde færdige beregninger.

Det er dog ikke nødvendigt at betale penge for denne opgave. Alle beregninger kan udføres af dig selv. Dette vil kræve kendskab til nogle regler samt en forståelse af fysik og geometri på skoleniveau.

Vi hjælper dig med at forstå dette vigtige spørgsmål for husøkonomen. Vi viser dig, hvilke formler der bruges til at beregne, hvilke egenskaber du skal vide for at få resultatet. Artiklen præsenteret af os giver eksempler på grundlag af hvilke det bliver lettere at lave din egen beregning.

At finde mængden af ​​energitab

For at bestemme mængden af ​​energi, som et hus mister, er det nødvendigt at kende områdets klimatiske træk, materialets varmeledningsevne og ventilationshastigheder. Og for at beregne den nødvendige mængde gas er det nok at kende dens brændværdi. Det vigtigste i dette arbejde er opmærksomhed på detaljer.

Opvarmning af bygningen skal kompensere for varmetab, der opstår af to hovedårsager: varmelækage omkring husets omkreds og tilstrømning af kold luft gennem ventilationssystemet. Begge disse processer er beskrevet med matematiske formler, ifølge hvilke du uafhængigt kan udføre beregninger.

Termisk ledningsevne og termisk modstandsdygtighed for materialet

Ethvert materiale kan lede varme. Intensiteten af ​​dens transmission udtrykkes gennem koefficienten for varmeledningsevne λ (W / (m × ° C)). Jo lavere den er, jo bedre er strukturen beskyttet mod frysning om vinteren.

Bygninger kan dog foldes eller isoleres med materialer af varierende tykkelse. Derfor bruges i praktiske beregninger koefficienten for modstand mod varmeoverførsel:

R (m² × ° C / W)

Det er relateret til varmeledningsevne med følgende formel:

R = h / λ,

hvor h - materialetykkelse (m).

Eksempel. Lad os bestemme koefficienten for modstand mod varmeoverførsel af D700 luftbetonblokke med forskellige bredder ved λ = 0.16:

• bredde 300 mm: R = 0.3 / 0.16 = 1.88;
• bredde 400 mm: R = 0.4 / 0.16 = 2.50.

Til isoleringsmaterialer og vinduesblokke kan gives både koefficienten for varmeledningsevne og koefficienten for modstand mod varmeoverførsel.

Hvis den lukkende struktur består af flere materialer, opsummeres koefficienterne for dens individuelle lag ved bestemmelsen af ​​modstandskoefficienten for varmeoverførsel for hele "tærten".

Eksempel. Væggen er bygget af gasbetonblokke (λ_b = 0,16), 300 mm tyk. Udenfor er den isoleret ekstruderet polystyrenskum (λ_s = 0,03) 50 mm tyk, og indefra beklædt med beklædning (λ_v = 0,18), 20 mm tyk.

Nu kan du beregne den samlede modstandskoefficient for varmeoverførsel:

R = 0.3 / 0.16 + 0.05 / 0.03 + 0.02 / 0.18 = 1.88 + 1.66 + 0.11 = 3.65.

Bidrag af lag, der er ubetydelige med hensyn til parameteren "varmebesparelse", kan negligeres.

Beregning af varmetab gennem lukkende strukturer

Varmetab Q (W) på tværs af en ensartet overflade kan beregnes som følger:

Q = S × dT / R,

hvor:

• S - arealet af den betragtede overflade (m²);
• dT - temperaturforskel mellem indendørs og udendørs luft (° С);
• R - modstandskoefficient over for varmeoverførsel af overfladen (m² * ° С / W).

For at bestemme den samlede indikator for alt varmetab skal du udføre følgende handlinger:

1. tildele områder, der er homogene med hensyn til koefficienten for modstand mod varmeoverførsel
2. beregne deres arealer;
3. bestem indikatorerne for termisk modstand;
4. udføre beregningen af ​​varmetab for hver af sektionerne
5. opsummer de opnåede værdier.

Eksempel. Hjørnerum 3x4 meter på øverste etage med koldt loftsrum. Den endelige loftshøjde er 2,7 meter. Der er 2 vinduer, der måler 1 × 1,5 m.

Lad os finde varmetabet gennem omkredsen ved en lufttemperatur inden for "+25 ° С" og udenfor - "–15 ° С":

1. Lad os vælge områder, der er homogene med hensyn til modstandskoefficient: loft, væg, vinduer.
2. Loft område S_NS = 3 × 4 = 12 m². Vinduesområde S_O = 2 × (1 × 1,5) = 3 m². Vægområde S_med = (3 + 4) × 2.7 – S_O = 29,4 m².
3. Loftets termiske modstandskoefficient består af overlapningsindekset (plade med en tykkelse på 0,025 m), isolering (mineraluldsplader med en tykkelse på 0,10 m) og et trægulv på loftet (træ og krydsfiner med en total tykkelse på 0,05 m): R_NS = 0.025 / 0.18 + 0.1 / 0.037 + 0.05 / 0.18 = 3.12. For vinduer tages værdien fra passet til et vindue med termoruder: R_O = 0.50. For en væg foldet som i det foregående eksempel: R_med = 3.65.
4. Q_NS = 12 × 40 / 3,12 = 154 W. Q_O = 3 × 40 / 0,50 = 240 W. Q_med = 29,4 × 40 / 3,65 = 322 W.
5. Generelt varmetab i modelrummet gennem de omsluttende strukturer Q = Q_NS + Q_O + Q_med = 716 W.

Beregning i henhold til de givne formler giver en god tilnærmelse, forudsat at materialet opfylder de deklarerede varmeledende kvaliteter, og der ikke er fejl, der kan foretages under konstruktionen. Lagring af materialer og konstruktion af huset generelt kan også være et problem.

Typisk væg- og taggeometri

De lineære parametre (længde og højde) af strukturen ved bestemmelse af varmetab anses normalt for at være interne, ikke eksterne. Det vil sige, at ved beregning af varmeoverførsel gennem materialet tages der højde for kontaktområdet for varm, ikke kold luft.

Således for eksempel med en husstørrelse på 8 × 10 meter og en vægtykkelse på 0,3 meter, den indre omkreds P_int = (9,4 + 7,4) × 2 = 33,6 m, og den ydre P_ud = (8 + 10) × 2 = 36 m.

Mellemgulve har normalt en tykkelse på 0,20 til 0,30 m. Derfor vil højden på to etager fra gulvet i det første til loftet på det andet udefra være lig med H_ud = 2,7 + 0,2 + 2,7 = 5,6 m.Hvis du kun tilføjer efterbehandlingshøjden, får du en mindre værdi: H_int = 2,7 + 2,7 = 5,4 m. Mellemgulvet overlapning, i modsætning til væggene, har ikke funktionen isolering, derfor skal du ved beregninger tage H_ud.

Til to-etagers huse med dimensioner på cirka 200 m² forskellen mellem væggearealet inde og ude er fra 6 til 9%. Tilsvarende tager de interne dimensioner hensyn til tagets og gulvets geometriske parametre.

Beregning af væggearealet til enkle geometrihytter er elementært, da fragmenterne består af rektangulære sektioner og pedimenter af lofts- og loftsrum.

Ved beregning af varmetab gennem taget er det i de fleste tilfælde tilstrækkeligt at anvende formler for at finde områderne i en trekant, rektangel og trapez.

Arealet af det lagt tag kan ikke tages ved bestemmelse af varmetabet, da det også går til overhængene, som ikke tages i betragtning i formlen. Desuden er materialet (f.eks. Tagpapir eller profileret galvaniseret plade) ofte placeret med et let overlap.

Vinduernes rektangulære geometri giver heller ikke problemer med beregninger. Hvis de termoruder har en kompleks form, kan deres areal ikke beregnes, men kan findes fra produktpasset.

Varmetab gennem gulv og fundament

Beregning af varmetab i jorden gennem gulvet i underetagen samt gennem væggene og kældergulvet overvejes i henhold til reglerne i tillæg E i SP 50.13330.2012. Faktum er, at varmeudbredelseshastigheden i jorden er meget lavere end i atmosfæren, så jord kan også betinget tilskrives et isoleringsmateriale.

Men da de er præget af frysning, er gulvarealet opdelt i 4 zoner. Bredden på de tre første er 2 meter, og resten henvises til den fjerde.

For hver zone bestemmes modstandskoefficienten for varmeoverførsel, som tilføjes af jorden:

• zone 1: R₁ = 2.1;
• zone 2: R₂ = 4.3;
• zone 3: R₃ = 8.6;
• zone 4: R₄ = 14.2.

Hvis gulvene er isolerede, for derefter at bestemme den samlede termiske modstandskoefficient, optælles indikatorerne for isoleringen og jorden.

Eksempel. Antag, at et hus med udvendige dimensioner på 10 × 8 m og en vægtykkelse på 0,3 meter har en kælder, 2,7 meter dyb. Loftet er i jorden. Det er nødvendigt at beregne varmetabet til jorden ved den interne lufttemperatur "+25 ° С" og den eksterne - "–15 ° С".

Lad væggene være lavet af FBS -blokke, 40 cm tykke (λ_f = 1.69). Indefra er de beklædt med et bræt, 4 cm tykt (λ_d = 0.18). Kældergulvet er fyldt med ekspanderet lerbeton, 12 cm tyk (λ_Til = 0.70). Derefter koefficienten for termisk modstand for kældervæggene: R_med = 0,4 / 1,69 + 0,04 / 0,18 = 0,46 og køn R_NS = 0.12 / 0.70 = 0.17.

Husets indvendige dimensioner vil være 9,4 × 7,4 meter.

Lad os beregne områderne og varmeoverførselsmodstandskoefficienterne efter zoner:

• Zone 1 løber kun langs væggen. Den har en omkreds på 33,6 m og en højde på 2 m. Derfor S₁ = 33.6 × 2 = 67.2. R_h1 = R_med + R₁ = 0.46 + 2.1 = 2.56.
• Zone 2 på væggen. Den har en omkreds på 33,6 m og en højde på 0,7 m. Derfor S_2c = 33.6 × 0.7 = 23.52. R_s2s = R_med + R₂ = 0.46 + 4.3 = 4.76.
• Zone 2 efter etage. S_2p = 9.4 × 7.4 – 6.8 × 4.8 = 36.92. R_z2p = R_NS + R₂ = 0.17 + 4.3 = 4.47.
• Zone 3 løber kun langs gulvet. S₃ = 6.8 × 4.8 – 2.8 × 0.8 = 30.4. R_h3 = R_NS + R₃ = 0.17 + 8.6 = 8.77.
• Zone 4 løber kun langs gulvet. S₄ = 2.8 × 0.8 = 2.24. R_h4 = R_NS + R₄ = 0.17 + 14.2 = 14.37.

Varmetab i kælderen Q = (S₁ / R_h1 + S_2c / R_s2s + S_2p / R_z2p + S₃ / R_h3 + S₄ / R_h4) × dT = (26,25 + 4,94 + 8,26 + 3,47 + 0,16) × 40 = 1723 W.

Regnskab for uopvarmede lokaler

Ofte opstår der ved beregning af varmetab en situation, når der er et uopvarmet, men isoleret rum i huset. I dette tilfælde sker energioverførsel i to faser. Overvej denne situation ved hjælp af et loftseksempel.

Hovedproblemet er, at gulvarealet mellem loftet og overetagen er forskelligt fra tag og gavle. I dette tilfælde er det nødvendigt at bruge betingelsen for varmeoverførselsbalance Q₁ = Q₂.

Det kan også skrives på følgende måde:

K₁ × (T₁ - T_#) = K₂ × (T_# - T₂),

hvor:

• K₁ = S₁ / R₁ + … + S_n / R_n at overlappe mellem den varme del af huset og kølerummet;
• K₂ = S₁ / R₁ + … + S_n / R_n for overlapning mellem et kølerum og gaden.

Fra lighed mellem varmeoverførsel finder vi den temperatur, der vil blive etableret i et kølerum ved kendte værdier i huset og på gaden. T_# = (K₁ × T₁ + K₂ × T₂) / (K₁ + K₂). Derefter erstatter vi værdien i formlen og finder varmetabet.

Eksempel. Lad husets indre størrelse være 8 x 10 meter. Tagvinklen er 30 °. Lufttemperaturen i lokalerne er "+25 ° С" og udenfor - "–15 ° С".

Loftets termiske modstandskoefficient beregnes som i eksemplet i afsnittet til beregning af varmetab gennem lukkede strukturer: R_NS = 3.65. Overlapningsområdet er 80 m², derfor K₁ = 80 / 3.65 = 21.92.

Tagområde S₁ = (10 × 8) / cos(30) = 92.38. Vi beregner termisk modstandskoefficient under hensyntagen til træets tykkelse (drejning og efterbehandling - 50 mm) og mineraluld (10 cm): R₁ = 2.98.

Vinduesområde til gavl S₂ = 1,5. Til et almindeligt termoruder, termisk modstand R₂ = 0,4. Pedimentets areal beregnes med formlen: S₃ = 8² × tg(30) / 4 – S₂ = 7.74. Modstandskoefficienten for varmeoverførsel er den samme som tagets: R₃ = 2.98.

Lad os beregne koefficienten for taget (ikke at glemme, at antallet af gavle er to):

K₂ = S₁ / R₁ + 2 × (S₂ / R₂ + S₃ / R₃) = 92.38 / 2.98 + 2 × (1.5 / 0.4 + 7.74 / 2.98) = 43.69.

Lad os beregne lufttemperaturen på loftet:

T_# = (21,92 × 25 + 43,69 × (–15)) / (21,92 + 43,69) = –1,64 ° С.

Erstat den resulterende værdi i nogen af ​​formlerne til beregning af varmetab (forudsat at de er ens i balance), og vi får det ønskede resultat:

Q₁ = K₁ × (T₁ – T_#) = 21,92 × (25 - (–1,64)) = 584 W.

Køling gennem ventilation

Ventilationssystemet er installeret for at opretholde et normalt mikroklima i huset. Dette fører til tilstrømning af kold luft til rummet, hvilket også skal tages i betragtning ved beregning af varmetab.

Krav til ventilationsmængden er angivet i flere reguleringsdokumenter. Når du designer et intra-house system i et sommerhus, skal du først og fremmest tage hensyn til kravene i §7 SNiP 41-01-2003 og §4 SanPiN 2.1.2.2645-10.

Da den generelt accepterede enhed til måling af varmetab er watt, luftens varmekapacitet c (kJ / kg × ° С) skal reduceres til dimensionen "W × h / kg × ° С". For luft på havets overflade, værdien c = 0,28 W × h / kg × ° С.

Da ventilationsmængden måles i kubikmeter i timen, er det også nødvendigt at kende luftens tæthed. q (kg / m³). Ved normalt atmosfærisk tryk og gennemsnitlig luftfugtighed kan denne værdi tages q = 1,30 kg / m³.

Energiforbruget til kompensation for varmetab som følge af ventilation kan beregnes ved hjælp af følgende formel:

Q = L × q × c × dT = 0,364 × L × dT,

hvor:

• L - luftforbrug (m³ / h);
• dT - temperaturforskel mellem rum og indgående luft (° С).

Hvis kold luft kommer direkte ind i huset, så:

dT = T₁ - T₂,

hvor:

• T₁ - indendørs temperatur
• T₂ - temperaturen udenfor.

Men for store genstande er ventilationssystemet normalt integrere recuperatoren (varmeveksler). Det giver dig mulighed for betydeligt at spare energiressourcer, da delvis opvarmning af den indgående luft sker på grund af temperaturen i den udgående strøm.

Effektiviteten af ​​sådanne enheder måles i deres effektivitet k (%). I dette tilfælde vil den tidligere formel have formen:

dT = (T₁ - T₂) × (1 - k / 100).

Beregning af gasforbrug

Ved totalt varmetab, kan du ganske enkelt beregne det nødvendige forbrug af naturgas eller flydende gas til opvarmning af et hus med et areal på 200 m².

Mængden af ​​frigivet energi ud over brændstofmængden påvirkes af dens forbrændingsvarme. For gas afhænger denne indikator af fugtindholdet og den medfølgende blandings kemiske sammensætning. Skel mellem de højeste (H_h) og lavere (H_l) brændværdi.

For at beregne den mængde brændstof, der garanteret er nok til opvarmning, erstattes værdien af ​​nettoværdiværdien i formlen, som kan fås fra gasleverandøren. Standardenheden for brændværdi er “mJ / m³”Eller“ mJ / kg ”. Men da måleenhederne for både kedlernes effekt og varmetab fungerer med watt og ikke joule, er det nødvendigt at udføre en konvertering under hensyntagen til, at 1 mJ = 278 W × h.

Hvis værdien af ​​blandingens nettoværdi er ukendt, er det tilladt at tage følgende gennemsnitlige tal:

• til naturgas H_l = 9,3 kW × h / m³;
• for flydende gas H_l = 12,6 kW × t / kg.

En anden indikator, der kræves til beregninger, er kedlens effektivitet. K. Det måles normalt som en procentdel. Den endelige formel for gasforbrug over en periode E h) har følgende form:

V = Q × E / (H_l × K / 100).

Perioden, hvor centralvarme i huse tændes, bestemmes af den gennemsnitlige daglige lufttemperatur.

Hvis det i løbet af de sidste fem dage ikke overstiger "+ 8 ° C", skal der i henhold til dekret fra regeringen for Den Russiske Føderation nr. 307 af 13.05.2006 sikres levering af varme til huset. For private huse med autonom opvarmning bruges disse tal også til beregning af brændstofforbrug.

De nøjagtige data om antallet af dage med en temperatur, der ikke er højere end “+ 8 ° C” for det område, hvor sommerhuset er bygget, kan fås hos den lokale afdeling i Hydrometeorologisk Center.

Hvis huset ligger tæt på en stor bebyggelse, så er det lettere at bruge bordet. 1. SNiP 23-01-99 (kolonne nummer 11). Multiplicering af denne værdi med 24 (timer i døgnet) får vi parameteren E fra ligningen til beregning af gasstrømningshastigheden.

Hvis luftmængden og temperaturen inde i lokalerne er konstant (eller med små udsving), så varmetab både gennem de omsluttende strukturer og på grund af ventilationen af ​​lokalerne vil være direkte proportional med temperaturen udeluft.

Derfor for parameteren T₂ i ligningerne til beregning af varmetab kan du tage værdien fra kolonne nr. 12 i tabellen. 1. SNiP 23-01-99.

Eksempel på et 200 m sommerhus²

Lad os beregne gasforbruget til et sommerhus nær byen. Rostov ved Don. Varme periode varighed: E = 171 × 24 = 4104 timer. Gennemsnitlig udetemperatur T₂ = - 0,6 ° C. Ønsket temperatur i huset: T₁ = 24 ° C.

Trin 1. Lad os beregne varmetabet gennem omkredsen uden at tage hensyn til garagen.

For at gøre dette skal du vælge homogene områder:

• Vindue. Der er i alt 9 vinduer med en størrelse på 1,6 × 1,8 m, et vindue med en størrelse på 1,0 × 1,8 m og 2,5 runde vinduer med et areal på 0,38 m² hver og en. Samlet vinduesareal: S_vindue = 28,60 m². Ifølge produktpas R_vindue = 0.55. Derefter Q_vindue = 1279 W.
• Døre. Der er 2 isolerede døre 0,9 x 2,0 m i størrelse. Deres område: S_døre = 3,6 m². Ifølge produktpas R_døre = 1.45. Derefter Q_døre = 61 W.
• Tom væg. Afsnit "ABVGD": 36,1 × 4,8 = 173,28 m². Plot “JA”: 8,7 × 1,5 = 13,05 m². Grundgrund "DEJ": 18,06 m². Tag gavlområde: 8,7 × 5,4 / 2 = 23,49. Total, tomt vægområde: S_væg = 251.37 – S_vindue – S_døre = 219,17 m². Væggene er udført i 40 cm tyk luftbeton og hule teglsten. R_vægge = 2.50 + 0.63 = 3.13. Derefter Q_vægge = 1723 W.

Total varmetab gennem omkredsen:

Q_perim = Q_vindue + Q_døre + Q_vægge = 3063 W.

Trin 2. Lad os beregne varmetabet gennem taget.

Isoleringen er en massiv drejning (35 mm), mineraluld (10 cm) og for (15 mm). R_tage = 2.98. Tagareal over hovedbygningen: 2 × 10 × 5,55 = 111 m², og over fyrrummet: 2,7 × 4,47 = 12,07 m². i alt S_tage = 123,07 m². Derefter Q_tage = 1016 W.

Trin 3. Lad os beregne varmetabet gennem gulvet.

Modstand mod varmeoverførsel leveres af ru gulvbrædder og krydsfiner under laminatet (5 cm i alt) samt basaltisolering (5 cm). R_køn = 1.72. Da vil varmetabet gennem gulvet være lig:

Q_etage = (S₁ / (R_etage + 2.1) + S₂ / (R_etage + 4.3) + S₃ / (R_etage + 2.1)) × dT = 546 W.

Trin 4. Lad os beregne varmetabet gennem en kold garage. Dets gulv er ikke isoleret.

Varme trænger ind fra et opvarmet hus på to måder:

1. Gennem den bærende væg. S₁ = 28.71, R₁ = 3.13.
2. Gennem en muret skillevæg fra fyrrummet. S₂ = 11.31, R₂ = 0.89.

Vi får K₁ = S₁ / R₁ + S₂ / R₂ = 21.88.

Varmen kommer ud af garagen som følger:

1. Gennem vinduet. S₁ = 0.38, R₁ = 0.55.
2. Gennem porten. S₂ = 6.25, R₂ = 1.05.
3. Gennem væggen. S₃ = 19.68, R₃ = 3.13.
4. Gennem taget. S₄ = 23.89, R₄ = 2.98.
5. Gennem gulvet. Zone 1. S₅ = 17.50, R₅ = 2.1.
6. Gennem gulvet. Zone 2. S₆ = 9.10, R₆ = 4.3.

Vi får K₂ = S₁ / R₁ + … + S₆ / R₆ = 31.40

Lad os beregne temperaturen i garagen med forbehold af varmeoverførselsbalancen: T_# = 9,2 ° C. Da vil varmetabet være lig: Q_garage = 324 W.

Trin 5. Lad os beregne varmetabet på grund af ventilation.

Lad det beregnede ventilationsvolumen for et sådant sommerhus med 6 personer, der bor der, være 440 m³/час. Systemet har en recuperator med en effektivitet på 50%. Under disse forhold, varmetab: Q_aftræk = 1970 W.

Trin. 6. Lad os bestemme det samlede varmetab ved at tilføje alle de lokale værdier: Q = 6919 W.

Trin 7. Lad os beregne mængden af ​​gas, der er nødvendig for at opvarme et modelhus om vinteren med en kedeleffektivitet på 92%:

• Naturgas. V = 3319 m³.
• Flydende gas. V = 2450 kg.

Efter beregninger kan du analysere de økonomiske omkostninger ved opvarmning og gennemførligheden af ​​investeringer med det formål at reducere varmetab.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Varmeledningsevne og modstandsdygtighed over for varmeoverførsel af materialer. Beregningsregler for vægge, tag og gulv:

Den sværeste del af beregningerne til bestemmelse af mængden af ​​gas, der kræves til opvarmning, er at finde varmetabet for den opvarmede genstand. Her skal du først og fremmest omhyggeligt overveje geometriske beregninger.

Hvis de økonomiske omkostninger til opvarmning virker overdrevne, bør du tænke på ekstra isolering af huset. Desuden viser beregningerne af varmetab strukturen for at fryse godt.

Efterlad venligst kommentarer i blokken herunder, stil spørgsmål om uklare og interessante punkter, post fotos om emnet i artiklen. Del din egen erfaring med at udføre beregninger for at finde ud af omkostningerne ved opvarmning. Det er muligt, at dit råd i høj grad vil hjælpe besøgende på webstedet.