Średnie zużycie gazu do ogrzewania domu o powierzchni 150 m²: wzory i przykład obliczeń

Finansowanie sezonu grzewczego stanowi znaczną część budżetu wydawanego na utrzymanie mieszkania. Znajomość ceny i średniego zużycia gazu do ogrzewania domu 150 m², można dość dokładnie określić koszt ogrzewania lokalu. Obliczenia te są łatwe do samodzielnego wykonania bez płacenia za usługi inżynierów ogrzewania.

Z przedstawionego przez nas artykułu dowiesz się wszystkiego o normach zużycia gazu oraz metodach obliczania zużycia błękitnego paliwa. Powiemy Ci, ile energii potrzeba, aby zrekompensować straty ciepła domu w sezonie grzewczym. Pozwól nam pokazać, jakie formuły należy stosować w obliczeniach.

Ogrzewanie domków wiejskich

Najtrudniejszym zadaniem przy obliczaniu zużycia gazu potrzebnego do ogrzania domu będzie obliczanie strat ciepła, który musi w pełni kompensować działanie systemu grzewczego podczas pracy.

Kompleks strat ciepła zależy od klimatu, cech konstrukcyjnych budynku, użytych materiałów oraz parametrów systemu wentylacyjnego.

Obliczanie ilości ciepła do skompensowania

System grzewczy każdego budynku musi kompensować straty ciepła Q (W) w okresie zimnym. Dzieje się tak z dwóch powodów:

1. wymiana ciepła przez obwód domu;
2. straty ciepła spowodowane wnikaniem zimnego powietrza przez system wentylacyjny.

Formalnie straty ciepła przez ścianę i dach Q_TP można obliczyć za pomocą następującego wzoru:

Q_TP = S * dT / R,

gdzie:

• S - powierzchnia (m²);
• dT - różnica temperatur między powietrzem wewnętrznym i zewnętrznym (° С);
• r - wskaźnik odporności na przenoszenie ciepła materiałów (m² * ° C / W).

Ten ostatni wskaźnik (zwany również „współczynnikiem oporu cieplnego”) można pobrać z tabel dołączonych do materiałów lub wyrobów budowlanych.

Przykład. Niech zewnętrzna ściana pokoju ma powierzchnię 12 m²², z czego 2 m²² zajmuje okno.

Wskaźniki oporu przenikania ciepła są następujące:

• Bloczki z betonu komórkowego D400: r = 3.5.
• Podwójna szyba zespolona z argonem „4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I”: r = 0.75.

W takim przypadku w temperaturze pokojowej „+ 22 ° С” i temperaturze ulicy - „–30 ° С” straty ciepła zewnętrznej ściany pomieszczenia wyniosą:

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

To obliczenie daje prawidłowy wynik, pod warunkiem, że nie ma niekontrolowanej wymiany powietrza (infiltracji).

Może wystąpić w następujących przypadkach:

• Obecność wad konstrukcyjnych, takich jak luźne dopasowanie ram okiennych do ścian lub rozwarstwienie materiału izolacyjnego. Muszą zostać wyeliminowani.
• Starzenie się budynku skutkujące odpryskami, pęknięciami lub pustkami w murze. W takim przypadku konieczne jest wprowadzenie współczynników korekcyjnych we wskaźniku odporności na przenoszenie ciepła materiałów.

W ten sam sposób konieczne jest określenie strat ciepła przez dach, jeśli obiekt znajduje się na najwyższej kondygnacji. Przez posadzkę jakakolwiek znacząca strata energii występuje tylko w przypadku nieogrzewanej, wentylowanej piwnicy, takiej jak garaż. W ziemi ciepło praktycznie nie znika.

Rozważ drugi powód utraty ciepła - wentylację budynku. Zużycie energii na ogrzewanie powietrza nawiewanego (Q_w) można obliczyć ze wzoru:

Q_w = L * q * c * dT, gdzie:

• L - zużycie powietrza (m³ / h);
• Q - gęstość powietrza (kg/m²³);
• C - ciepło właściwe dopływającego powietrza (kJ / kg * ° С);
• dT - różnica temperatur między powietrzem wewnętrznym i zewnętrznym (° С).

Ciepło właściwe powietrza w interesującym nas zakresie temperatur [–50.. +30 ° С] jest równe 1,01 kJ / kg * ° С lub pod względem wymiaru, którego potrzebujemy: 0,28 W * h / kg * ° С. Gęstość powietrza zależy od temperatury i ciśnienia, ale do obliczeń można przyjąć wartość 1,3 kg/m³.

Przykład. Do pokoju 12 m²² przy takiej samej różnicy temperatur jak w poprzednim przykładzie straty ciepła na skutek działania wentylacji wyniosą:

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

Projektanci biorą przepływ powietrza zgodnie z SNiP 41-01-2003 (w naszym przykładzie 3 m³ / h przy 1 m²² powierzchni salonu), ale właściciel budynku może tę wartość znacznie obniżyć.

W sumie całkowita strata ciepła pomieszczenia modelowego wynosi:

Q = Q_TP + Q_w = 969 W.

Aby obliczyć straty ciepła na dzień, tydzień lub miesiąc, musisz znać średnią temperaturę dla tych okresów.

Z powyższych wzorów wynika, że ​​obliczenie objętości zużytego gazu zarówno dla krótkiego okresu czasu, jak i i przez cały zimny sezon należy wziąć pod uwagę klimat obszaru, w którym ogrzewa się obiekt. Dlatego możliwe jest zastosowanie sprawdzonych standardowych rozwiązań tylko dla podobnych warunków środowiskowych.

Dzięki złożonej geometrii domu i różnorodności materiałów użytych do jego budowy i izolacji możesz skorzystać z usług specjalistów, aby obliczyć wymaganą ilość ciepła.

Sposoby minimalizacji strat ciepła

Koszt ogrzewania domu to znacząca część kosztów jego utrzymania. Dlatego zasadne jest wykonanie niektórych prac mających na celu zmniejszenie strat ciepła o: izolacja sufitu, ściany domu, izolacja podłogi i powiązane projekty.

Podanie zewnętrzne schematy izolacji a od wewnątrz domu może znacznie zmniejszyć ten wskaźnik. Dotyczy to zwłaszcza starych budynków o dużym zużyciu ścian i podłóg. Te same płyty ze styropianu pozwalają nie tylko ograniczyć lub całkowicie wyeliminować zamarzanie, ale także zminimalizować przenikanie powietrza przez chronioną powłokę.

Również znaczne oszczędności można osiągnąć, jeśli letnie obszary domu, takie jak werandy lub poddasze, nie są podłączone do ogrzewania. W takim przypadku nastąpi znaczne zmniejszenie obwodu ogrzewanej części domu.

Jeśli ściśle przestrzegasz standardów wentylacji pomieszczeń, które są określone w SNiP 41-01-2003, wówczas straty ciepła z wymiany powietrza będą wyższe niż z zamarzania ścian i dachu budynku. Zasady te obowiązują projektantów i każdą osobę prawną, jeśli lokal jest wykorzystywany do produkcji lub świadczenia usług. Jednak najemcy domu mogą, według własnego uznania, zmniejszyć wartości wskazane w dokumencie.

Ponadto wymienniki ciepła mogą służyć do ogrzewania zimnego powietrza pochodzącego z ulicy, a nie urządzeń zużywających energię elektryczną lub gaz. Tak więc zwykły rekuperator płytowy może zaoszczędzić ponad połowę energii, a bardziej złożone urządzenie z nośnikiem ciepła - około 75%.

Obliczanie wymaganej objętości gazu

Gaz palny musi kompensować straty ciepła. W tym celu oprócz strat ciepła w domu konieczna jest znajomość ilości energii uwalnianej podczas spalania, która zależy od wydajności kotła i kaloryczności mieszanki.

Zasada doboru kotła

Wybór grzejnika musi być dokonany z uwzględnieniem strat ciepła w domu. Powinno wystarczyć na okres osiągnięcia rocznej temperatury minimalnej. W paszporcie podłogi lub gazowy kocioł naścienny za to odpowiada parametr „znamionowa moc cieplna”, który jest mierzony w kW dla urządzeń gospodarstwa domowego.

Ponieważ każda konstrukcja ma bezwładność cieplną, to do obliczenia wymaganej mocy kotła dla minimalnej temperatury zwykle przyjmuje się wskaźnik najzimniejszego pięciodniowego okresu. Dla konkretnego obszaru można go znaleźć w organizacjach zajmujących się gromadzeniem i przetwarzaniem informacji meteorologicznych lub w Tabeli 1. SNiP 23-01-99 (kolumna nr 4).

Jeżeli moc kotła przekracza wskaźnik wystarczający do ogrzania pomieszczenia, nie prowadzi to do wzrostu zużycia gazu. W takim przypadku przestój sprzętu będzie dłuższy.

Czasami jest powód, aby wybrać kocioł o nieco mniejszej mocy. Takie urządzenia mogą być znacznie tańsze zarówno w zakupie, jak i eksploatacji. Jednak w tym przypadku konieczne jest posiadanie zapasowego źródła ciepła (na przykład grzejnika wraz z generatorem gazu), który może być używany podczas silnych mrozów.

Głównym wskaźnikiem sprawności i ekonomiczności kotła jest sprawność. Dla nowoczesnego sprzętu AGD mieści się w przedziale od 88 do 95%. Wydajność jest rejestrowana w paszporcie urządzenia i jest używana przy obliczaniu zużycia gazu.

Formuła uwalniania ciepła

Aby poprawnie obliczyć zużycie gazu ziemnego lub skroplonego do ogrzewania domu o powierzchni około 150 m² konieczne jest znalezienie jeszcze jednego wskaźnika - wartości opałowej (ciepło właściwe spalania) dostarczonego paliwa. Według systemu „SI” jest mierzony w J / kg dla gazu skroplonego lub w J / m³ dla naturalnego.

Istnieją dwie wartości tego wskaźnika - wartość opałowa netto (h_ja) i wyżej (h_h). Zależy to od wilgotności i temperatury paliwa. Podczas obliczania weź wskaźnik h_ja - i musisz się dowiedzieć od dostawcy gazu.

Jeśli nie ma takich informacji, w obliczeniach można przyjąć następujące wartości:

• na gaz ziemny h_ja = 33,5 mJ/m³;
• na gaz płynny h_ja = 45,2 mJ / kg.

Biorąc pod uwagę, że 1 mJ = 278 W * h otrzymujemy następującą wartość opałowa:

• na gaz ziemny h_ja = 9,3 kW * h / m³;
• na gaz płynny h_ja = 12,6 kW * h / kg.

Objętość gazu zużytego przez określony czas V (m³ lub kg) można obliczyć za pomocą następującego wzoru:

V = Q * E / (H_ja * K), gdzie:

• Q - straty ciepła budynku (kW);
• mi - czas trwania okresu grzewczego (h);
• h_ja - minimalna wartość opałowa gazu (kW*h/m³);
• K - sprawność kotła.

Dla gazu skroplonego wymiar h_ja równa się kW*h/kg.

Przykład obliczenia zużycia gazu

Na przykład weźmy typowy dwupiętrowy domek z prefabrykowanego szkieletu drewnianego. Region - Terytorium Ałtaju, g. Barnauł.

Krok 1. Obliczmy główne parametry domu do obliczania strat ciepła:

• Piętro. W przypadku braku wentylowanej piwnicy można pominąć straty przez podłogę i fundament.
• Okno. Podwójna szyba zespolona „4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I”: r_o = 0.75. Powierzchnia przeszklenia S_o = 40 m².
• Ściany. Powierzchnia ściany podłużnej (bocznej) wynosi 10 * 3,5 = 35 m². Powierzchnia ściany poprzecznej (przedniej) wynosi 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 m². Zatem łączna powierzchnia obwodu budynku wynosi 150 m²², a biorąc pod uwagę przeszklenie, żądaną wartość S_s = 150 - 40 = 110 m².
• Ściany. Głównymi materiałami izolacyjnymi jest drewno klejone warstwowo o grubości 200 mm (r_b = 1,27) oraz izolację bazaltową o grubości 150 mm (r_ty = 3.95). Całkowity wskaźnik odporności na przenikanie ciepła dla ściany r_s = r_b + r_ty = 5.22.
• Dach. Izolacja całkowicie powtarza kształt dachu. Powierzchnia dachu bez nawisów S_k = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Dach. Głównymi materiałami termoizolacyjnymi są podszewki o grubości 12,5 mm (r_v = 0,07) oraz izolację bazaltową o grubości 200 mm (r_ty = 5.27). Całkowity wskaźnik odporności na przenikanie ciepła dla dachu r_k = r_v + r_ty = 5.34.
• Wentylacja. Niech przepływ powietrza obliczany jest nie według powierzchni domu, ale z uwzględnieniem wymagań, aby zapewnić wartość co najmniej 30 m³ za osobę za godzinę. Skoro w domku mieszkają na stałe 4 osoby, to L = 30 * 4 = 120 m³ / h

Krok. 2. Obliczmy wymaganą moc kotła. Jeśli sprzęt został już zakupiony, ten krok można pominąć.

Temperatura najzimniejszego pięciodniowego okresu wynosi „–41°C”. Przyjmiemy komfortową temperaturę jako „+24 ° С”. Zatem średnia różnica temperatur w tym okresie będzie dT = 65 ° C.

Obliczmy straty ciepła:

• przez okna: Q_o = S_o * dT / r_o = 40 * 65 / 0,75 = 3467 W;
• przez ściany: Q_s = S_s * dT / r_s = 110 * 65 / 5,22 = 1370 W;
• przez dach: Q_k = S_k * dT / r_k = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W;
• dzięki wentylacji: Q_v = L * Q * C * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 W.

Całkowite straty ciepła w całym domu podczas zimnego pięciodniowego okresu wyniosą:

Q = Q_o + Q_s + Q_k + Q_v = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 W.

Tak więc do tego modelowego domu można wybrać kocioł gazowy o maksymalnej mocy cieplnej 10-12 kW. Jeśli gaz jest również używany do dostarczania ciepłej wody, będziesz musiał wziąć bardziej wydajne urządzenie.

Krok 3. Obliczmy czas trwania okresu grzewczego i średnią stratę ciepła.

Przez zimną porę roku, kiedy potrzebne jest ogrzewanie, rozumie się sezon ze średnimi temperaturami dobowymi poniżej 8-10 ° C. Dlatego do obliczeń można wziąć kolumny nr 11-12 lub kolumny nr 13-14 tabeli 1 SNiP 23-01-99.

Ten wybór należy do właścicieli domku. Jednocześnie nie będzie znaczącej różnicy w rocznym zużyciu paliwa. W naszym przypadku skupimy się na okresie z temperaturą poniżej „+10 ° С”. Czas trwania tego okresu wynosi 235 dni lub mi = 5640 godzin.

Straty ciepła domu dla średniej temperatury za ten okres oblicza się analogicznie jak w kroku 2, tylko parametr dT = 24 - (- 6,7) = 30,7 ° C. Po wykonaniu obliczeń otrzymujemy Q = 4192 W.

Krok 4. Obliczmy objętość zużytego gazu.

Niech sprawność kotła K = 0.92. Wtedy objętość zużytego gazu (z uśrednionymi wskaźnikami minimalnej wartości opałowej mieszanki gazowej) dla okresu zimnego wyniesie:

• dla gazu ziemnego: V = Q * mi / (h_ja * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 m³;
• dla gazu skroplonego: V = Q * mi / (h_ja * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 kg.

Znając ceny gazu, możesz obliczyć finansowe koszty ogrzewania.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Zmniejszenie zużycia gazu poprzez wyeliminowanie błędów związanych z dociepleniem domu. Prawdziwy przykład:

Zużycie gazu przy znanej mocy cieplnej:

Wszystkie obliczenia strat ciepła można przeprowadzić niezależnie tylko wtedy, gdy znane są właściwości oszczędzania ciepła materiałów, z których zbudowany jest dom. Jeśli budynek jest stary, to przede wszystkim należy go sprawdzić pod kątem zamarzania i wyeliminować zidentyfikowane problemy.

Następnie, korzystając ze wzorów przedstawionych w artykule, można z dużą dokładnością obliczyć zużycie gazu.

Proszę zostawić swoje komentarze w polu opinii poniżej. Opublikuj zdjęcia na temat artykułu, zadawaj pytania dotyczące interesujących miejsc. Udostępniaj przydatne informacje, które mogą być przydatne dla odwiedzających naszą witrynę.