Certamente você já ouviu várias vezes que as caldeiras a gás não têm concorrentes em termos de eficiência. Mas, veja você, o ceticismo saudável nunca machuca - como eles dizem, confie, mas verifique. Portanto, antes de decidir sobre a instalação e operação do equipamento de gás, você deve calcular cuidadosamente e refletir sobre tudo.
Sugerimos que se familiarize com as etapas de cálculos e fórmulas pelas quais se determina o consumo de gás para aquecimento de uma casa 100 m2 levando em consideração todos os fatores significativos. Depois de revisar os cálculos, você pode tirar sua própria conclusão sobre o quão lucrativo é usar o combustível azul como fonte de energia térmica.
O conteúdo do artigo:
- Fórmulas de carga de calor e fluxo de gás
-
Consumo de gás por exemplos específicos
- Cálculo de carga de calor
- Consumo principal de gás
- Quanto propano-butano é necessário para a estação de aquecimento
- Conclusões e vídeo útil sobre o assunto
Fórmulas de carga de calor e fluxo de gás
O consumo de gás é convencionalmente denotado pela letra latina V e é determinado pela fórmula:
V = Q / (n / 100 x q), Onde
Q é a carga térmica para aquecimento (kW / h), q é o poder calorífico do gás (kW / m³), n é a eficiência da caldeira a gás, expressa em percentagem.
O consumo de gás principal é medido em metros cúbicos por hora (m³ / h), gás liquefeito - em litros ou quilogramas por hora (l / h, kg / h).
O consumo de gás é calculado antes de projetar um sistema de aquecimento, escolhendo uma caldeira, portador de energia e, em seguida, facilmente controlado usando medidores
Vamos considerar em detalhes o que as variáveis nesta fórmula significam e como defini-las.
O conceito de "carga de calor" é dado na lei federal "Sobre o fornecimento de calor". Mudando um pouco o texto oficial, vamos apenas dizer que essa é a quantidade de energia térmica transferida por unidade de tempo para manter uma temperatura ambiente confortável.
No futuro, usaremos também o conceito de “energia térmica”, portanto, ao mesmo tempo, daremos sua definição em relação aos nossos cálculos. A energia térmica é a quantidade de energia térmica que uma caldeira a gás pode produzir por unidade de tempo.
A carga de calor é determinada de acordo com MDK 4-05.2004 por meio de cálculos de engenharia de calor.
Fórmula simplificada:
Q = V x ΔT x K / 860.
Aqui, V é o volume da sala, obtido multiplicando-se a altura do teto pela largura e o comprimento do piso.
ΔT é a diferença entre a temperatura do ar fora do edifício e a temperatura do ar necessária na sala aquecida. Os parâmetros climáticos fornecidos em SP 131.13330.2012 são usados para cálculos.
Para obter indicadores de consumo de gás mais precisos, são utilizadas fórmulas que levam em consideração inclusive a localização das janelas - os raios solares aquecem o ambiente, reduzindo a perda de calor
K é o coeficiente de perda de calor, que é o mais difícil de determinar precisamente devido à influência de muitos fatores, incluindo o número e a posição das paredes externas em relação aos pontos cardeais e o regime de vento em período de inverno; número, tipo e tamanho das janelas, portas de entrada e varanda; o tipo de construção e os materiais de isolamento térmico usados e assim por diante.
Nas estruturas de fechamento da casa existem áreas com maior transferência de calor - pontes frias, devido às quais o consumo de combustível pode aumentar significativamente
Se for necessário realizar um cálculo com erro de 5%, é melhor fazer uma auditoria térmica da casa.
Se os requisitos para os cálculos não forem tão rigorosos, você pode usar os valores médios do coeficiente de perda de calor:
- grau aumentado de isolamento térmico - 0,6-0,9;
- isolamento térmico médio - 1-1,9;
- baixo isolamento térmico - 2-2,9;
- falta de isolamento térmico - 3-4.
Alvenaria dupla, pequenas janelas com vidros duplos de três câmaras, sistema de cobertura isolada, fundação forte, isolamento térmico usando materiais com baixa condutividade térmica - tudo isso indica o coeficiente de perda de calor mínimo de seu casa.
Com alvenaria dupla, mas com cobertura normal e janelas de caixilharia dupla, o coeficiente sobe para valores médios. Os mesmos parâmetros, mas uma única alvenaria e um telhado simples são um sinal de baixo isolamento térmico. A falta de isolamento térmico é típica das casas de campo.
Vale a pena cuidar da economia de energia térmica já na fase de construção de uma casa, fazendo o isolamento das paredes, telhado e fundação e instalando janelas multicâmaras
Tendo escolhido o valor do coeficiente que mais se aproxima do isolamento térmico da sua casa, nós o substituímos na fórmula de cálculo da carga térmica. Em seguida, usando a fórmula, calculamos consumo de gás para manter um microclima confortável em uma casa de campo.
Consumo de gás por exemplos específicos
Para determinar qual será o consumo de gás natural ao aquecer uma casa térrea de 100m2, primeiro você precisa determinar a carga de calor.
Cálculo de carga de calor
Para obter os dados mais precisos sobre o volume aquecido da casa, calcula-se separadamente o volume de cada cômodo e cômodos auxiliares onde é necessário manter o calor. As medidas de comprimento e largura são feitas ao longo dos rodapés usando uma fita métrica padrão ou a laser.
Faremos mais fácil: pegamos a altura do teto em 2,5 metros, multiplicamos pela área indicada e obtemos o volume da casa V = 250 m3.
Se a sala tem uma forma arquitetônica complexa, ela é dividida em retângulos, triângulos, círculos, a área de cada um deles é calculada e somada
Para determinar ΔT, a coluna 6 na tabela 3.1 de SP 131.13330.2012 é usada. A temperatura do ar do período mais frio é indicada aqui, calculada com base nas temperaturas médias mensais.
Encontramos o nome do assentamento onde o objeto aquecido está localizado. Digamos que este seja Bryansk, portanto, o valor desejado é -12 ° C. A temperatura nas salas de estar de acordo com GOST R 51617-2000 deve estar entre 18-24 ° C. Tomando um valor médio de 22 ° C, obtemos ΔT = 34 ° C.
Determinamos o grau de isolamento térmico da casa e aplicamos o coeficiente adequado. Diante do aumento dos preços dos transportadores de calor, a maioria dos proprietários está procurando melhorar a eficiência energética do aquecimento, melhorando isolamento térmico da sua casa, portanto, é bastante razoável aplicar o primeiro indicador do grau médio de isolamento térmico, que é igual a 1.
Resumimos todos os valores de acordo com a fórmula:
250 m3 × 34 ° C × 1/860 = 9,88 kW / h.
Aplicamos a regra de arredondamento para o número inteiro mais próximo e obtemos Q = 10 kW / h.
Não negligencie o controle automático - defina diferentes modos de aquecimento para a noite e o dia tempo para fornecer um microclima confortável, independentemente da temperatura fora da janela e, ao mesmo tempo, economizar até 30% de gás
Lembre-se de que só fizemos cálculo de engenharia de calor em casa e agora o próximo passo é o cálculo do consumo de gás. Mas, por enquanto, convém fazer uma pequena digressão e esclarecer que a carga de aquecimento pode ser calculada de forma simplificada.
notar que energia da caldeira a gás pode ser calculado para um objeto específico, levando em consideração todas as nuances técnicas. De acordo com os dados médios, há 100 W / h de energia térmica para cada metro de espaço de vida padrão. Portanto, para uma casa com área de 100 m2 este valor será 100 W / h × 100 m2 = 10.000 W / h ou 10 kW / h.
Nesse caso, os cálculos usando a fórmula e o método simplificado deram o mesmo resultado, mas nem sempre é o caso, e a diferença muitas vezes chega a 20% ou mais. Além disso, os engenheiros de aquecimento recomendam comprar caldeiras turboalimentadas e atmosféricas sempre com uma margem de 20-25%, contando com a possibilidade de cobrir as perdas de calor em dias com temperaturas criticamente baixas.
Consumo principal de gás
Para o cálculo, você precisa saber a eficiência da caldeira a gás. Você pode ver isso nas especificações indicadas na documentação que acompanha. Vamos escolher o modelo mais adequado para a casa da área especificada.
O principal critério de seleção será a produção de calor da unidade. Seu valor está muito próximo do valor da carga de calor e pode ser calculado usando a mesma fórmula, mas a temperatura da própria temperatura é levada em consideração para o cálculo. frio de cinco dias, ou um fator de multiplicação de 1,3 é aplicado, porque a caldeira deve ter energia suficiente para manter o calor na casa mesmo nos momentos mais severos geadas.
Portanto, para aquecimento de 100 m2 é necessária uma caldeira com capacidade de cerca de 13 kW. Eficiência (n) de muitos modelos caldeiras a gás fixadas na parede, por exemplo, unidades da marca NEVA, é de 92,5%. Usaremos esse valor em nossos cálculos.
Devido às características de design da câmara de combustão, maior eficiência dos trocadores de calor, o uso de calor latente de vapor de água, a eficiência das caldeiras a gás modernas ultrapassa 90%
O poder calorífico, ou seja, o calor específico de combustão (q) depende do tipo de gás utilizado. Que tipo de gás é fornecido para sua casa, é melhor verificar com a empresa fornecedora de gás.
Por defeito, iremos substituir na fórmula o valor arredondado correspondente ao gás G20 com um valor calorífico líquido Hi, nomeadamente 9,5 kWh / m³. Preste atenção às unidades de medida - quilowatts são usados, não megajoules.
Todos os valores necessários são determinados e resta reduzi-los à fórmula:
V = 10 / (92,5 / 100 × 9,5). V = 1,1 m³ / h.
Assim, o consumo de gás principal no aquecimento de uma casa com área de 100 m2 com pé-direito de 2,5 metros, é pouco mais de 1,1 metros cúbicos por hora. Um dia, respectivamente, 24,2 metros cúbicos.
Agora é fácil descobrir quanto gás será necessário para toda a estação de aquecimento. De acordo com os regulamentos estaduais, durante a estação de aquecimento, a temperatura externa média diária não excede 8 ° C. Na faixa do meio, esse período vai de 15 de outubro a 15 de abril (183 dias).
Como há flutuações de temperatura significativas neste momento, o consumo diário de gás é dividido por 2 e, em seguida, multiplicado por 183. Ou seja, a estação de aquecimento exigirá cerca de 2.214,3 metros cúbicos de gás principal.
Quanto propano-butano é necessário para a estação de aquecimento
As caldeiras a gás modernas são projetadas para usar não apenas gás da rede elétrica, mas também gás liquefeito. Para estocar o volume necessário de combustível, eles não usam cilindros de gás comuns, mas tanques mais espaçosos - gasômetros.
O uso de reservatórios de gás resolve o problema de armazenamento de combustível de hidrocarboneto liquefeito, suficiente para aquecer uma casa de 100 m². m, durante toda a estação de aquecimento em uma zona climática temperada
Ao calcular o consumo de gás liquefeito necessário para aquecer uma casa de 100m2, a mesma técnica é usada, mas os valores de algumas variáveis na fórmula mudam.
Uma mistura liquefeita de propano-butano é fornecida para as necessidades domésticas.
Seu valor calorífico é de 12,8 kW / kg. Substituímos esse parâmetro na fórmula e obtemos:
V = 10 / (92,5 / 100 × 12,8). V = 0,8 kg / h.
Ao operar com combustível liquefeito, a eficiência do equipamento diminui, de modo que o consumo de gás aumenta em cerca de 10% e chega a 0,88 kg / h por dia. A correção pode ser diferente para o seu modelo de caldeira. O valor específico é indicado na documentação anexa.
Agora calculamos a quantidade necessária de gás para a estação de aquecimento: 0,88 × 24 × 183 = 3865 kg. Este valor também deve ser dividido por 2 devido às flutuações de temperatura. O resultado final: 1.932,5 kg de propano-butano são necessários para a estação de aquecimento.
Será útil converter quilogramas em litros. Com base nos dados de referência, 540 gramas de mistura liquefeita de propano-butano corresponde a 1 litro. Ou seja, serão necessários 3.578 litros de gás liquefeito para toda a estação de aquecimento.
Conclusões e vídeo útil sobre o assunto
Você é econômico com energia térmica, mas seu vizinho ainda consome menos? O autor do vídeo decidiu compartilhar sua própria experiência de uso de GLP para aquecimento doméstico. Talvez esta informação seja útil para você.
Um termostato e um sensor de temperatura podem ajudar a reduzir significativamente os custos de gás durante a estação de aquecimento? O vídeo demonstra como isso acontece na prática.
Para determinar o próximo consumo de gás para aquecimento, não é necessário um ensino superior. Sabendo como as operações matemáticas mais simples são realizadas, você calculará os parâmetros necessários com um erro aceitável.
Ao longo do caminho, você poderá identificar os pontos fracos da sua casa, minimizar as perdas de calor, excluir o vazamento de calor para o exterior e, com isso, aproveitar todas as vantagens do combustível azul.
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