É sabido que os tanques de gás são cada vez mais usados para aquecer casas e chalés de verão com residência permanente ou de longa duração. Não se pode contestar que uma grande parte do orçamento para aquecimento de uma casa é o custo do combustível. No nosso caso, é gás liquefeito.
Portanto, um proprietário de casa prudente deve saber calcular corretamente o consumo de gás de um tanque de gás para aquecimento, ser capaz de prever os intervalos entre reabastecimento. Isso também é relevante porque o fornecimento de gás, como um serviço de transporte, tem seu próprio preço bastante significativo.
Iremos ajudá-lo de forma acessível a calcular de forma independente o consumo de gás liquefeito para aquecimento de uma casa em sistemas de abastecimento de gás com suporte de gás. Este conhecimento é relevante ao projetar a construção de uma nova casa e planejar a reconstrução do sistema de fornecimento de calor existente. Cálculos executados corretamente permitirão que você controle o consumo de gás e reduza os custos do gás.
O conteúdo do artigo:
- Fatores que afetam o consumo de gás
- Cálculo da potência de uma caldeira a gás
- Cálculo do consumo de gás do tanque de gás
-
Seleção do tanque de gás ideal para consumo
- Comparação de tanques de gás de superfície e subterrâneos
- Tanque de gás vertical ou horizontal
- Características do trailer móvel de tanque de gás
- Como escolher um tanque de gasolina por volume
- Dicas de economia de gás
- Conclusões e vídeo útil sobre o assunto
Fatores que afetam o consumo de gás
O reservatório de gás parece um tanque volumétrico cheio de gás liquefeito de petróleo (GLP). É uma mistura de dois gases - propano e butano.
Esquemas de aquecimento autônomo com extração de gás de um tanque de gás e uma caldeira a gás no sistema tornaram-se uma alternativa moderna para o aquecimento de casas de combustível sólido ou caldeiras a diesel
O armazenamento de gás em tais tanques, com sua posterior utilização para aquecimento de uma casa, pode ser devido aos seguintes fatores:
- a falta de possibilidade de acesso ao gasoduto principal ou o alto custo dessa ligação;
- problemas persistentes e não resolvidos de serviços de gás com pressão de gás no gasoduto central.
Para o funcionamento normal da maioria das caldeiras a gás pressão do gás do gasoduto deve ter pelo menos 35 mbar. Esta norma muitas vezes não é observada em gasodutos principais e é apenas de 8 a 22 mbar.
Para determinar o volume de gás liquefeito em um tanque, existem medidores de nível mecânicos ou sistemas remotos de telemetria mais modernos. Esse equipamento pode ser fornecido com o tanque ou adquirido separadamente. O consumo médio diário médio de gás pode ser determinado pela diferença nas leituras manômetro, se disponível.
Mas, uma resposta mais precisa à questão de quanto gás no gasômetro será suficiente para aquecer as moradias, qual é o seu consumo e como minimizar o custo dele, ajudará nos cálculos matemáticos. E isso apesar do fato de que objetivamente tal cálculo será de natureza média.
O combustível no abastecimento de gás independente do tanque de gás é consumido não apenas para aquecimento. Embora em volumes muito menores, também é gasto no aquecimento de água, no funcionamento de um fogão a gás e em outras necessidades domésticas
Deve-se ter em mente que os seguintes fatores influenciam o consumo de gás:
- o clima da região e a rosa dos ventos;
- a praça da casa, o número e o grau de isolamento térmico das janelas e portas;
- material das paredes, telhados, fundações e grau de isolamento;
- o número de residentes e o modo de sua permanência (permanente ou periódica);
- características técnicas da caldeira, uso de aparelhos a gás adicionais e equipamentos auxiliares;
- o número de radiadores de aquecimento, a presença de um piso quente.
Essas e outras condições tornam o cálculo do consumo de combustível do gasômetro um valor relativo, que se baseia nos valores médios tomados.
Cálculo da potência de uma caldeira a gás
O aquecimento é responsável pela maior parte do consumo de combustível. Um parâmetro importante de qualquer casa ou apartamento que afeta o volume de gás consumido para aquecimento é a taxa de perda de calor. A tarefa do aquecimento é justamente compensar corretamente essas perdas, criando condições para uma estadia confortável.
Para calcular a necessidade de gás liquefeito, é necessário determinar a quantidade de perda de calor em casa ou a saída de calor necessária para o aquecimento total. Este indicador determina a potência nominal do sistema de aquecimento - uma caldeira a gás
Como padrão de cálculos, tomaremos uma casa localizada em uma área com clima médio, em condições satisfatórias e isolada de acordo com a tecnologia. Área da casa 80 m2.
Você pode determinar os valores médios de perda de calor e potência da caldeira ao elevar a área ao quadrado.
A fórmula é:
Q = S × Pp / 10, Onde
Q - perdas de calor calculadas (kW);
S é a área das instalações que são aquecidas (m2);
Рр - potência específica de uma caldeira a gás (kW / m2) - potência a cada 10 m2.
Potência específica para aquecimento de uma área de 10 m2 já estabelecido aproximadamente, levando em consideração as alterações para regiões com climas diferentes. Para nossa casa de referência, localizada, por exemplo, na região de Moscou, Pp = 1,2 - 1,5 kW.
Levando em consideração a área da casa 80 m2, a potência ideal do sistema de aquecimento terá o seguinte valor:
Q = 80 × 1,2 / 10 = 9,6 kW.
Apesar de sua simplicidade, esta fórmula reflete os resultados mais precisos.
Freqüentemente, para conveniência na realização de cálculos, uma unidade é considerada como o valor da potência específica. Com base nisso, a potência do sistema de aquecimento é obtida a uma taxa de 10 kW por 100 m2 área de aquecimento.
Como o sistema de abastecimento de gás da sua casa inclui não apenas aquecimento, mas também aquecimento de água e outros equipamentos, a potência da caldeira é determinada adicionando 20-25% do estoque às perdas de calor calculadas
A segunda opção, mas aceita com maior grau de erro, é o cálculo dos custos da energia térmica para a perda de calor de um edifício por capacidade cúbica - o volume das salas aquecidas. Dependendo da zona climática, 30-40 watts são alocados para aquecer um metro cúbico de uma sala com uma altura de teto de até 3 m.
Cálculo do consumo de gás do tanque de gás
O cálculo do consumo para aquecimento da mistura utilizada no sistema de aquecimento da casa a partir do armazenamento de gás tem características próprias e difere do cálculo do consumo gás natural principal.
O volume previsto de consumo de gás é calculado pela fórmula:
V = Q / (q × η), Onde
V é o volume calculado de GLP, medido em m³ / h;
Q - perdas de calor calculadas;
q é o menor valor específico do calor de combustão de um gás ou seu valor calorífico. Para propano-butano, este valor é 46 MJ / kg ou 12,8 kW / kg;
η é a eficiência do sistema de abastecimento de gás, expressa em valor absoluto por unidade (eficiência / 100). Dependendo das características da caldeira a gás, a eficiência pode variar de 86% para as mais simples, até 96% para unidades de condensação de alta tecnologia. Consequentemente, o valor de η pode estar entre 0,86 e 0,96.
Suponha que o sistema de aquecimento seja planejado para ser equipado com uma caldeira de condensação moderna com uma eficiência de 96%.
Substituindo os valores que adotamos para o cálculo na fórmula original, obtemos o seguinte volume médio de gás consumido para aquecimento:
V = 9,6 / (12,8 × 0,96) = 9,6 / 12,288 = 0,78 kg / h.
Como o litro é considerado uma unidade de reabastecimento de GLP, é necessário expressar o volume de propano-butano nesta unidade de medida. Para calcular o número de litros na massa da mistura de hidrocarbonetos liquefeitos, é necessário dividir os quilogramas pela densidade.
A tabela mostra os valores da densidade de teste do gás liquefeito (em t / m3), em várias temperaturas médias diárias do ar e de acordo com a relação percentual de propano para butano
A física da transição do GPL do estado líquido para o estado de vapor (trabalho) é a seguinte: o propano ferve a menos de 40 ° C e acima, butano - de 3 ° C com um sinal de menos. Consequentemente, a mistura 50/50 começará a passar para a fase gasosa a uma temperatura de menos 20 °COM.
Para latitudes médias e um tanque de gás enterrado no solo, essas proporções são suficientes. Mas, para se proteger de problemas desnecessários, é ideal em condições de inverno usar uma mistura com pelo menos 70% de teor de propano - "gás de inverno".
Tomando como densidade calculada de GLP igual a 0,572 t / m3 - uma mistura de propano / butano 70/30 a uma temperatura de - 20 ° C), é fácil calcular o consumo de gás em litros: 0,78 / 0,572 = 1,36 l / h.
O consumo diário com essa entrada de gás na casa será: 1,36 × 24 ≈ 32,6 litros, em um mês - 32,6 × 30 = 978 litros. Como o valor obtido é calculado para o período mais frio, então, ajustado pelas condições climáticas, pode ser dividido pela metade: 978/2 = 489 litros, em média por mês.
A duração da estação de aquecimento é calculada a partir do momento em que a temperatura externa média durante o dia não excede +8 graus Celsius por 5 dias. Este período termina na primavera, com aquecimento estável
Na área que tomamos como exemplo (região de Moscou), esse período é em média de 214 dias.
O consumo de gás para aquecimento durante o ano, quando calculado, será de: 32,6 / 2 × 214 ≈ 3488 litros.
Seleção do tanque de gás ideal para consumo
Um reservatório de gás é um equipamento caro que é comprado e instalado por mais de um ano. Não só a eficiência do sistema de aquecimento doméstico depende muito da sua escolha correta. O tipo e o tipo de armazenamento de gás liquefeito podem afetar indiretamente os custos de aquecimento.
Comparação de tanques de gás de superfície e subterrâneos
Um tanque de gás onshore é uma opção mais barata para a gaseificação autônoma. Esses tanques são geralmente menores em volume e não requerem escavações caras para serem instalados.
Mas, ao usar tanques de gás subterrâneo para necessidades de aquecimento no inverno, é necessário levar em consideração que que a evaporação da mistura de propano-butano durante este período será reduzida e problemas com a pressão são possíveis gás.
Para um funcionamento mais eficiente e eficiente do tanque de gás de superfície, no mínimo, será necessário equipá-lo com uma unidade de evaporação e isolar as paredes do tanque.
É possível, evidentemente, diminuir o limiar de temperatura para a transição do GPL para a fase gasosa do combustível devido ao maior teor de propano na mistura. Mas isso implicará em custos adicionais, já que esse gás é mais caro que o butano.
Os tanques de gás subterrâneos são as instalações de armazenamento mais populares de GLP.
Esse tanque enterrado em um clima médio não precisa de equipamento adicional para seu aquecimento e isolamento térmico.
A profundidade de imersão do recipiente deve ser tal que a camada de solo acima seja de pelo menos 0,6 m, o que protegerá o armazenamento de congelamento e danos mecânicos.
Tanque de gás vertical ou horizontal
Os gasômetros embutidos são de dois tipos de formato:
- Vertical.
- Horizontal.
Esses recipientes diferem uns dos outros não apenas em design, mas também funcionalmente - a área de superfície da mistura liquefeita, chamada de "espelho de evaporação".
Os tanques de gás horizontais têm um "espelho" maior. Com isso, a vaporização ocorre de forma mais intensa, com pressão suficiente para o correto funcionamento do sistema de aquecimento.
Os armazenamentos verticais são mais frequentemente usados em sistemas autônomos de gás de pequenas casas ou chalés de verão, se não precisarem de aquecimento total no inverno.
Para uma operação eficiente e estável de tanques de gás verticais no inverno, é necessário isolamento tanque ou o uso de aquecedores especiais, o que aumenta o custo total do abastecimento de gás em casa
Características do trailer móvel de tanque de gás
Resolva o problema de aquecimento e criação de condições de vida confortáveis no inverno nas dachas com residência temporária, instalações em construção, onde o equipamento de armazenamento de gás é impraticável ou tecnicamente impossível, permite tanque de gasolina móvel.
Este é um tanque equipado em uma carreta com capacidade de 500-600 litros. Quanto tempo esse tanque de gás com capacidade de 600 litros vai durar pode ser previsto tomando-se o padrão médio usado - 30-40 litros de gás liquefeito por 1 metro quadrado da sala.
Um cálculo aproximado mostra que uma casa isolada de 100 m2 pode ser aquecida independentemente por um tanque de gás móvel por um mês, enquanto mantém uma temperatura confortável para viver
Deve ser entendido que o funcionamento de um tanque de gás móvel como tanque tipo terra no inverno ou nas regiões do norte exigirá o isolamento e o aquecimento forçado do tanque. Por esta razão, um tanque de gás com fuga não é uma opção de aquecimento totalmente aceitável.
Como escolher um tanque de gasolina por volume
Dos tanques de gás subterrâneos típicos, os tanques com volumes de 2700 litros e 4850 litros são perfeitamente aplicáveis para casas de campo e chalés.
Ao escolher um tamanho padrão para uma instalação de armazenamento de gás, os seguintes fatores devem ser levados em consideração:
- Se você mora permanentemente em uma casa com aquecimento autônomo, é aconselhável encher o tanque duas vezes por ano. Isso se deve às diferentes concentrações de butano e propano nas misturas destinadas ao uso no verão e no inverno.
- O reservatório deve estar 85% cheio com a fase liquefeita. O espaço vazio restante no armazenamento é uma almofada de vapor para o hidrocarboneto na fase de vaporização.
Portanto, ao calcular quanto gás pode ser suficiente em um tanque de gás com capacidade de 2700 litros ou em um armazenamento de gás de outro tamanhos, deve-se ter em mente que o volume total do tanque de gás do passaporte e seu volume de enchimento não são os mesmos o mesmo.
A tabela mostra as capacidades de enchimento de tanques de gás Eurostandard-2 típicos, em relação à área ótima de áreas aquecidas e a potência das caldeiras
Nosso cálculo dos valores médios da seleção do gás liquefeito do gasômetro e as normas geralmente aceitas nos permitem determinar a frequência de enchimento dos gasômetros. Com um consumo médio anual de 30 litros de gás por 1 m2 área aquecida, reabastecimento de gás liquefeito com um volume de 2.295 litros em um tanque para 2.700 litros para uma casa de 100 m2 será o suficiente para 9 meses.
Usando a mesma técnica, mas para uma casa de 150 m2, consideramos quanto LPG será suficiente no sistema de aquecimento de um reservatório de gás para 4850 litros. Durante o ano, são consumidos 4.500 litros, portanto, um volume de enchimento de 4.122 litros é suficiente para aquecer uma casa por 10 meses.
Os cálculos mostram que o reabastecimento deverá ser feito duas vezes ao ano. E isso se justifica economicamente devido ao uso GLP de "verão" e "inverno".
Dicas de economia de gás
É possível reduzir o consumo de gás do gasômetro executando as seguintes medidas de economia de energia:
- isolamento de paredes, telhados, sótão, sobreposição de porão;
- substituição de antigos blocos de janelas por janelas modernas com vidros duplos e perfil anticongelante;
- configuração ideal dos parâmetros da caldeira;
- instalação para aquecimento de uma caldeira de condensação a gás com eficiência energética;
- uso sistema de aquecimento do coletortendo uma maior eficiência e a capacidade de regular o fornecimento do refrigerante a cada dispositivo de aquecimento;
- equipar baterias de aquecimento com termostatos.
Um bom efeito de economia de gás é obtido através da instalação de controladores que automatizam o processo de controle do fornecimento de calor.
O controlador, dependendo das configurações predefinidas, controla automaticamente o aquecimento autônomo, o que permite minimizar significativamente o consumo de GLP do tanque de gás e reduzir o custo de aquecimento
Além disso, os controladores modernos são, em regra, dispositivos inteligentes com os quais pode controlar remotamente a caldeira a partir de um telemóvel.
Uma alternativa barata a esses dispositivos de controle remoto são termostatos programáveis ou diários, que também permitem economia de energia.
Uma solução moderna para economizar gás de um armazenamento autônomo é sistema de casa inteligente.
Junto com uma ampla gama de funções úteis que tornam a vida mais fácil, o uso da tecnologia de casa inteligente permite o controle automático do clima
A função de controle do clima doméstico pode ser instalada separadamente ou integrada em um conjunto comum de "utilitários".
Essas tecnologias tornam possível usar economicamente o gás para aquecimento durante o dia em salas separadas. Você pode configurar o sistema para funcionar no modo de aquecimento quando não houver residentes e remotamente, antes de chegar em casa, ligue o aquecimento total.
O principal problema da introdução de um sistema de controle de temperatura para uma "casa inteligente" é o custo relativamente alto da questão e a necessidade de um projeto antes da instalação do sistema de aquecimento.
Conclusões e vídeo útil sobre o assunto
Uma técnica interessante para calcular o consumo de gás para aquecimento e dicas para reduzir custos para isso:
Conselhos de especialistas sobre a escolha economicamente viável do volume do tanque de gás:
9 dicas para reduzir o consumo de gás de aquecimento em sua casa:
É necessário entender que todos os cálculos que nos propomos a aplicar ao usar gás de um tanque de gás são bastante arbitrários. Mesmo um especialista não será capaz de determinar e prever exatamente quanto gás liquefeito será consumido em um período específico.
Mas a técnica acima, baseada na prática de operar sistemas autônomos de gás, exibe valores médios confiáveis de consumo de gás.
Estes cálculos e as dicas úteis fornecidas permitirão escolher corretamente o tanque de gasolina ideal e planejar a frequência de seu reabastecimento.
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