Consumul mediu de gaz pentru încălzirea unei case de 150 m²: formule și un exemplu de calcul

Finanțarea sezonului de încălzire reprezintă o parte semnificativă din bugetul cheltuit pentru întreținerea locuințelor. Cunoașterea prețului și a consumului mediu de gaz pentru încălzirea unei case de 150 m², puteți determina destul de precis costul încălzirii spațiilor. Aceste calcule sunt ușor de realizat pe cont propriu, fără a plăti serviciile inginerilor termici.

Veți afla totul despre standardele de consum de gaz și metodele de calcul al consumului de combustibil albastru din articolul pe care l-am prezentat. Vă vom spune despre câtă energie este necesară pentru a compensa pierderile de căldură ale casei în timpul sezonului de încălzire. Să vă arătăm ce formule ar trebui utilizate în calcule.

Încălzire cabane la țară

La calcularea consumului de gaz necesar pentru încălzirea unei case, cea mai dificilă sarcină va fi calculul pierderii de căldură, care trebuie să compenseze complet sistemul de încălzire în timpul funcționării.

Complexul de pierderi de căldură depinde de climă, de caracteristicile structurale ale clădirii, de materialele utilizate și de parametrii sistemului de ventilație.

Calculul cantității de căldură care trebuie compensată

Sistemul de încălzire al oricărei clădiri trebuie să compenseze pierderile de căldură ale acestuia Î (W) în perioada rece. Acestea se întâmplă din două motive:

1. schimb de căldură prin perimetrul casei;
2. pierderi de căldură datorate pătrunderii aerului rece prin sistemul de ventilație.

În mod formal, pierderea de căldură prin perete și acoperiș Î_TP poate fi calculat folosind următoarea formulă:

Î_TP = S * dT / R,

Unde:

• S - suprafața (m²);
• dT - diferența de temperatură între aerul interior și cel exterior (° С);
• R - indicator de rezistență la transferul de căldură al materialelor (m² * ° С / W).

Ultimul indicator (care se mai numește „coeficientul de rezistență termică”) poate fi preluat din tabelele atașate materialelor de construcție sau produselor.

Exemplu. Lăsați peretele exterior al camerei să aibă o suprafață de 12 m², din care 2 m² ocupă fereastra.

Indicatorii de rezistență la transferul de căldură sunt după cum urmează:

• Blocuri de beton gazat D400: R = 3.5.
• Geam termopan cu argon „4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I”: R = 0.75.

În acest caz, la temperatura camerei „+ 22 ° С” și la temperatura străzii - „–30 ° С”, pierderea de căldură a peretelui exterior al camerei va fi:

• Î_TP (perete) = 10 * (22 - (- 30)) / 3,5 = 149 W:
• Î_TP (fereastră) = 2 * (22 - (- 30)) / 0,75 = 139 W:
• Î_TP = Î_TP (perete) + Î_TP (fereastră) = 288 W.

Acest calcul oferă rezultatul corect, cu condiția să nu existe un schimb de aer necontrolat (infiltrare).

Poate apărea în următoarele cazuri:

• Prezența defectelor structurale, cum ar fi o fixare slabă a cadrelor ferestrelor de pereți sau delaminarea materialului izolator. Trebuie să fie eliminați.
• Îmbătrânirea unei clădiri, rezultând așchii, fisuri sau goluri în zidărie. În acest caz, este necesar să se introducă factori de corecție în indicatorul rezistenței la transferul de căldură al materialelor.

În același mod, este necesar să se determine pierderea de căldură prin acoperiș dacă obiectul este situat la ultimul etaj. Prin podea, orice pierdere semnificativă de energie are loc numai în cazul unui subsol neîncălzit, ventilat, cum ar fi un garaj. În sol, căldura practic nu dispare.

Luați în considerare al doilea motiv pentru pierderea de căldură - ventilația clădirii. Consumul de energie pentru încălzirea aerului de alimentare (Î_în) poate fi calculat prin formula:

Î_în = L * q * c * dT, Unde:

• L - consumul de aer (m³ / h);
• q - densitatea aerului (kg / m³);
• c - capacitatea termică specifică a aerului de intrare (kJ / kg * ° С);
• dT - diferența de temperatură între aerul interior și cel exterior (° С).

Capacitatea termică specifică a aerului în intervalul de temperatură care ne interesează [–50.. +30 ° С] este egal cu 1,01 kJ / kg * ° С sau în ceea ce privește dimensiunea de care avem nevoie: 0,28 W * h / kg * ° С. Densitatea aerului depinde de temperatură și presiune, dar pentru calcule, puteți lua o valoare de 1,3 kg / m³.

Exemplu. Pentru o cameră de 12 m² cu aceeași diferență de temperatură ca în exemplul anterior, pierderea de căldură datorată operației de ventilație va fi:

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

Proiectanții iau fluxul de aer în conformitate cu SNiP 41-01-2003 (în exemplul nostru, 3 m³ / h la 1 m² zona de living), dar această valoare poate fi redusă semnificativ de către proprietarul clădirii.

În total, pierderea totală de căldură a camerei modelului este:

Î = Î_TP + Î_în = 969 W.

Pentru a calcula pierderea de căldură pe zi, săptămână sau lună, trebuie să cunoașteți temperatura medie pentru aceste perioade.

Din formulele de mai sus se poate observa că calculul volumului de gaz consumat atât pentru o perioadă scurtă de timp, cât și și pentru întregul sezon rece, este necesar să se efectueze luând în considerare climatul zonei în care sa încălzit un obiect. Prin urmare, este posibil să se utilizeze soluții standard bine dovedite numai pentru condiții de mediu similare.

Cu geometria complexă a casei și varietatea materialelor utilizate în construcția și izolarea acesteia, este posibil să se utilizeze serviciile specialiștilor pentru a calcula cantitatea necesară de căldură.

Modalități de minimizare a pierderilor de căldură

Costul încălzirii unei case este o parte semnificativă din costul întreținerii acesteia. Prin urmare, este rezonabil să efectuați unele tipuri de lucrări menite să reducă pierderile de căldură cu izolarea tavanului, pereții casei, izolarea podelei și modele conexe.

Cerere scheme de izolare exterioare iar din interiorul casei poate reduce semnificativ acest indicator. Acest lucru este valabil mai ales pentru clădirile vechi cu uzură puternică a pereților și podelelor. Aceleași plăci de polistiren expandat permit nu numai reducerea sau eliminarea completă a înghețului, ci și minimizarea infiltrării aerului prin stratul protejat.

De asemenea, se pot realiza economii semnificative dacă zonele de vară ale casei, precum verandele sau podeaua mansardei, nu sunt conectate la încălzire. În acest caz, va exista o reducere semnificativă a perimetrului părții încălzite a casei.

Dacă respectați cu strictețe standardele de ventilație ale spațiilor, care sunt prescrise în SNiP 41-01-2003, atunci pierderea de căldură din schimbul de aer va fi mai mare decât din înghețarea pereților și a acoperișului clădirii. Aceste reguli sunt obligatorii pentru proiectanți și orice entitate juridică, dacă localurile sunt utilizate pentru producerea sau furnizarea de servicii. Cu toate acestea, chiriașii casei pot, la discreția lor, să reducă valorile indicate în document.

În plus, schimbătoarele de căldură pot fi folosite pentru a încălzi aerul rece care vine de pe stradă, mai degrabă decât aparatele care consumă electricitate sau gaz. Deci, un recuperator obișnuit de plăci poate economisi mai mult de jumătate din energie și un dispozitiv mai complex cu un purtător de căldură - aproximativ 75%.

Calculul volumului necesar de gaz

Gazul combustibil trebuie să compenseze pierderile de căldură. Pentru aceasta, pe lângă pierderea de căldură a casei, este necesar să se cunoască cantitatea de energie eliberată în timpul arderii, care depinde de eficiența cazanului și de puterea calorică a amestecului.

Regula de selectare a cazanului

Alegerea încălzitorului trebuie efectuată ținând seama de pierderile de căldură de acasă. Ar trebui să fie suficient pentru perioada în care temperatura minimă anuală este atinsă. În pașaportul etajului sau cazan pe gaz montat pe perete aceasta este responsabilitatea parametrului „putere termică nominală”, care se măsoară în kW pentru aparatele de uz casnic.

Deoarece orice structură are inerție termică, atunci pentru a calcula puterea necesară a cazanului pentru temperatura minimă, se ia de obicei indicatorul celei mai reci perioade de cinci zile. Pentru o anumită zonă, aceasta poate fi găsită în organizațiile implicate în colectarea și prelucrarea informațiilor meteorologice sau din tabelul 1. SNiP 23-01-99 (coloana nr. 4).

Dacă puterea cazanului depășește indicatorul suficient pentru încălzirea camerei, atunci acest lucru nu duce la o creștere a consumului de gaz. În acest caz, timpul de nefuncționare al echipamentului va fi mai lung.

Uneori există un motiv pentru a alege un cazan cu o capacitate ușor mai mică. Astfel de dispozitive pot fi semnificativ mai ieftine atât la cumpărare, cât și la funcționare. Cu toate acestea, în acest caz, este necesar să aveți o sursă de căldură de rezervă (de exemplu, un încălzitor complet cu un generator de gaz), care poate fi utilizat în înghețuri severe.

Principalul indicator al eficienței și economiei cazanului este eficiența. Pentru echipamentele de uz casnic moderne, acesta se situează între 88 și 95%. Eficiența este înregistrată în pașaportul dispozitivului și este utilizată la calcularea consumului de gaz.

Formula de eliberare a căldurii

Pentru a calcula corect consumul de gaz natural sau lichefiat pentru încălzirea unei case cu o suprafață de aproximativ 150 m² este necesar să se afle încă un indicator - puterea calorică (căldura specifică de ardere) a combustibilului furnizat. Conform sistemului "SI", acesta este măsurat în J / kg pentru gazul lichefiat sau în J / m³ pentru naturale.

Există două valori ale acestui indicator - puterea calorică netă (H_l) și mai mare (H_h). Depinde de umiditatea și temperatura combustibilului. Când calculați, luați indicatorul H_l - și trebuie să aflați de la furnizorul de gaze.

Dacă nu există astfel de informații, atunci următoarele valori pot fi luate în calcule:

• pentru gaze naturale H_l = 33,5 mJ / m³;
• pentru gazul lichefiat H_l = 45,2 mJ / kg.

Având în vedere că 1 mJ = 278 W * h, obținem următoarea putere calorică:

• pentru gaze naturale H_l = 9,3 kW * h / m³;
• pentru gazul lichefiat H_l = 12,6 kW * h / kg.

Volumul de gaz consumat pentru o anumită perioadă de timp V (m³ sau kg) pot fi calculate utilizând următoarea formulă:

V = Q * E / (H_l * K), Unde:

• Î - pierderea de căldură a clădirii (kW);
• E - durata perioadei de încălzire (h);
• H_l - puterea calorică minimă a gazului (kW * h / m³);
• K - randamentul cazanului.

Pentru gazul lichefiat, dimensiunea H_l este egal cu kW * h / kg.

Exemplu de calcul al consumului de gaz

De exemplu, să luăm o căsuță tipică prefabricată din lemn cu două etaje. Regiune - Teritoriul Altai, g. Barnaul.

Pasul 1. Să calculăm parametrii principali ai casei pentru calcularea pierderilor de căldură:

• Podea. În absența unui subsol ventilat, pierderile prin podea și fundație pot fi neglijate.
• Fereastră. Geam termopan „4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I”: R_o = 0.75. Zona de geamuri S_o = 40 m².
• Pereți. Aria peretelui longitudinal (lateral) este de 10 * 3,5 = 35 m². Aria peretelui transversal (frontal) este de 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 m². Astfel, suprafața totală a perimetrului clădirii este de 150 m², și luând în considerare geamul, valoarea dorită S_s = 150 - 40 = 110 m².
• Pereți. Principalele materiale izolante sunt lemnul laminat lipit, gros de 200 mm (R_b = 1,27) și izolație bazaltică, grosime 150 mm (R_tu = 3.95). Indicatorul total al rezistenței la transferul de căldură pentru perete R_s = R_b + R_tu = 5.22.
• Acoperiş. Izolația repetă complet forma acoperișului. Zona acoperișului fără surplombe S_k = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Acoperiş. Principalele materiale de izolare termică sunt căptușeala, cu grosimea de 12,5 mm (R_v = 0,07) și izolație bazaltică, grosime 200 mm (R_tu = 5.27). Indicatorul total al rezistenței la transferul de căldură pentru acoperiș R_k = R_v + R_tu = 5.34.
• Ventilare. Să se calculeze debitul de aer nu după suprafața casei, ci luând în considerare cerințele pentru a asigura o valoare de cel puțin 30 m³ de persoană pe oră. Din moment ce 4 persoane locuiesc permanent în cabană, atunci L = 30 * 4 = 120 m³ / h

Etapa. 2. Să calculăm puterea necesară a cazanului. Dacă echipamentul a fost deja achiziționat, atunci acest pas poate fi omis.

Temperatura celei mai reci perioade de cinci zile este „–41 ° C”. Vom lua temperatura confortabilă ca „+24 ° С”. Astfel, diferența medie de temperatură în această perioadă va fi dT = 65 ° C.

Să calculăm pierderea de căldură:

• prin ferestre: Î_o = S_o * dT / R_o = 40 * 65 / 0,75 = 3467 W;
• prin pereți: Î_s = S_s * dT / R_s = 110 * 65 / 5,22 = 1370 W;
• prin acoperis: Î_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W;
• datorită ventilației: Î_v = L * q * c * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 W.

Pierderea totală de căldură a întregii case în perioada rece de cinci zile va fi:

Î = Î_o + Î_s + Î_k + Î_v = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 W.

Astfel, pentru această casă model, puteți alege un cazan pe gaz cu o putere termică maximă de 10-12 kW. Dacă se folosește și gaz pentru a furniza apă caldă, atunci va trebui să luați un dispozitiv mai eficient.

Pasul 3. Să calculăm durata perioadei de încălzire și pierderea medie de căldură.

Sezonul rece, când este necesară încălzirea, este înțeles ca un sezon cu temperaturi medii zilnice sub 8-10 ° C. Prin urmare, pentru calcule, puteți lua fie coloanele nr. 11-12, fie coloanele nr. 13-14 din Tabelul 1 SNiP 23-01-99.

Această alegere rămâne la proprietarii cabanei. În același timp, nu va exista nicio diferență semnificativă în consumul anual de combustibil. În cazul nostru, ne vom concentra pe perioada cu temperatura sub „+10 ° С”. Durata acestei perioade este de 235 de zile sau E = 5640 ore.

Pierderea de căldură a casei pentru temperatura medie pentru această perioadă este calculată în același mod ca la pasul 2, doar parametrul dT = 24 - (- 6,7) = 30,7 ° C. După efectuarea calculelor, obținem Î = 4192 W.

Pasul 4. Să calculăm volumul de gaz consumat.

Lăsați eficiența cazanului K = 0.92. Apoi, volumul de gaz consumat (cu indicatori medii ai puterii calorice minime a amestecului de gaze) pentru perioada rece de timp va fi:

• pentru gaze naturale: V = Î * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 m³;
• pentru gazul lichefiat: V = Î * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 kg.

Cunoscând prețurile la gaz, puteți calcula costurile financiare ale încălzirii.

Concluzii și videoclip util pe această temă

Reducerea consumului de gaze prin eliminarea erorilor asociate izolării casei. Un exemplu real:

Consumul de gaz la o putere termică cunoscută:

Toate calculele pierderii de căldură pot fi efectuate independent numai atunci când sunt cunoscute proprietățile de economisire a căldurii ale materialelor din care este construită casa. Dacă clădirea este veche, atunci în primul rând este necesar să o verificați pentru îngheț și să eliminați problemele identificate.

După aceea, conform formulelor prezentate în articol, puteți calcula consumul de gaz cu o precizie ridicată.

Vă rugăm să lăsați comentariile dvs. în caseta de feedback de mai jos. Postați fotografii pe tema articolului, puneți întrebări despre punctele de interes. Distribuiți informații utile care pot fi utile vizitatorilor site-ului nostru.