Średnie zużycie gazu do ogrzewania domu o powierzchni 150 m²: przykładowe obliczenia i przegląd wzorów cieplnych

Finansowanie sezonu grzewczego stanowi znaczną część budżetu przeznaczanego na utrzymanie mieszkań.Znając cenę i średnie zużycie gazu do ogrzewania domu o powierzchni 150 m², można dość dokładnie określić koszt ogrzewania lokalu. Obliczenia te można łatwo wykonać samodzielnie, nie płacąc za usługi inżynierów zajmujących się ogrzewaniem.

Wszystkiego o normach zużycia gazu i metodach obliczania zużycia niebieskiego paliwa dowiesz się z zaprezentowanego przez nas artykułu. Powiemy Ci, ile energii potrzeba, aby zrekompensować straty ciepła w domu w sezonie grzewczym. Podpowiemy Ci, jakie wzory należy zastosować w obliczeniach.

Ogrzewanie wiejskich domków

Najtrudniejsze będzie obliczenie zużycia gazu potrzebnego do ogrzania domu obliczenia strat ciepła, które system grzewczy musi w pełni kompensować podczas pracy.

Kompleks strat ciepła zależy od klimatu, cech konstrukcyjnych budynku, zastosowanych materiałów i parametrów pracy systemu wentylacyjnego.

Obliczanie skompensowanej ilości ciepła

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

1. wymiana ciepła na obwodzie domu;
2. straty ciepła na skutek przedostawania się 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 pomiędzy powietrzem w pomieszczeniu i na ulicy (°C);
• R – wskaźnik odporności materiałów na przenikanie ciepła (m.in² *°C/W).

Ostatni wskaźnik (zwany także „współczynnikiem oporu cieplnego”) można pobrać z tabel dołączonych do materiałów lub produktów budowlanych.

Stopień utraty ciepła w domu w znacznym stopniu zależy od rodzaju okna z podwójnymi szybami. Wysoka cena okien izolowanych będzie uzasadniona oszczędnością paliwa

Przykład. Niech zewnętrzna ściana pokoju będzie miała powierzchnię 12 m²z czego 2m² zajmuje okno.

Wskaźniki oporu przenoszenia ciepła są następujące:

• Bloczki z betonu komórkowego D400: R = 3.5.
• Okno z podwójną szybą z argonem „4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I”: R = 0.75.

W tym przypadku przy temperaturze pokojowej „+22°С” i temperaturze ulicy – ​​„–30°С” utrata ciepła przez zewnętrzną ścianę pomieszczenia będzie wynosić:

• 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.

Obliczenie to daje prawidłowy wynik pod warunkiem, że nie ma miejsca niekontrolowana wymiana powietrza (infiltracja).

Może wystąpić w następujących przypadkach:

• Obecność wad konstrukcyjnych, takich jak luźne dopasowanie ram okiennych do ścian lub łuszczenie się materiału izolacyjnego. Trzeba je wyeliminować.
• Starzenie się budynku skutkujące odpryskami, pęknięciami lub ubytkami w murze. W takim przypadku konieczne jest wprowadzenie współczynników korygujących do oporów przenikania ciepła materiałów.

W ten sam sposób konieczne jest określenie strat ciepła przez dach, jeśli obiekt znajduje się na ostatnim piętrze. Przez podłogę jakakolwiek znacząca strata energii występuje tylko wtedy, gdy w piwnicy znajduje się nieogrzewana, wentylowana przestrzeń, np. garaż. Prawie żadne ciepło nie przedostaje się do ziemi.

Aby obliczyć wskaźnik oporu przenikania ciepła materiałów wielowarstwowych, należy zsumować wskaźniki poszczególnych warstw. Zwykle do obliczeń brane są pod uwagę tylko najbardziej nieprzewodzące ciepła materiały

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

Q_V = L * q * c * dT, Gdzie:

• L – przepływ powietrza (m.in³ / H);
• Q – gęstość powietrza (kg/m³);
• C – ciepło właściwe napływającego powietrza (kJ/kg *°C);
• dT – różnica temperatur pomiędzy powietrzem pokojowym i ulicznym (°C).

Ciepło właściwe powietrza w interesującym nas zakresie temperatur [–50.. +30°C] wynosi 1,01 kJ/kg*°C lub w przeliczeniu na potrzebny nam wymiar: 0,28 W*h/kg* °C. Gęstość powietrza zależy od temperatury i ciśnienia, ale do obliczeń można przyjąć wartość 1,3 kg / m³.

Przykład. Na pokój 12m² przy tej samej różnicy temperatur, co w poprzednim przykładzie, straty ciepła w wyniku wentylacji będą wynosić:

Q_V = (12 * 3) * 1,3 * 0,28 * (22 – (– 30)) = 681 W.

Projektanci przyjmują przepływ powietrza zgodnie z SNiP 41-01-2003 (w naszym przykładzie 3 m³ / godz. na 1 m² powierzchnia salonu), jednak wartość ta może zostać znacznie obniżona przez właściciela budynku.

Łącznie całkowite straty ciepła w pomieszczeniu modelowym wynoszą:

Q = Q_tp + Q_V = 969 W.

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

Z powyższych wzorów jasno wynika, że ​​obliczenie ilości zużytego gazu zarówno w krótkim okresie, jak i w całej zimnej porze roku należy przeprowadzić z uwzględnieniem klimatu obszaru, na którym znajduje się ogrzewany obiekt.Dlatego sprawdzone, standardowe rozwiązania można stosować tylko w podobnych warunkach naturalnych.

Aby określić podobne parametry klimatyczne, można skorzystać z map średnich miesięcznych temperatur w zimie. Można je łatwo znaleźć w Internecie

Dzięki złożonej geometrii domu oraz różnorodności materiałów użytych do jego budowy i izolacji, można skorzystać z usług specjalistów w celu obliczenia wymaganej ilości ciepła.

Sposoby minimalizacji strat ciepła

Koszty ogrzewania domu stanowią znaczną część kosztów jego utrzymania. Dlatego rozsądne jest prowadzenie niektórych rodzajów prac mających na celu zmniejszenie strat ciepła przez izolacja sufitu, ściany domu, izolacja podłogi i powiązane struktury.

Aplikacja schematy izolacji zewnętrznej i od wewnątrz domu może znacznie zmniejszyć tę liczbę. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku starych budynków o dużym zużyciu ścian i sufitów. Te same płyty styropianowe mogą nie tylko zmniejszyć lub całkowicie wyeliminować przemarzanie, ale także zminimalizować przenikanie powietrza przez chronioną powłokę.

Znaczące oszczędności można uzyskać także wtedy, gdy letnie obszary domu, takie jak werandy czy poddasze, nie zostaną podłączone do ogrzewania. W takim przypadku nastąpi znaczne zmniejszenie obwodu ogrzewanej części domu.

Korzystanie z poddasza tylko w lecie znacznie oszczędza koszty ogrzewania domu w zimie. Jednak w tym przypadku sufit na piętrze musi być dobrze izolowany

Jeśli będziesz ściśle przestrzegać standardów wentylacji pomieszczeń określonych w SNiP 41-01-2003, wówczas straty ciepła w wyniku wymiany powietrza będą wyższe niż w wyniku zamarzania ścian i dachu budynku.Zasady te obowiązują projektantów oraz wszelkie osoby prawne, jeżeli lokal wykorzystywany jest do produkcji lub świadczenia usług. Mieszkańcy domu mogą jednak według własnego uznania obniżyć wartości określone w dokumencie.

Ponadto do ogrzania zimnego powietrza napływającego z ulicy można zastosować wymienniki ciepła, a nie urządzenia zużywające prąd czy gaz. Zatem zwykły płytowy wymiennik ciepła może zaoszczędzić ponad połowę energii, a bardziej złożone urządzenie z chłodziwem może zaoszczędzić około 75%.

Obliczanie wymaganej objętości gazu

Spalony gaz musi kompensować straty ciepła. Aby to zrobić, oprócz strat ciepła w domu, należy znać ilość energii uwolnionej podczas spalania, która zależy od wydajności kotła i wartości opałowej mieszanki.

Zasada doboru kotła

Wyboru grzejnika należy dokonać biorąc pod uwagę straty ciepła w domu. Powinno wystarczyć na okres osiągnięcia rocznych temperatur minimalnych. W paszporcie podłogi lub ścienny kocioł gazowy Odpowiada za to parametr „nominalna moc cieplna”, który w przypadku urządzeń gospodarstwa domowego mierzony jest w kW.

Ponieważ każda konstrukcja ma bezwładność cieplną, do obliczenia wymaganej mocy kotła minimalną temperaturę zwykle bierze się z najzimniejszego pięciodniowego okresu. Dla określonego obszaru można go znaleźć w organizacjach zajmujących się gromadzeniem i przetwarzaniem informacji meteorologicznych lub z tabeli 1. SNiP 23-01-99 (kolumna nr 4).

Fragment tabeli 1 z SNiP 23.01.99. Za jego pomocą można uzyskać niezbędne dane dotyczące klimatu obszaru, na którym znajduje się ogrzewany obiekt

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

Czasami istnieje powód, aby wybrać kocioł o nieco mniejszej mocy. Urządzenia takie mogą być znacznie tańsze zarówno w zakupie, jak i eksploatacji. Jednak w tym przypadku konieczne jest posiadanie zapasowego źródła ciepła (na przykład grzejnika w komplecie z generatorem gazu), które będzie można wykorzystać podczas silnych mrozów.

Głównym wskaźnikiem wydajności i oszczędności kotła jest współczynnik sprawności. W przypadku nowoczesnego sprzętu gospodarstwa domowego waha się od 88 do 95%. Sprawność jest podana w paszporcie urządzenia i służy do obliczania 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 (właściwego ciepła spalania) dostarczanego paliwa. Według układu SI mierzy się go w J/kg dla gazu skroplonego lub w J/m³ dla naturalnego.

Zbiorniki na gaz (pojemniki do przechowywania gazu skroplonego) charakteryzowane są w litrach. Aby dowiedzieć się, ile paliwa w kilogramach będzie w nim zawarte, możesz skorzystać ze stosunku 0,54 kg / 1 l

Istnieją dwie wartości tego wskaźnika - niższa wartość opałowa (H_l) i najwyższy (H_H). Zależy to od wilgotności i temperatury paliwa. Obliczając, weź wskaźnik H_l – należy się tego dowiedzieć od swojego dostawcy gazu.

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

• dla gazu ziemnego H_l = 33,5 mJ/m³;
• dla gazu skroplonego H_l = 45,2 mJ/kg.

Biorąc pod uwagę fakt, że 1 mJ = 278 W*h uzyskujemy następujące wartości opałowe:

• dla gazu ziemnego H_l = 9,3 kW * godz. / m³;
• dla gazu skroplonego H_l = 12,6 kW * h / kg.

Objętość gazu zużytego w określonym czasie V (M³ lub kg) można obliczyć za pomocą następującego wzoru:

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

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

Dla wymiaru gazu skroplonego H_l równy kW * h / kg.

Przykład obliczenia zużycia gazu

Weźmy na przykład typowy dwupiętrowy drewniany domek z prefabrykowanej ramy. Region – Terytorium Ałtaju, Barnauł.

Wymiary domku to 10 x 8,5 m. Kąt dachu dwuspadowego wynosi 30°. Projekt ten charakteryzuje się ciepłym poddaszem, stosunkowo dużą powierzchnią przeszkleń, brakiem podpiwniczenia oraz wystającymi częściami domu

Krok 1. Obliczmy główne parametry domu, aby obliczyć straty ciepła:

• Podłoga. W przypadku braku wentylowanej piwnicy można pominąć straty w podłodze i fundamencie.
• Okno. Pakiet dwuszybowy „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 (elewacyjnej) wynosi 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 m². Zatem całkowita powierzchnia obwodu budynku wynosi 150 m², i biorąc pod uwagę przeszklenie żądaną wartość S_S = 150 – 40 = 110 m².
• Ściany. Głównymi materiałami termoizolacyjnymi jest drewno klejone warstwowo o grubości 200 mm (R_B = 1,27) i izolacja bazaltowa o grubości 150 mm (R_ty = 3,95). Całkowity opór przenikania ciepła przez ścianę R_S = R_B + R_ty = 5.22.
• Dach. Izolacja całkowicie dopasowuje się do kształtu dachu. Powierzchnia dachu bez zwisów S_k = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Dach. Głównymi materiałami termoizolacyjnymi są podszewka o grubości 12,5 mm (R_w = 0,07) oraz izolacja bazaltowa o grubości 200 mm (R_ty = 5,27). Całkowity opór przenikania ciepła przez dach R_k = R_w + R_ty = 5.34.
• Wentylacja. Niech przepływ powietrza będzie obliczany nie według powierzchni domu, ale biorąc pod uwagę wymagania, aby zapewnić wartość co najmniej 30 m³ za osobę na godzinę. Ponieważ w domku mieszkają na stałe 4 osoby L = 30 * 4 = 120 m³ / H.

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

Do naszych obliczeń potrzebujemy tylko dwóch wskaźników kotła gazowego: wydajności i mocy znamionowej. Muszą być zarejestrowane w paszporcie urządzenia

Temperatura najzimniejszego pięciodniowego okresu wynosi „–41°C”. Przyjmijmy komfortową temperaturę jako „+24°C”. Zatem średnia różnica temperatur w tym okresie będzie wynosić 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;
• ze względu na wentylację: Q_w = L * Q * C * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 W.

Całkowita utrata ciepła w całym domu podczas zimnego pięciodniowego okresu wyniesie:

Q = Q_o + Q_S + Q_k + Q_w = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 W.

Zatem dla tego modelowego domu można wybrać kocioł gazowy o maksymalnym parametrze mocy cieplnej 10-12 kW. Jeśli gaz będzie również używany do dostarczania ciepłej wody, będziesz musiał wziąć bardziej produktywne urządzenie.

Krok 3. Obliczmy czas trwania okresu grzewczego i średnie straty ciepła.

Przez porę zimną, gdy konieczne jest ogrzewanie, rozumie się porę roku, w której średnia dobowa temperatura wynosi poniżej 8-10°C. Dlatego do obliczeń można wziąć kolumny nr 11-12 lub kolumny nr 13-14 tabeli 1 SNiP 23-01-99.

Wybór ten pozostaje w gestii właścicieli domku. W tym przypadku nie będzie znaczącej różnicy w rocznym zużyciu paliwa. W naszym przypadku skupimy się na okresie z temperaturami poniżej „+10°C”. Czas trwania tego okresu wynosi 235 dni lub mi = 5640 godzin.

Przy scentralizowanym ogrzewaniu włączanie i wyłączanie dopływu chłodziwa odbywa się zgodnie z ustalonymi standardami. Jedną z zalet prywatnego domu jest rozpoczęcie trybu ogrzewania na prośbę mieszkańców

Stratę ciepła domu dla średniej temperatury w tym okresie oblicza się analogicznie jak w kroku 2, tylko parametr dT = 24 – (– 6,7) = 30,7 °С. Po przeprowadzeniu obliczeń otrzymujemy Q = 4192 W.

Krok 4. Obliczmy objętość zużytego gazu.

Niech wydajność kotła K = 0,92. Następnie objętość zużytego gazu (ze średnimi wskaźnikami minimalnej wartości opałowej mieszaniny gazów) w zimnym okresie będzie wynosić:

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

Znając ceny gazu, możesz obliczyć koszty finansowe ogrzewania.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Zmniejszenie zużycia gazu poprzez eliminację błędów związanych z ociepleniem 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, przede wszystkim należy sprawdzić go pod kątem zamarzania i wyeliminować zidentyfikowane problemy.

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

Zostaw komentarz w bloku opinii poniżej. Publikuj zdjęcia związane z tematem artykułu, zadawaj pytania dotyczące ciekawych miejsc. Udostępnij przydatne informacje, które mogą być przydatne dla osób odwiedzających naszą witrynę.