Расход газа при газовом отоплении

Факторы влияющие на расход газа

Газгольлдер имеет вид объемного резервуара, который заполняется сжиженным углеводородным газом (СУГ). Это смесь двух газов — пропана и бутана.

Автономные схемы отопления с отбором газа из газгольдера и газовым котлом в системе стали современной альтернативой обогреву домов от твердотопливных или дизельных котлов

Хранение газа именно в таких резервуарах, с дальнейшим его использованием для отопления дома, может быть обусловлено следующими факторами:

  • отсутствие возможности врезки в магистральную газовую трубу или высокая стоимость такого подключения;
  • постоянные и нерешаемые газовыми службами проблемы с давлением газа в центральном трубопроводе.

Для нормального функционирования большинства газовых котлов давление газа в трубопроводе должно составлять не менее 35 мбар. Эта норма часто не выдерживается в магистральных газопроводах и составляет всего лишь от 8 до 22 мбар.

Для определения объема сжиженного газа в резервуаре существуют механические уровнемеры или более современные дистанционные системы телеметрии. Такое оборудование может поставляться в комплекте с резервуаром или приобретается отдельно. Усредненный среднесуточный расход газа можно определить и по разности показаний газового счетчика, при его наличии.

Но, более точный ответ на вопрос, на сколько газа в газгольдере хватит для отопления жилья, каков его расход и как свести к минимуму затраты на него, помогут математические расчеты. И это несмотря на то, что объективно такая калькуляция будет носить усредненный характер.

Топливо в независимом газоснабжении от газгольдера расходуется не только на отопление. Хоть и в значительно меньших объёмах, но оно затрачивается и на нагрев воды, работу газовой плиты и другие бытовые нужды

Следует учитывать, что на расход газа оказывают влияние следующие факторы:

  • климат региона и роза ветров;
  • квадратура дома, количество и степень теплоизоляции окон и дверей;
  • материал стен, кровли, фундамента и степень их утепления;
  • количество жильцов и режим их пребывания (постоянно или периодически);
  • технические характеристики котла, использование дополнительных газовых приборов и вспомогательного оборудования;
  • количество радиаторов отопления, наличие теплого пола.

Эти и другие условия делают расчет расхода топлива из газгольдера величиной относительной, которая основывается на средне принимаемых показателях.

Какой газ выбрать – что выгоднее?

Для подключения к магистральному газопроводу пользователю придется оплатить проект и монтажные работы. И эти траты нельзя назвать незначительными. Растущие аппетиты газовых служб делают газификацию жилищ очень затратным мероприятием. Однако все эти траты окупаются во время эксплуатации. На март 2017 года стоимость кубометра газа, в зависимости от региона РФ, составляет от 4,44 до 8,66 рубля. Средняя цена – 6,55 рубля. В итоге отопление природным газом дома на 150 или двести квадратов, с учетом расчетной нормы потребления за сезон, обойдется в 29 825 и 39 038 рублей.

Сжиженное топливо не требует врезки в магистраль, но для его хранения необходимо построить газгольдер – емкость, принимающую нужный объем топлива. Кроме того, эту тару придется периодически заполнять газом, который доставляется на участок с помощью специального транспорта, а эта услуга стоит недешево. А еще газгольдер придется чинить и обслуживать. Ведь от его состояния зависит безопасность всех жильцов дома, обогреваемого сжиженным газом.

Хранение сжиженного топлива

На начало весны 2017 года литр сжиженного газа на заправках стоил от 11 до 20 рублей, в зависимости от региона РФ. Средняя стоимость этого топлива составила 15,5 рубля. Поэтому отопление сжиженным газом дома на 150 квадратов обойдется в 98 394 рубля. За жилье площадью двести квадратных метров придется отдать еще больше – 131 192 рубля. Как видите – сжиженное топливо обогнало по стоимости природный газ в 3,3 раза. Поэтому выводы относительно выгодно/невыгодно напрашиваются сами собой – природный (магистральный) газ при всей бюрократии и сложности процесса подключения будет намного выгоднее сжиженного топлива.

Разновидности газа

Для обогрева частных домов и коттеджей площадью свыше 150 квадратных метров требуется большое количество топлива. По этой причине при выборе подходящего теплоносителя следует учитывать не только степень его теплоотдачи, но и экономическую выгоду от его использования, рентабельность монтажа оборудования. Газ больше всего отвечает перечисленным параметрам.

Для большей площади помещения, необходимо большее количество топлива

Разновидности газа:

  1. Природный. Сочетает в себе углеводороды разного вида с преобладающей долей метана CH4 и примеси не углеводородного происхождения. При сгорании одного кубического метра этой смеси высвобождается более 9 кВт энергии. Поскольку газ в природе располагается под землёй в пластах некоторых горных пород, для его транспортировки и доставки потребителям прокладываются специальные трубопроводы. Чтобы природный газ мог поступать в дом и обогревать его, необходимо осуществить подключение к такому трубопроводу. Все работы по подключению выполняются исключительно специалистами газовой службы. Их работа оценивается достаточно высоко, поэтому врезка в газовую магистраль может обойтись в крупную сумму.
  2. Сжиженный. Включает в себя такие вещества, как этилен, пропан и другие горючие добавки. Его принято измерять не в кубических метрах, а в литрах. Один литр, сгорая, даёт порядка 6,5 кВт тепла. Его использование в качестве теплоносителя не подразумевает дорогостоящего подключения к магистральному трубопроводу. Но для хранения сжиженного топлива необходимо оборудовать специальную ёмкость. По мере расходования газа его объёмы придётся своевременно пополнять. К расходам на постоянную покупку необходимо прибавить стоимость транспортировки.

Принципы отопления баллонами с сжиженным газом вы увидите в данном видео:

Расчёт сжиженного газа на горячее водоснабжение

Горячее водоснабжение частного дома обычно проектируется вместе с системой отопления, так что разберёмся с этим вопросом тоже. Потому что нам нужно знать объём газгольдера, а он (газгольдер) у нас один – и на отопление и на ГВС.

Итак, посчитаем на примерах расход сжиженного газа на ГВС.

Расчёт расхода сжиженного газа на отопление и ГВС дома площадью 100 м2

Посчитаем расход сжиженного газа на примере.

Пусть есть дом площадью 100 м2, в Ставропольском крае. Вопрос: сколько нужно топлива, чтобы подогреть 1 м3 воды от 10 до 60 градусов?

Нормальная задача из физики 8-го класса и формулы для расчётов используются оттуда же. (Я не стал приводить сами формулы, полагаю, все их хорошо помнят:):):):) Но при большом желании можете меня проверить.) Поехали.

Вот справочные данные, которые нужны будут для решения:

— теплоёмкость воды 4200 Дж/кг*С;

— теплота сгорания: сжиженного газа 45200 кДж/кг.

Q = 4200 * 1000 * (60 – 10) = 210 000 000 Дж – энергии нужно для нагрева 1 м3 воды. Сколько газа для этого нужно сжечь?

210 000 000 = m * 45200000 —> m = 210 000 000/45200000 = 4.6 кг – это масса газа, а какой объём? Чтобы узнать объём, нужно массу разделить на плотность:

V = 4.6 кг / 0.8 = 5.75 литров. И делим на КПД котла = 0.85: 5.75 / 0.85 = 6.8 л — газа нужно для нагрева 1 м3 воды.

Считаем дальше. Допустим, в доме живёт семья из 4-х человек. Для такого количества людей нужно примерно 500 литров горячей воды в сутки (500 л – это 0.5 м3). Раньше рассчитали кол-во газа на 1 м3. Итого: 6.8 * 0.5 = 3.4 литра газа/сутки.

Теперь мы можем узнать, сколько в нашем регионе стоит смесь «пропан + бутан» и посчитать, во сколько будет обходиться отопление и горячая вода.

Складываем расходы газа:

— Дом площадью 100 м2 требует расхода на отопление: 100 м2 * 30 л = 3000 л в год нужно газа.

— Расход на ГВС: 365 дней * 3.4 л/день = 1241 л газа в год.

— Итого: 3000 + 1241= 4241 л газа нужно для отопления и ГВС в год для дома площадью 100 м2 и семьи из 4-х человек. Значит, ёмкость газгольдера выбирается, исходя из полученного значения. Ну, допустим, берём газгольдер на 3 кубометра и тогда будем заправлять его пару раз в год. Возможно, выгодней по деньгам будет взять меньший по объёму газгольдер и чаще его заправлять, так что это узнаём в своём регионе.

Уточнение. Я получил при расчётах число 4241 л. Это не догма, а всего лишь необходимый минимум, можно округлять до 4300 и до 4500, в конце концов, бывают же пиковые нагрузки, непредвиденные обстоятельства и т. д.

Ну и ещё несколько вопросов разберём, чтобы тема отопления сжиженным газом была раскрыта максимально полно.

Котел подключен на магистральный газопровод

Разберем алгоритм вычислений, позволяющих с точностью определить расход голубого топлива для агрегата, установленного в доме или квартире с подключением к централизованным сетям газоснабжения.

Расчет расхода газа в формулах

Для более точного расчета мощность газоотопительных агрегатов вычисляют по формуле:

Мощность котла = Qт * К,

где Qт — планируемые теплопотери, кВт; К — поправочный коэффициент (от 1,15 до 1,2).

Планируемые теплопотери (в Вт) в свою очередь считают так:

Qт = S * ∆t * k / R,

где

S — суммарная площадь ограждающих поверхностей, кв. м; ∆t — перепад внутренней/наружной температур, °C; k — коэффициент рассеивания; R — значение теплового сопротивления материала, м2•°C/Вт.

Значение коэффициента рассеивания:

  • деревянное строение, металлическая конструкция (3,0 — 4,0);
  • кладка в один кирпич, старые окна и кровля (2,0 — 2,9);
  • двойная кирпичная кладка, стандартная крыша, двери, окна (1,1 — 1,9);
  • стены, крыша, пол с утеплением, двойные стеклопакеты (0,6 — 1,0).

Формула для расчета максимального часового расхода газа на основе полученной мощности:

Объем газа = Qmax / (Qр * ŋ),

где Qmax — мощность оборудования, ккал/час; Qр — теплотворная способность природного газа (8000 ккал/м3); ŋ — КПД котла.

Для того чтобы определить расход газообразного топлива, нужно просто перемножить данные, часть которых нужно взять из техпаспорта вашего котла, часть из строительных справочников, опубликованных в интернете.

Использование формул на примере

Предположим, что мы имеем здание общей площадью 100 кв м. Высота здания — 5 м, ширина — 10 м, длина — 10 м, двенадцать окон размером 1,5 х 1,4 м. Внутренняя/внешняя температура: 20 °С/-15 °С.

Считаем площадь ограждающих поверхностей:

  1. Пол 10 * 10 = 100 кв. м
  2. Кровля: 10 * 10 = 100 кв. м
  3. Окна: 1,5 * 1,4 * 12 шт. = 25,2 кв. м
  4. Стены: (10 + 10 + 10 + 10) * 5 = 200 кв. м За минусом окон: 200 – 25,2 = 174,8 кв. м

Значение теплового сопротивления материалов (формула):

R = d / λ, где d – толщина материала, м λ – коэффициент теплопроводности материала, Вт/.

Рассчитываем R:

  1. Для пола (бетонная стяжка 8 см + минвата 150 кг/м3 х 10 см) R (пол) = 0,08 / 1,75 + 0,1 / 0,037 = 0,14 + 2,7 = 2,84 (м2•°C/Вт)
  2. Для кровли (сэндвич-панели из минваты 12 см) R (кровля) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (м2•°C/Вт)
  3. Для окон (двухкамерный стеклопакет) R (окна) = 0,49 (м2•°C/Вт)
  4. Для стен (сэндвич- панели из минваты 12 см) R (стены) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (м2•°C/Вт)

Значения коэффициентов теплопроводности для разных материалов были выписаны из справочника.

Заведите привычку регулярно снимать показания счетчика, записывать их и делать сравнительный анализ с учетом интенсивности работы котла, погодных условий и пр. Эксплуатируйте котел на разных режимах, ищите оптимальный вариант нагрузки

Теперь посчитаем тепловые потери.

Q (пол) = 100 м2 * 20 °С * 1/ 2,84 (м2*К)/Вт = 704,2 Вт = 0,8 кВт Q (кровля) = 100 м2 * 35 °С *1 / 3,24 (м2*К)/Вт = 1080,25 Вт = 8,0 кВт Q (окна) = 25,2 м2 * 35 °С * 1/ 0,49 (м2*К)/Вт = 1800 Вт = 6,3 кВт Q (стены) = 174,8 м2 * 35 °С * 1/ 3,24 (м2*К)/Вт = 1888,3 Вт = 5,5 кВт

Теплопотери ограждающих конструкций:

Q (общ) = 704,2 + 1080,25 + 1800 + 1888,3 = 5472,75 Вт/ч

Еще можно добавить потерю тепла на вентиляцию. Чтобы нагреть 1 м3 воздуха с –15 °С до +20°С требуется 15,5 Вт тепловой энергии. Человек потребляет примерно 9 л воздуха в минуту (0,54 куб. метра в час).

Предположим, что в нашем доме находятся 6 человек. Им требуется 0,54 * 6 = 3,24 куб. м воздуха в час. Считаем потерю тепла на вентиляцию: 15,5 * 3,24 = 50,22 Вт.

И суммарные теплопотери: 5472,75 Вт/ч + 50,22 Вт = 5522,97 Вт = 5,53 кВт.

Проведя теплотехнический расчет, рассчитываем сначала мощность котла, а затем расход газа в час в газовом котле в кубических метрах:

Мощность котла = 5,53 * 1,2 = 6,64 кВт (округлим до 7 кВт).

Чтобы воспользоваться формулой для расчета расхода газа, переведем полученный показатель мощности из киловатт в килокалории: 7 кВт = 6018,9 ккал. И примем КПД котла = 92% (производители современных газовых напольных котлов заявляют данный показатель в рамках 92 – 98%).

Максимальный часовой расход газа = 6018,9 / (8000 * 0,92) = 0,82 м3/ч.

Сжиженный газ

Многие котлы производятся таким образом, что при смене топлива можно использовать одну и ту же горелку. Поэтому некоторые владельцы выбирают метан и пропан-бутан для обогрева. Это вещество с низким показателем плотности. В процессе отопления выделяется энергия и происходит естественное охлаждение под воздействием давления. Расходование зависит от оборудования. Автономное снабжение включает в себя следующие элементы:

  • Сосуд или баллон, содержащий смесь бутана, метана, пропана – газогольдер.
  • Приборы для управления.
  • Система коммуникаций, по которым движется топливо и распределяется внутри частного дома.
  • Датчики для отслеживания температуры.
  • Запорная арматура.
  • Устройства автоматической регулировки.

Газогольдер должен находиться не менее, чем в 10 метрах от котельной. При наполнении баллона в 10 кубов для обслуживания здания в 100 м2 понадобится оборудование мощностью в 20 кВт. При таких условиях достаточно заправлять не более 2 раз в год. Чтобы высчитать ориентировочный расход газа, нужно в формулу R=V/(qHxK) вставить значение для сжиженного ресурса, при этом вычисления ведутся в кг, которые затем преобразуют в литры. При теплоте сгорания 13 кВт/кг или 50 мДЖ/кг получается следующая величина для дома в 100 м2: 5/(13х0,9)=0,427кг/час.

Так как литр пропан-бутана весит 0, 55 кг, выходит формула – 0,427/0,55=0,77 литров сжиженного топлива за 60 минут, или 0,77х24=18 л за 24 часа и 540 л за 30 дней. Учитывая, что в одной емкости находится около 40 л ресурса, расход в течение месяца составит 540/40=13,5 баллонов газа.

Как уменьшить потребление ресурса?

В целях сокращения расходов на обогрев помещения владельцы домов применяют различные меры. В первую очередь необходимо проконтролировать качество оконных и дверных проемов. При наличии щелей тепло будет уходить из комнат, что приведет к большему потреблению энергии.

Также одним из слабых мест является кровля. Горячий воздух поднимается вверх и смешивается с холодными массами, увеличивая расход в зимний период. Рациональным и недорогим вариантом будет обеспечить защиту от холода на крыше при помощи рулонов минеральной ваты, которую укладывают между стропилами, при этом не требуется дополнительной фиксации

Важно заняться утеплением стен внутри и снаружи здания. Для этих целей существует огромное количество материалов с отличными свойствами

Например, пенополистирол считается одним из лучших изоляторов, который хорошо поддается финишной отделке, также его применяют в изготовлении сайдинга.

При установке оборудования для отопления в загородном доме необходимо рассчитать оптимальную мощность котла и системы, работающей на естественной или принудительной циркуляции. Датчики и термостаты контролируют температуру, в зависимости от климатических условий. Программирование обеспечит своевременную активацию и отключение при необходимости. Гидрострелка к каждому прибору с датчиками для отдельно взятой комнаты автоматически определит, когда нужно начинать обогревать площадь. Батареи оснащают термоголовками, а стены за ними покрывают фольгированной мембраной, чтобы энергия отражалась в помещение и не уходила впустую. При теплых полах температура носителя достигает всего 50°C, что также является определяющим фактором при экономии.

Сантехники: Вы будете платить за воду до 50% МЕНЬШЕ, с этой насадкой на кран

Применение альтернативных установок поможет снизить потребление газа. Это гелиосистемы и оборудование, работающее от силы ветра. Считается наиболее эффективным использование нескольких вариантов одновременно.

Расход на отопление дома газом можно высчитать по определенной формуле. Вычисления лучше проводить на этапе проектирования здания, это поможет выяснить рентабельность и целесообразность потребления

Также важно принять во внимание количество проживающих людей, КПД котла и возможность применения дополнительных альтернативных систем обогрева. Эти меры позволят сэкономить и значительно сократить расходы

2 Виды голубого топлива

Далеко не у всех хозяев есть возможность подключиться к газовой магистрали, но это вовсе не повод для того, чтобы отказываться от столь доступного, эффективного в использовании и относительно безопасного энергетического ресурса. Сегодня в бытовых целях принято использовать такие виды газа:

  • Очищенный метан или магистральный газ, используемый для заполнения газотранспортных систем и имеющий незначительную отдушку, необходимую для своевременного обнаружения утечек.
  • Сжиженный газ, представляющий собой пропан-бутановую смесь в определенных концентрациях и соотношении, который используется для заправки автономных газгольдеров. Продвижение этого вида голубого топлива по трубам осуществляется за счет нижнего давления, которое образуется в результате перехода горючего вещества из жидкого состояния в газообразное.

К примеру, при отоплении дома газом из магистральных сетей жильцы не должны контролировать состояние магистрального оборудования. В то же время они полностью зависят от его исправности, что не так ощутимо при установке газгольдеров, которые могут похвастаться самым высоким уровнем автономности.

Главный минус газгольдерной установки заключается в ее дороговизне, но в случае отсутствия магистральных газовых труб в ближайшем доступе автономное оборудование становится единственным вариантом газоснабжения. Тем не менее такие расходы являются абсолютно оправданными, ведь газовая смесь из газгольдера имеет гораздо большую калорийность, которая превышает показатель топлива из магистрали в три раза.

При сгорании одного кубометра пропан-бутановой смеси в среднем вырабатывается около 28 киловатт, в то время как при использовании сетевого голубого топлива, прошедшего многоэтапную фильтрацию, этот показатель соответствует только 9 киловаттам. Это значит, что средний расход топлива из газгольдеров будет в три раза ниже, чем расход менее калорийного магистрального газа.

Использование пропана

Вещество имеет формулу C3H8 и относится к малотоксичным категориям со специфическим запахом. Воздух становится взрывоопасным, если в нем присутствует концентрация паров бутана 1,8 – 9,1%, пропана – 2,3 – 9,5%, давление составляет 0,1 МПа при температуре от +15 до +20°С. Пропан самовоспламеняется при +470°С, бутан – +405°С.

Химические и физические свойства пропана:

  • молекулярная масса – 44,097 кг/кмоль, молекулярный объем – 21,997 м3/кмоль;
  • расход сжиженного газа на 1 кВт тепла составляет 0,16 дм3 (литра);
  • газовая плотность при 0°С – 2,0037 кг/м3, при +20° – 1,87 кг/м3;
  • плотность в жидкой фазе – 528 кг/м3;
  • объем воздуха, необходимый для горения 1 куба – 23,8 м3.

Централизованный газопровод

В газовом трубопроводе подается природный газ. Строительство централизованной магистрали требует определенных затрат, поэтому метан используют жители густонаселенных регионов и местностей с большим объемом потребления. Загородное население не всегда имеет доступ к газовому трубопроводу и топливо им доставляется в баллонах.

Магистраль строится из стальных труб диаметром до 1,42 м и рассчитывается на давление до 10 МПа. Трубопроводы пропускают около 55 – 60 млрд кубометров газа за годовой период. Магистрали прокладываются под землей или проходят по поверхности. В комплексное обслуживание включаются компрессорные пункты, станции очистки и осушки, газораспределительные точки.

Газгольдеры

Газгольдеры

Для непрерывной подачи СУГ используются подземные и надземные газовые емкости, которые устанавливаются в многоэтажном секторе или на территории частного жилищного массива. Из резервуара топливо подается в квартиры и дома, используется, чтобы обогреть помещение.

Газовые емкости имеют систему контроля и регистрируют наполнение отстойника. Датчик определяет запас газа и передает сигнал в службу, когда уровень топлива в резервуаре уменьшается до 30%. Оператор высылает автоцистерну для наполнения емкости.

На дне газгольдера постоянно скапливается жидкость, которая не перешла в газообразное состояние, резервуар требует очистки. Хранилища удобны в использовании, т. к. обеспечивают непрерывную подачу топлива.

Баллоны

Баллонный газ используется в отоплении жилища, если зимой жильцы нерегулярно посещают загородный дом. В емкостях поставляется пропан или его смесь с бутаном. Минусом является увеличение стоимости топлива при удалении от поставщика продукта. Стандартный пропановый баллон вмещает 22 кг газа и весит 19 кг. Используются композитные емкости, они легче, но стоят дороже.

Параметры газовых баллонов:

  • длина единицы 28 – 95 см;
  • диаметр – 20 – 30 см;
  • толщина стенки – 3 – 4 мм;
  • вес – 4 – 22 кг.

Сколько газа расходуется на обогрев дома площадью 100-200 м2?

При планировании обогрева частного дома необходимо подсчитать расходы на отопление магистральным газом. В процессе эксплуатации оборудования это сделать значительно легче, достаточно лишь отследить показания измерительного прибора в начале и конце месяца

Не менее важно знать потребление энергии на стадии проектирования. Это поможет правильно выбрать все устройства для системы и определиться с качеством носителя

Большие площади требуют немалых затрат для обеспечения комфортного проживания в частном доме. В первую очередь это касается отопления, поэтому нужно максимально оптимизировать работу системы обогрева и выяснить потребление ресурса для обслуживания помещений.

Расчеты, в первую очередь, зависят от площади здания. Еще один важный показатель – мощность. Согласно нормативам, она определяется для каждой комнаты при самых сильных морозах в течение пяти дней. В реальности энергии используется значительно меньше, так как на протяжение сезона температура воздуха может колебаться в приличных пределах.

1. Для среднего потребления можно принять значение 50 Вт/м2 за 60 минут. Это значит, что для обогрева площади 100 м2 получится 5 000 Вт, для отопления частного дома 200 м2 – 10 000 Вт.

2. Можно воспользоваться формулой: R=V/(qHxK), где R – это объем газа в м3 за час, V – заданная тепловая мощность, qH – низший показатель сгорания ( 10 кВт/м3), К – КПД котла.

3. В результате расход природного газа для частного дома в 100 м2 составляет 5/(10х0,9)=0, 55 м3 за час, соответственно, для отопления вдвое большей площади получится цифра 1,11 м3 за 60 минут.

Хитрый счетчик, сберегающий электроэнергиюОкупается за 2 месяца!

4. Для выяснения суточного расхода полученную величину умножаем на 24: 0,55х24=13,2 м3. Параметр за 30 дней определяется таким же образом – 13,2х30=396 м3.

5. Если требуется подсчитать потребление для 1 м2, месячный показатель делят на квадратуру, в итоге расходование газа составит 3,96 м3. Так как в каждом регионе холодное время года может длиться по-разному, рекомендуется вычислять параметр за 7 месяцев, что даст среднюю величину на этапе проектирования.

Для перевода в денежный эквивалент нужно перемножить значения цены за 1 кВт/ч и индекс сезонного потребления. Это даст приблизительную цифру на затраты по отоплению на весь период холодов.

Формулы тепловой нагрузки и расхода газа

Расход газа условно обозначается латинской буквой V и определяется по формуле:

V = Q / (n/100 х q), где

Q – тепловая нагрузка на отопление (кВт/ч), q – теплотворная способность газа (кВт/м³), n – КПД газового котла, выраженный в процентах.

Расход магистрального газа измеряется в кубических метрах в час (м³/ч), сжиженного – в литрах или килограммах в час (л/ч, кг/ч).


Расход газа рассчитывается перед проектированием системы отопления, выбором котла, энергоносителя, а затем легко контролируется с помощью счетчиков

Рассмотрим подробно, что обозначают переменные в данной формуле и каким образом их определить.

Понятие «тепловая нагрузка» приводится в федеральном законе «О теплоснабжении». Изменив немного официальную формулировку, скажем просто, что это количество тепловой энергии, переданной в единицу времени для поддержания комфортной температуры воздуха в помещении.

В дальнейшем мы будем также использовать понятие «тепловая мощность», поэтому заодно приведем и его определение применительно к нашим расчетам. Тепловой мощностью называют количество тепловой энергии, которую может произвести газовый котел за единицу времени.

Тепловая нагрузка определяется в соответствии с МДК 4-05.2004 путем теплотехнических расчетов.

Упрощенная формула:

Q = V x ΔT x K / 860.

Здесь V – объем помещения, который получает путем умножения высоты потолка, ширины и длины пола.

ΔT – разница между температурой воздуха снаружи здания и необходимой температурой воздуха в отапливаемом помещении. Для расчетов используют климатические параметры, приведенные в СП 131.13330.2012.


Чтобы получить максимально точные показатели расхода газа, используются формулы, в которых учитывается даже расположение окон – солнечные лучи прогревают комнату, сокращая теплопотери

K – коэффициент потерь тепла, который точно определить трудней всего из-за влияния множества факторов, включая количество и положение внешних стен относительно сторон света и режима ветра в зимний период; количество, тип и размеры окон, входных и балконных дверей; тип используемых строительных и теплоизоляционных материалов и так далее.


На ограждающих конструкциях дома есть участки с повышенной теплоотдачей – мостики холода, из-за которых расход топлива может значительно увеличиться

При необходимости выполнить расчет с погрешностью в пределах 5%, лучше провести тепловой аудит дома.

Если требования к расчетам не столь жесткие, можно использовать усредненные значения коэффициента теплопотерь:

  • повышенная степень теплоизоляции – 0,6-0,9;
  • теплоизоляция средней степени – 1-1,9;
  • низкая теплоизоляция – 2-2,9;
  • отсутствие теплоизоляции – 3-4.

Двойная кирпичная кладка, небольшие окна с трехкамерными стеклопакетами, утепленная кровельная система, мощный фундамент, теплоизоляция с помощью материалов с низкой теплопроводностью – все это говорит о минимальном коэффициенте потери тепла вашим домом.

При двойной кирпичной кладке, но обычной кровле и окнами с двойными рамами коэффициент повышается до средних значений. Те же параметры, но одинарная кирпичная кладка и простая кровля – признак низкой теплоизоляции. Отсутствие теплоизоляции характерно для дачных домов.


Об экономии тепловой энергии стоит позаботиться уже на этапе строительства дома, выполнив утепление стен, кровли и фундамента и установив многокамерные окна

Выбрав значение коэффициента, наиболее соответствующее теплоизоляции вашего дома, подставляем его в формулу расчета тепловой нагрузки. Далее по формуле рассчитываем расход газа на поддержания комфортного микроклимата в загородном доме.

Усредненный калькулятор расхода

Номинальный расход газа за прошедший отопительный период подсчитать не так сложно. Нужно лишь ежемесячно снимать показания счетчика. После завершения сезона суммировать месячные показания. Затем вычислить среднее арифметическое значение.

Если же нужно узнать номинальные значения на этапе проектирования дома, либо же при выборе эффективного, но при этом экономного отопительного оборудования, придется воспользоваться формулами.


При обустройстве автономного отопления загородного коттеджа или квартиры применяют усредненные параметры при определении теплопотерь

Для получения же приблизительных расчетов удельный расход тепла определяют двумя способами:

  1. Ориентируясь на суммарный объем обогреваемых комнат. В зависимости от региона на отопление одного кубического метра выделяют 30-40 Вт.
  2. По общей квадратуре постройки. За основу берут то, что на обогрев каждого квадрата площади комнат, высота стен в которых в среднем достигает 3-х метров, затрачивается 100 Вт теплоты. При определении величины также ориентируются на регион проживания: для южных широт – 80 Вт/м2, для северных – 200 Вт/м2.

Главный критерий, на который в обязательном порядке ориентируются при расчетах – необходимая тепловая мощность для обеспечения условий качественного обогрева помещений и восполнения его тепловых потерь.

За основу технологических расчетов берут усредненную пропорцию, при которой на 10 квадратов площади затрачивается 1 кВт тепловой энергии. Но стоит учитывать, что такой усредненный подход хоть и удобен, но все же не в достаточной степени способен отразить реальные условия вашего постройки с учетом климатического региона ее размещения.


Применяя упрощенный метод расчета, за основу берут, что для обогрева 10 квадратных метров частного дома требуется 1 кВт вырабатываемой генератором тепловой мощности

Правильно просчитав ориентировочный расход топлива, вы сможете для себя прояснить, какие мероприятия стоит осуществить для снижения его потребления. Как результат – сократить статью регулярных оплат за потребляемое «голубое топливо».

Расчет расхода газа из газгольдера

Расчет потребления на отопление используемой в системе теплоснабжения дома смеси из газохранилища имеет свои особенности и отличается от расчета расхода магистрального природного газа.

Прогнозируемый объём расхода газа рассчитывается по формуле:

V = Q / (q × η), где

V — рассчитываемый объем СУГ, измеряемый в м³/ч;

Q — расчетные тепловые потери;

q — наименьшее удельное значение теплоты сгорания газа или его калорийность. Для пропан-бутана это значение составляет 46 МДж/кг или 12,8 кВт/кг;

η – КПД системы газоснабжения, выраженный в абсолютном значении к единице (КПД/100). В зависимости от характеристик газового котла, КПД может быть в пределах от 86% — для самых простых, до 96% — для высокотехнологичных конденсационных агрегатов. Соответственно, значение η может составлять от 0,86 до 0,96.

Предположим, что систему отопления планируется оснастить современным конденсационным котлом с КПД 96%.

Подставляя в исходную формулу принятые нами для расчёта значения, получаем следующий усреднённый объём расходуемого на отопление газа:

V = 9,6 / (12,8 × 0,96) = 9,6 /12,288 = 0,78 кг/ч.

Поскольку за заправочную единицу СУГ принято считать литр, необходимо выразить объём пропан-бутана в этой единице измерения. Для подсчёта количества литров в массе сжиженной углеводородной смести необходимо килограммы поделить на плотность.

В таблице приведены значения испытательной плотности сжиженного газа (в т/м3), при различных среднесуточных температурах воздуха и в соответствии с выраженным в процентах отношением пропана к бутану

Физика перехода СУГ из жидкого в парообразное (рабочее) состояние такова: пропан закипает при минус 40 °С и выше, бутан — от 3 °С со знаком минус. Соответственно, смесь 50/50 начнёт переходить в газообразную фазу при температуре от минус 20 °С.

Для средних широт и заглубленного в земле газгольдера таких пропорций достаточно. Но, для того чтобы обезопасить себя от лишних хлопот, оптимальным в зимних условиях будет использование смеси, как минимум, с 70% содержанием пропана – «зимний газ».

Принимая за расчетную плотность СУГ, равную 0,572 т/м3  – смесь пропан/бутан 70/30 при температуре — 20 °С), нетрудно посчитать расход газа в литрах: 0,78 / 0,572 = 1,36 л/ч.

Суточное потребление при таком отборе газа в доме составит: 1,36 × 24 ≈ 32,6 л, в течение месяца — 32,6 × 30 = 978 л. Поскольку полученное значение рассчитано для наиболее холодного периода, то с поправкой на погодные условия его можно поделить пополам: 978/2 = 489 л, в среднем за месяц.

Длительность сезона отопления исчисляется с момента, когда средняя в течение суток температура на улице не будет превышать +8 градусов Цельсия на протяжении 5 дней. Заканчивается этот период весной, при стабильном потеплении

В местности, которую мы взяли для примера (Подмосковье), такой период в среднем составляет 214 суток.

Расход газа на обогрев в течение года при подсчете составит: 32,6/2× 214 ≈ 3488 л.

Расчет расхода газа

Зная суммарные теплопотери, можно достаточно просто вычислить необходимый расход природного или сжиженного газа для отопления дома площадью 200 м2.

На количество выделяемой энергии, кроме объема топлива, влияет его теплота сгорания. Для газа этот показатель зависит от влажности и химического состава подаваемой смеси. Различают высшую (Hh) и низшую (Hl) теплотворность.


Низшая теплота сгорания у пропана меньше чем у бутана. Поэтому, чтобы точно определить теплотворность сжиженного газа нужно знать процентное соотношение этих компонентов в подаваемой к котлу смеси

Чтобы рассчитать объем топлива, которого гарантированно хватит для отопления, в формулу подставляют значение низшей теплотворности, которое можно узнать у поставщика газа. Стандартная единица измерения теплотворности – “мДж / м3” или “мДж / кг”. Но так как единицы измерения и мощности котлов и теплопотерь оперируют с ваттами, а не джоулями, то необходимо выполнить преобразование, учитывая, что 1 мДж = 278 Вт × ч.

Если значение низшей теплотворности смеси неизвестно, то допустимо взять следующие осредненные цифры:

  • для природного газа Hl = 9.3 кВт × ч / м3;
  • для сжиженного газа Hl = 12.6 кВт × ч / кг.

Еще один показатель, необходимый для расчетов – КПД котла K. Обычно его измеряют в процентах. Окончательная формула расхода газа за период времени E (ч) имеет следующий вид:

V = Q × E / (Hl × K / 100).

Период, когда включают централизованное отопление в домах, определяют по среднесуточной температуре воздуха.

Если на протяжении последних пяти дней она не превышает “+ 8 °С”, то согласно Постановлению Правительства РФ № 307 от 13.05.2006, подача тепла в дом должна быть обеспечена. Для частных домов с автономным обогревом при расчете потребления топлива также оперируют этими цифрами.

Точные данные о количестве суток с температурой не выше “+ 8 °С” для местности, где построен коттедж, можно узнать в местном отделении Гидрометцентра.

Если дом расположен близко к крупному населенному пункту, то проще воспользоваться табл. 1. СНиП 23-01-99 (столбец № 11). Умножив это значение на 24 (часа в сутки) мы получим параметр E из уравнения расчета расхода газа.


По климатическим данным из табл. 1 СНиП 23-01-99 проводят расчеты строительные организации для определения теплопотерь зданий

Если объем притока воздуха и температура внутри помещений будут постоянными (или с незначительными колебаниями), то теплопотери и через ограждающие конструкции и по причине вентиляции помещений будут прямо пропорциональны температуре наружного воздуха.

Поэтому за параметр T2 в уравнениях расчета теплопотерь можно взять значение из столбца № 12 табл. 1. СНиП 23-01-99.

Ссылка на основную публикацию