Расход газа на отопление дома 100 м²: формулы и пример вычислений

Наверняка вы уже неоднократно слышали, что у газовых котлов нет конкурентов по экономичности. Но, согласитесь, здоровый скептицизм никогда не помешает – как говорится, доверяй, но проверяй. Потому перед тем как принять решение об установке и эксплуатации газового оборудования, следует досконально все рассчитать и продумать.

Мы предлагаем ознакомиться с шагами вычислений и формулами, по которым определяется расход газа на отопление дома 100 м² с учетом всех значимых факторов. Ознакомившись с расчетами, вы сможете сделать собственный вывод, насколько выгодно использовать голубое топливо в качестве источника тепловой энергии.

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.

Расход газа на конкретных примерах

Чтобы определить, каким будет расход природного газа при отоплении одноэтажного дома 100м2, для начала нужно определить тепловую нагрузку.

Расчет тепловой нагрузки

Для получения максимально точных данных по отапливаемому объему дома отдельно вычисляется объем каждой комнаты и вспомогательных помещений, где необходимо поддерживать тепло. Измерения длины и ширины выполняются вдоль плинтусов с помощью обычной или лазерной рулетки.

Мы поступим проще: принимаем высоту потолков за 2,5 метра, умножаем ее на указанную площадь и получаем объем дома V = 250 м³.

Если помещение имеет сложную архитектурную форму, выполняется разбивка на прямоугольники, треугольники, окружности, вычисляется и суммируется площадь каждого из них

Для определения ΔT используется графа 6 в таблице 3.1 СП 131.13330.2012. Здесь указана температура воздуха наиболее холодного периода, рассчитанная, исходя из среднемесячных температур.

Находим название населенного пункта, где расположен отапливаемый объект. Допустим, это Брянск, следовательно, искомое значение составляет -12 °C. Температура в жилых комнатах по ГОСТ Р 51617-2000 должна быть в пределах 18-24 °C. Берем усредненное значение 22 °C, получаем ΔT= 34 °C.

Определяем степень теплоизоляции дома и применяем соответствующий коэффициент. В условиях роста цен на теплоносители, большинство домовладельцев стремятся повысить энергоэффективность отопления за счет улучшения теплоизоляции своего жилища, поэтому вполне обоснованно можно применить первый показатель средней степени теплоизоляции, который равен 1.

Сводим все значения по формуле:

250 м³ × 34 °C × 1 / 860 = 9,88 квт/ч.

Применим правило округления к ближайшему целому и получим Q = 10 квт/ч.

Не пренебрегайте автоматическим управлением – установите разные режимы обогрева для ночного и дневного времени, чтобы обеспечить комфортный микроклимат независимо от температуры за окном и при этом экономить до 30% газа

Напомним, что мы сделали только теплотехнический расчет дома и теперь на очереди расчет расхода газа. Но пока будет уместным сделать небольшое отступление и уточнить, что нагрузку на отопление можно вычислить и упрощенным способом.

Заметим, что мощность газового котла можно рассчитать для конкретного объекта с учетом всех технических нюансов. По усредненным данным на каждый метр стандартной жилой площади приходится 100 Вт/ч тепловой энергии. Следовательно, для дома площадью 100 м² этот показатель составит 100 Вт/ч × 100 м2 = 10 000 Вт/ч или 10 кВт/ч.

В данном случае вычисления по формуле и упрощенный способ дали одинаковый результат, но так бывает не всегда, и разница нередко достигает 20 % и более. Тем более теплотехники рекомендуют покупать турбированные и атмосферные котлы всегда с запасом в 20-25% с расчетом на возможность покрытия потерь тепла в дни с критически низкой температурой.

Потребление магистрального газа

Для расчета требуется знать коэффициент полезного действия газового котла. Вы можете увидеть его в технических характеристиках, указанных в сопроводительной документации. Мы же выберем модель, которая подходит для дома указанной площади.

Основным критерием выбора будет служить тепловая мощность агрегата. Ее значение очень близко к значению тепловой нагрузки и может вычисляться по той же формуле, но для расчета учитывается температура самой холодной пятидневки или применяется повышающий коэффициент 1,3, ведь котлу должно хватить мощности поддерживать тепло в доме даже в самые лютые морозы.

Следовательно, для обогрева 100 м² потребуется котел, мощностью около 13 кВт. КПД (n) многих моделей настенных газовых котлов, к примеру агрегатов марки NEVA, составляет 92.5 %. Это значение мы и будем использовать в своих расчетах.

Благодаря конструктивным особенностям камеры сгорания, повышению эффективности теплообменников, использованию скрытой теплоты водяных паров, КПД современных газовых котлов превышает 90%

Теплотворная способность, или, иначе, удельная теплота сгорания (q) зависит от марки используемого газа. Какой именно газ поставляется в ваш дом, лучше уточнить у газоснабжающей компании.

Мы же по умолчанию подставим в формулу округленное значение, соответствующее газу G20 с низшей теплотворной способностью Нi, а именно 9,5 кВтч/м³. Обратите внимание, на единицы измерения – используются киловатты, а не мегаджоули.

Все необходимые значения определены и остается их свести в формулу:

V = 10 / (92.5 / 100 × 9,5). V = 1.1 м³/ч.

Таким образом расход магистрального газа при отоплении дома площадью 100 м² с высотой потолков 2,5 метра составляет чуть более 1,1 кубометра в час. В сутки соответственно 24,2 кубометра.

Теперь легко узнать, сколько газа потребуется на весь отопительный сезон. По государственным нормативам в период отопительного сезона среднесуточная температура наружного воздуха не превышает 8 °C. В средней полосе такой период продолжается с 15 октября по 15 апреля (183 дня).

Так как в это время происходят значительные колебания температуры, суточный расход газа делится на 2 и затем умножается на 183. То есть на отопительный сезон потребуется около 2214.3 кубометров магистрального газа.

Сколько нужно пропан-бутана на отопительный сезон

Современные газовые котлы рассчитаны на использование не только магистрального, но и сжиженного газа. Чтобы запастись необходимым объемом топлива, используют не обычные газовые баллоны, а более вместительные резервуары – газгольдеры.

Использование газгольдеров решает проблему хранения сжиженного углеводородного топлива, достаточного для обогрева дома 100 кв. м, на протяжении всего отопительного сезона в умеренном климатическом поясе

При расчете расхода сжиженного газа, требуемого для отопления дома 100м2, применяется та же методика, но меняются значения некоторых переменных в формуле.

Для коммунально-бытовых нужд поставляется сжиженная смесь пропан-бутана.

Ее теплотворность составляет 12.8 кВт/кг. Подставляем этот параметр в формулу и получаем:

V = 10 / (92.5 / 100 × 12.8). V = 0.8 кг/ч.

При работе на сжиженном топливе КПД оборудования снижается, поэтому расход газа увеличивается примерно на 10 % и составляет 0,88 кг/ч в сутки. Для вашей модели котла поправка может быть другой. Конкретное значение указывается в прилагаемой документации.

Теперь вычисляем необходимое количество газа на отопительный сезон: 0,88 × 24 × 183= 3865 кг. Это значение также необходимо разделить на 2, в связи с колебаниями температуры. Итоговый результат: на отопительный сезон требуется 1932.5 кг пропан-бутана.

Будет полезно перевести килограммы в литры. Исходя из справочных данных, 540 граммов сжиженной пропан-бутановой смеси соответствует 1 литру. То есть на весь период отопительного сезона потребуется 3578 литров сжиженного газа.

Выводы и полезное видео по теме

Вы бережливо относитесь к тепловой энергии, но у соседа все-равно расход меньше? Автор видеоролика решил поделиться собственным опытом использования СУГ для отопления дома. Возможно, эта информация будет полезна и вам.

Неужели терморегулятор и датчик температуры помогают существенно снижать затраты на газ во время отопительного сезона? Видеоролик демонстрирует, как это происходит на практике.

Чтобы определить предстоящий расход газа на отопление, не требуется высшее образование. Зная, как выполняются простейшие математические действия, вы рассчитаете необходимые параметры с приемлемой погрешностью.

Попутно сможете выявить слабые места в своем доме, минимизировать тепловые потери, исключить утечку тепла наружу и в результате воспользоваться всеми преимуществами голубого топлива.

Комментируйте, пожалуйста, представленную нами информацию с шарами расчетов и формулами для определения расхода газа. Поделиться полезными сведениями по теме статьи, задать вопрос или разместить фото вы сможете в расположенном ниже блоке. Не исключено, что ваши рекомендации будут полезны посетителям сайта.

Несмотря на общую тенденцию роста цен на потребление энергетических ресурсов, отопление дома природным газом по-прежнему считается самым эффективным и экономически выгодным вариантом. А всем тем, кто сомневается и никак не может определиться с оптимальностью такого источника тепла для своего жилища, можно посоветовать ознакомиться с примерным расчетом расхода газа на отопление дома в 100 м².

1 Основные параметры расчета</span></h2>

Отопление на газе по праву считается не только экономичным, но и экологически чистым вариантом. Однако перед приобретением оборудования и его монтажом необходимо заранее просчитать потенциальные затраты голубого топлива. Выполнение такого расчета нужно для того, чтобы не ошибиться в выборе мощности котла и прилагающихся к нему расходных материалов, ведь самые высокие показатели в этом вопросе далеко не всегда играют хорошую службу во время дальнейшей эксплуатации.

И если слишком слабый котел не может похвастаться высокой производительностью, то мощная установка при минимальных нагрузках имеет свойство очень быстро изнашиваться и, как следствие, выходить из строя раньше срока. Кроме того, котлы повышенной мощности предполагают больший расход ресурсов, в итоге являясь более затратными в содержании, поэтому нет никакого смысла приобретать оборудование для помещения в 500 квадратов, если на повестке дня стоит вопрос об отоплении дома площадью в 100 м².

Для того чтобы правильно определить потенциальные расходы на отопление жилого помещения, рекомендуется учитывать определенные факторы и нюансы. Обычно речь идето таких важнейших параметрах:

• Этажность частного дома. В многоквартирных домах к учету берутся другие показатели, среди которых выделяют основные характеристики верхних и нижних объектов.
• Тип и уровень качества применяемого в процессе постройки фасадного утеплителя.
• Суммарная площадь жилых помещений в доме. Для получения еще более точных результатов норму расхода газа на отопление частного дома рекомендуется высчитывать не только по его площади, но и по объему, учитывая среднюю высоту жилых помещений.
• Общее количество и тип остекления (старые деревянные окна с двойными рамами или двойные / тройные стеклопакеты). В расчет берется и плотность входных / межкомнатных дверей, их материал, а также наличие открытых арок, объединяющих между собой разные по предназначению помещения.
• Потенциальная мощность газовой установки, которая требует выполнения отдельных расчетов.

Для того чтобы определить расход природного метана или пропан-бутановой смеси на отопление дома, необходимо учитывать уровень тепловых потерь, которые неминуемо происходят через стены, окна, кровлю и пол. На расчет этого показателя влияют следующие факторы:

• Климатические характеристики зоны, в которой находится строение.
• Минимальная температура воздуха в зимнее время года, соответствующая среднему показателю за пять самых холодных суток.
• Наличие утепления и / или отопления в расположенных выше и ниже жилых / нежилых объектах.
• Материал облицовки (кирпич, газо- и пенобетон, шлакоблок, дерево и пр.) и ее толщина.
• Особенности устройства вентиляционной системы.
• Потенциальная мощность используемых отопительных установок (берется верхнее ее значение).
• Возраст и общее состояние постройки.
• Расположение и тип врезки в систему радиаторов, а также количество секций в них.

Для получения максимально точных значений рекомендуется брать в расчет не только КПД газового котла, но и производительность всей системы отопления. Кроме того, следует учитывать тип используемого топлива, которое имеет разную плотность.

‘ >Отопление на пропане Расход газа 2017 Котел BuderusРекомендуемОсобенности отопления дома без газа и электричества

2 Виды голубого топлива</span></h2>

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.

Однозначного ответа на вопрос о том, какой из типов голубого топлива является лучшим, нет, так как оба варианта имеют и несомненные преимущества, и существенные недостатки.

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.

‘ >Отопление на сжиженном газе (пропан). Расход, опыт пользования.

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.

РекомендуемГенератор газа Брауна для отопления своими руками

3 Ресурсные затраты</span></h2>

Узнать, сколько газа будет уходить на отопление дома с определенной площадью, можно посредством выполнения элементарных расчетов. При этом рекомендуется проводить вычисления, учитывая маркировку голубого топлива и его основные характеристики, среди которых нужно выделить плотность и удельную теплоту. Например, один метр кубический природного газа (маркировка G20, G25) в среднем выделяет 9,2−9,5 кВт удельного тепла. Сжиженное топливо (марка G30) вырабатывает около 12,5 кВт удельного тепла, обладая большей плотностью и калорийностью.

РекомендуемВиды топлива для дешёвого отопления загородного дома

3.1 Магистральный газ</span></h3>

Рассчитывать расход сжиженного газа на отопление дома 100 м² лучше всего по формуле A=Q/q*n, где показатель Q — произведение площади дома и среднего расхода энергии для одного квадратного метра, q — удельная теплота, соответствующая выбранной маркировке голубого топлива, а n — КПД используемого оборудования в сотых долях.

Условный расчет нужного количества энергоресурсов выполняется с учетом нормальных показателей наружной температуры, фасадного утепления и высокой производительности газового котла (КПД=0,95). Принимая во внимание эти факторы, можно подсчитать, сколько кубов газа на отопительный сезон (Aс) потребуется, если его продолжительность в общей сложности составляет 6 месяцев:

• Q=100*50=5000 Вт или 5 кВт;
• A=5/9,45*0,95=0,56 м3/ч.
• Ас=0,56*24*30*6=2419,2 м³ — понадобится на весь отопительный сезон.

Таким же образом можно просчитать потенциальный расход газа и для любой другой квадратуры жилого помещения. Для приведенной выше маркировки топлива и коэффициента полезного действия отопительной установки будут актуальными следующие значения:

80м2	1987,2м3
150м2	3628,8м3
200м2	4838,4м3
250м2	6004,8м3
300м2	7214,4м3
350м2	8424м3
400м2	10275м3

‘ >Отопление дома в четыре раза дешевле газового котла.

При выполнении расчетов рекомендуется округлять полученные сотые в бо́льшую сторону.

Кроме того, выбирая котел для отопления, следует учитывать, что в прилагающемся к нему паспорте приводятся максимальные значения производительности, поэтому КПД этой установки может оказаться ниже, чем предполагалось изначально.

3.2 Газгольдерные установки</span></h3>

Рассчитывая норму потребления сжиженного газа, следует учитывать его плотность и удельную теплоту. Например, для отопления дома в 100 квадратов понадобится такое количество пропан-бутановой смеси:

1. 1. A=5/12,5*0,95=0,42 м3/ч;
2. 2. Aс=0,42*24*30*6=1814,4 м3/ч.

При проведении сравнительного анализа становится очевидно, что при магистральном отоплении квартиры или частного дома понадобится больше газа, чем при наличии автономного газгольдерного оборудования.

В то же время стоимость смеси пропана и бутана гораздо выше, чем метана, и даже если учесть, что соотношение расходов объемов сырья будет соответствовать 1 к 3, то общие затраты при использовании обоих видов отопления будут приблизительно равными.

4 Полезные советы</span></h2>

Если хозяева дома проживают в климатической зоне с суровыми затяжными зимами, а обшивка их дома находится в неудовлетворительном состоянии или существуют какие-то другие особенности, оказывающие прямое воздействие на теплопотери, то расчет потребления газа можно выполнить на специальном калькуляторе. Такие программы позволяют учитывать максимум данных и дают более точные результаты.

‘ >Лайфхак! Как сэкономить на отопление дома! Снижение расходов

Расчетную норму потребляемого топлива можно сократить, если еще до начала отопительного сезона предпринять несколько эффективных мер. Снизить расходы на отопление жилого помещения газом помогут такие действия:

1. 1. Внутреннее и / или наружное утепление фасада и его дополнительная обшивка.
2. 2. Замена старого остекления тройными стеклопакетами с непромерзающим профилем.
3. 3. Установка газового оборудования с высоким уровнем КПД.
4. 4. Использование особых способов проветривания, которые предполагают открывание окон настежь на 5−10 минут и полную замену воздуха в помещении.
5. 5. Обустройство «теплых» полов в доме под основным напольным покрытием.
6. 6. Установка терморегуляторов, которые будут автоматически блокировать расход топлива выше заданной нормы.
7. 7. Замена радиаторов отопления на новые и выбор оптимальных вариантов их врезки в общую систему.

Безусловно, все перечисленные меры, направленные на сокращение общего расхода газа в зимний период, требуют немалых капиталовложений. Но все вложенные средства окупятся уже в ближайшие отопительные сезоны, поэтому сомневаться в их целесообразности уж точно не приходится.

‘ >Минигазгольдер для отопления на сжиженном газеФото

Усредненный расход газа в частном доме или квартире обычно рассчитывается с целью определить величину затрат на отопление, горячее водоснабжение (ГВС) и приготовление пищи. Это делается еще на этапе проектирования здания или же перед выбором энергоносителя и котельного агрегата для сравнения с другими видами топлива.

Есть упрощенная методика, как рассчитать максимальный и средний расход газа на отопление и ГВС, она и будет рассмотрена в данном материале. Хотя выполнить такой расчет с большой точностью не удастся, но порядок цифр грядущей оплаты вы узнать сможете.

 Расчет расхода газа на отопление

Перед тем как рассчитать потребление природного газа на отопление дома или квартиры, надо узнать один важный параметр – тепловые потери жилого здания. Хорошо, когда он правильно высчитан специалистами на стадии проектирования, это значительно повысит точность ваших расчетов. Но на практике такие данные часто отсутствуют, ведь мало кто из домовладельцев уделяет должное внимание проектированию.

Совет. Если у вас есть такая возможность, то стоит заказать расчет тепловых потерь в частной проектной организации. Это поможет не только выяснить средний расход газа на отопление частного дома, но и понять, нужно ли делать его утепление.

Величиной тепловых потерь здания определяется мощность системы отопления и самого котла либо газового конвектора. Поэтому при подборе газового котла для коттеджа или при устройстве автономного отопления квартиры приходится пользоваться следующими усредненными способами определения теплопотерь и мощности оборудования:

1. По общей квадратуре здания. Суть способа в том, что на обогрев каждого квадратного метра требуется 100 Вт теплоты при высоте потолков до 3 м. При этом для южных районов принимают удельное значение 80 Вт/м², а в северных норма расхода может достигать 200 Вт/м².
2. По суммарному объему отапливаемых помещений. Здесь на отопление 1 м³ выделяют от 30 до 40 Вт в зависимости от региона проживания.

Примечание. Представленные удельные расходы тепла корректны при разности температур между улицей и внутри помещений около 40 °С.

Выходит, что на обогрев жилья площадью 100 м² нужно порядка 10—12 кВт тепла в час во время сильных холодов и при расположении дома в средней полосе. Соответственно, для коттеджа 150 м² потребуется около 15 кВт тепловой энергии, для 200 м² – 20 кВт и так далее. Теперь можно и посчитать, какой максимальный расход газа покажет газовый котел в самые холодные дни, для чего используется формула:

V = Q / (q х КПД / 100), где:

• V – объемный расход природного газа в час, м³;
• Q – величина теплопотерь и мощности отопительной системы, кВт;
• q – низшая удельная калорийность природного газа, в среднем составляет 9.2 кВт/м³;
• КПД – коэффициент полезного действия газового котла или конвектора.

Примечание. КПД теплогенераторов на природном газе колеблется в пределах 84—96% в зависимости от конструкции. Самые простые энергонезависимые агрегаты имеют КПД 86—88%, конвекторы 84—86%, высокотехнологичные конденсационные котлы – до 96%.

Пример расчета

В качестве примера предлагается взять квартиру площадью 80 м² в средней полосе Российской Федерации. Для ее обогрева в самый холодный период потребуется 80 м² х 100 Вт = 8000 Вт или 8 кВт. Предполагается установить современный конденсационный котел на природном газе с КПД 96%. Тогда расчет расхода газа на отопление выглядит таким образом:

V = 8 / (9.2 х 96 / 100) = 8 / 9,768 = 0.91 м³/ч

Нетрудно посчитать, сколько горючего потребуется в сутки: 0.91 х 24 = 21.84 м³. Но для определения расходов на потребление природного газа нужно знать более реальные цифры, к примеру, его средний расход в квартире за весь отопительный сезон. Поскольку в течение этого сезона происходят значительные колебания температуры, то предполагается, что среднее количество топлива будет вдвое меньше максимального.

Тогда среднесуточное потребление газа на обогрев квартиры составит 21.84 м³ / 2 = 10.92 м³. Остается только умножить это число на продолжительность отопительного сезона, в Москве он длится 214 суток: 10.92 х 214 = 2336.9 м³. Сделав помесячную разбивку, несложно определить стоимость автономного отопления квартиры.

Для вычисления среднего расхода газа в квартире можно пойти и другим путем. Сначала выяснить расход газа на получение 1 кВт тепловой энергии, а затем помножить это значение на 8 кВт. Расчетная формула для вычисления объема топлива на 1 кВт тепла такая:

v = 1 / (q x КПД / 100), где v – это и есть искомый объем в м³/ч.

Соответственно, 1 / (9.2 х 0.96) = 0.113 м³/ч, а на всю квартиру это будет 0.113 х 8 = 0.905 м³/ч с небольшой погрешностью. Дальше вычисления ведутся так же, как это описано выше.

Примечание. В расчет не принято количество газа, расходуемое газовой плитой и на ГВС, о чем пойдет речь далее.

Потребление газа на ГВС

Когда вода для хозяйственных нужд подогревается с помощью газовых теплогенераторов – колонки или котла с бойлером косвенного нагрева, то для выяснения расхода горючего надо понять, сколько же требуется воды. Для этого можно поднять данные, прописанные в документации и определяющие норму на 1 человека.

Другой вариант – обратиться к практическому опыту, а он гласит следующее: для семьи из 4 человек при нормальных условиях достаточно нагреть 1 раз в сутки 80 л воды от 10 до 75 °С. Отсюда рассчитывается потребное на нагрев воды количество тепла по школьной формуле:

Q = cm Δt, где:

• с – теплоемкость воды, составляет 4.187 кДж/кг °С;
• m – массовый расход воды, кг;
• Δt – разница между начальной и конечной температурой, в примере равна 65 °С.

Для вычисления предлагается не переводить объемное потребление воды в массовое, считать что эти величины одинаковы. Тогда количество теплоты будет:

4.187 х 80 х 65 = 21772,4 кДж или 6 кВт.

Остается подставить это значение в первую формулу, где будет учитываться КПД газовой колонки или теплогенератора (здесь — 96%):

V = 6 / (9.2 х 96 / 100) = 6 / 8.832 = 0.68 м³ природного газа 1 раз в сутки уйдет на подогрев воды. Для полной картины сюда же можно прибавить расход газовой плитой на приготовление пищи из расчета нормы 9 м³ горючего на 1 проживающего человека в месяц.

Как определить расход сжиженного газа

Обогрев жилища, организованный с использованием сжиженного горючего (пропана или бутана) имеет свои особенности. Чаще всего домовладельцы устанавливают специальные емкости – газгольдеры, заправляющиеся на весь отопительный сезон. Обогрев с помощью баллонов встречается куда реже. Но никаких особых сложностей расчет расхода сжиженного газа на отопление дома не представляет.

Берется та же формула, только в нее подставляется удельная теплота сжигания СУГ (пропан-бутана), равная 46 МДж /кг или 12.8 кВт/кг. Обратите внимание: расчетная калорийность топлива относится к единице массы (килограмм), а на заправке цена считается за объем (литры). Результаты можно пересчитать после, сначала надо узнать потребление сжиженного газа обычным котлом (КПД – 88%), обогревающим дом площадью 80 м² из предыдущего примера:

V = 8 / (12.8 х 88 / 100) = 8 / 11.264 = 0.71 кг/ч.

Зная, что 1 л сжиженного газа имеет массу 540 г (справочная величина), нетрудно подсчитать расход пропана в литрах: 0.71 / 0.54 = 1.3 л. В сутки это 1.3 х 24 = 31.2 л газа, за месяц – 31.2 х 30 = 936 л. Теперь, учитывая изменения погодных условий, для определения среднего потребления сжиженного газа полученную цифру надо уменьшить вдвое: 936 / 2 = 468 л в месяц. Расход газа на отопление за год получится (31.2 л / 2) х 214 суток = 3338.4 л (для Москвы).

Как уменьшить расход газа на обогрев и другие нужды

В этом разделе речь пойдет о банальных вещах, о которых слышали многие. Но от банальности их важность не становится меньше. Ведь это прямой путь снизить количество используемых энергоносителей, в том числе большой расход газа, идущего на отопление частного дома.

Существенно уменьшить потребление позволят следующие мероприятия:

1. Провести качественное утепление здания, желательно с наружной стороны.
2. По возможности автоматизировать систему отопления, чтобы комнаты дома хорошо прогревались во время пребывания в них людей, а при их отсутствии поддерживалась дежурная температура 10—15 °С.
3. Задействовать таймер для бойлера косвенного нагрева, чтобы вода в нем подготавливалась к определенному времени суток.
4. Устраивать обогрев дома водяными теплыми полами.
5. Приобретать наиболее экономичные газовые котлы – конденсационные.

Все эти мероприятия принесут еще больше пользы и позволят уменьшить расход газа, если экономить будете и вы сами. Возможно, поставить автоматику удастся только частично или не удастся вовсе, тогда вам придется управлять системой самостоятельно. Кстати, современные контроллеры для котлов имеют встроенные функции дистанционного управления через интернет или сотовый телефон.

Общеизвестно, что для обогрева домов и дач с постоянным или длительным проживанием всё более широкое использование находят газгольдеры. Не подлежит оспариванию и то, что большую долю в бюджете при отоплении дома составляет стоимость топлива. В нашем случае это сжиженный газ.

Поэтому рачительный хозяин дома должен знать, как правильно вычислить расход газа из газгольдера на отопление, уметь спрогнозировать интервалы между заправками. Это актуально еще и потому, что доставка газа, как транспортная услуга, имеет свою довольно весомую цену.

Мы в доступной форме поможем вам самостоятельно рассчитать потребление сжиженного газа для обогрева жилища в системах газоснабжения с газгольдером. Эти знания актуальны при проектировании строительства нового дома и планировании реконструкции существующей системы теплоснабжения. Правильно проведенные расчеты позволят контролировать потребление газа и снижать затраты на него.

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.

Расчет мощности газового котла

Основную долю в потреблении топлива составляет обогрев. Важным параметром любого дома или квартиры, влияющим на объем затрачиваемого на отопление газа, является показатель тепловых потерь. Задача отопления как раз и состоит в том, чтобы эти потери корректно компенсировать, создавая условия для комфортного проживания.

Для того чтобы рассчитать потребность в сжиженном газе необходимо определить величину теплопотерь дома или тепловую мощность, необходимую для полноценного обогрева. От этого показателя зависит номинальная мощность отопительной системы — газового котла

За эталон для расчетов примем дом, расположенный в местности со средним климатом, находящийся в удовлетворительном состоянии и утепленный в соответствии с технологией. Площадь дома 80 м².

Определить средние значения теплопотерь и мощность котла можно по квадратуре площади.

Формула имеет вид:

Q = S × Рр /10, где

Q — расчетные тепловые потери (кВт);

S — площадь помещений, которые отапливаются (м²);

Рр — удельная мощность газового котла (кВт/м²) — мощность на каждые 10 м².

Удельная мощность на обогрев площади 10 м² уже примерно установлена, с учётом поправок для регионов с разным климатом. Для нашего эталонного дома, расположенного, например, в Подмосковье, Рр = 1,2 — 1,5 кВт.

С учетом площади дома 80 м², оптимальная мощность отопительной системы будет иметь следующее значение:

Q = 80 × 1,2 / 10 = 9,6 кВт.

Несмотря на упрощенность, эта формула отражает наиболее точные результаты.

Часто для удобства в проведении расчетов за значение удельной мощности принимается единица. Исходя из этого, мощность отопительной системы берется из расчета 10 кВт на 100 м² площади обогрева.

Так как в систему газоснабжения своего дома включено не только отопление, но и подогрев воды, другое оборудование, то мощность котла определяется добавлением к расчётным тепловым потерям 20-25% запаса

Вторым вариантом, но принимаемым с большей степенью погрешности, является расчет затрат тепловой энергии на теплопотери здания по кубатуре — объему обогреваемых помещений. В зависимости от климатического пояса на отопление одного кубометра помещения с высотой потолков до 3 м отводится 30 — 40 Вт.

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.

Выбор оптимального по расходу газгольдера

Газгольдер — дорогостоящее оборудование, которое приобретается и устанавливается не на один год. От правильного его выбора, во многом зависит не только эффективность работы домовой системы отопления. От типа и вида хранилища для сжиженного газа могут косвенно зависеть затраты на отопление.

Сравнение наземных и подземных газгольдеров

Наземный газгольдер является более дешевым вариантом автономной газификации. Такие резервуары, как правило, меньше по объему и при их установке не требуется выполнение дорогостоящих земляных работ.

Но, при использовании наземных газовых резервуаров для нужд отопления зимой необходимо учитывать то, что испарение пропан-бутановой смеси в этот период будет снижено и возможны проблемы с давлением газа.

Для более эффективной и производительной работы наземного газгольдера, как минимум, потребуется оснастить его испарительной установкой и утеплить стенки резервуара

Снизить температурный порог перехода СУГ в газообразную фазу топлива можно, конечно, за счет большего содержания в смеси пропана. Но это повлечет дополнительные расходы, так как такой газ дороже бутана.

Подземные газгольдеры являются наиболее популярными хранилищами для СУГ.

Такой заглубленный резервуар в условиях среднего климата не нуждается в дополнительном оборудовании для его подогрева и теплоизоляции

Глубина погружения емкости должна быть такой, чтобы слой грунта над ней был не менее 0,6 м. Это обезопасит хранилище от промерзания и механических повреждений.

Вертикальный или горизонтальный газгольдер

Заглубленные газгольдеры по форме бывают двух типов:

1. Вертикальные.
2. Горизонтальные.

Эти емкости отличаются друг от друга не только исполнением, но и функционально — площадью поверхности сжиженной смеси, называемой «зеркалом испарения».

Горизонтальные газгольдеры, имеют большее «зеркало». За счет этого парообразование происходит интенсивней, с давлением, достаточным для корректной работы отопительной системы

Вертикальные хранилища чаще используются в автономных газовых системах небольших по площади домов или дач, если не требуется их полноценного отопления зимой.

Для эффективной и стабильной работы вертикальных газгольдеров в зимнее время необходимо утепление резервуара или применение специальных подогревателей, что увеличивает общие затраты на газоснабжение дома

Особенности мобильного газгольдера-прицепа

Решить проблему отопления и создания комфортных бытовых условий зимой на дачах с временным проживанием, строящихся объектах, там, где оборудование газового хранилища нецелесообразно или технически не возможно, позволяет мобильный газгольдер.

Это оборудованный на прицепе резервуар, емкостью 500-600 л. На сколько времени хватит такого газгольдера вместимостью 600 литров можно спрогнозировать, приняв усреднено используемый норматив — 30-40 л сжиженного газа на 1 квадратный метр помещения.

Примерный подсчет показывает, что утепленный дом 100 м2, может автономно отапливаться передвижным газгольдером в течение месяца, с поддержанием комфортной для проживания температуры

Следует понимать, что эксплуатация мобильного газгольдера, как резервуара наземного типа, в зимний период или в северных районах потребует утепления и принудительного обогрева бака. По этой причине прицепной газгольдер не совсем приемлемый вариант отопления.

Как подобрать газгольдер по объему

Из типовых подземных газгольдеров оптимально применимы для загородных домов и коттеджей резервуары с объемами на 2700 л и 4850 л.

При выборе типоразмера газового хранилища необходимо учитывать следующие факторы:

1. При постоянном проживании в доме с автономным отоплением заправлять резервуар желательно дважды в год. Это обусловлено разной концентрацией бутана и пропана в смесях, предназначенных для использования летом и в зимний период.
2. Резервуар должен заполняться сжиженной фазой на 85%. Оставшийся свободный объем в хранилище — это паровая подушка для углеводорода в фазе испарения.

Поэтому, ведя подсчет, на сколько может хватить газа в газгольдере емкостью на 2700 л или в газохранилище других размеров, необходимо учитывать, что паспортный общий объем газгольдера и его заправочный объем — это не одно и то же.

В таблице отражены заправочные емкости типовых газгольдеров Евростандарта-2, в соотношении с оптимальной площадью обогреваемых площадей и мощностью котлов

Произведенный нами расчет средних значений отбора сжиженного газа из газгольдера и общепринятые нормы позволяют определить периодичность заправки газгольдеров. При среднем годовом расходе 30 л газа на 1 м² отапливаемой площади, заправки сжиженного газа объёмом 2295 л в резервуаре на 2700 л для дома 100 м² будет достаточно на протяжении 9 месяцев.

По такой же методике, но для дома 150 м², считаем, на сколько хватит СУГ в системе отопления от газгольдера на 4850 л. В течение года расходуется 4500 л, поэтому заправочного объема 4122 л хватит на отопление дома в течение 10 месяцев.

Из подсчетов видно, что заправку придется производить два раза в год. И это экономически оправдано за счёт использования «летнего» и «зимнего» СУГ.

Советы по экономии газа

Уменьшить расход газа из газгольдера можно выполнением следующих энергосберегающих мероприятий:

• утепление стен, кровли, чердака, перекрытия подвального помещения;
• замена старых оконных блоков на современные стеклопакеты с непромерзающим профилем;
• оптимальная настройка параметров котла;
• установка на отопление энергоэффективного газового котла конденсационного типа;
• использование коллекторной системы отопления, имеющей более высокий КПД и возможность регулировать подачу теплоносителя на каждом отопительном приборе;
• оснащение батарей отопления терморегуляторами.

Хороший эффект по экономии газа достигается за счёт установки контроллеров, автоматизирующих процесс управления подачей тепла.

Контроллер, в зависимости от заданных настроек в автоматическом режиме управляет автономным обогревом, что позволяет значительно минимизировать расход СУГ из газгольдера и уменьшать до 25 % затраты на отопление

Более того, современные контроллеры — это, как правило, умные приборы, при помощи которых можно удаленно управлять котлом с мобильного телефона.

Недорогой альтернативой таким устройствам с дистанционным управлением являются программируемые или суточные термостаты, которые также позволяют экономно расходовать энергию.

Современным решением экономии газа из автономного хранилища является система «умный дом».

Наряду с большим набором полезных функций, облегчающих быт, применение технологии «умный дом» позволяет осуществлять автоматический климат-контроль

Функцию управления климатом в доме можно установить отдельно или интегрировать в общий набор «полезностей».

Такие технологии дают возможность экономно расходовать газ на отопление в течение суток в отдельных помещениях. Можно настроить систему на работу в режиме протапливания при отсутствии жильцов и дистанционно, перед приездом домой, включить полноценное отопление.

Главная проблема внедрения системы климат-контроля «умного дома» — это относительно высокая цена вопроса и необходимость проектирования до выполнения работ по монтажу системы отопления.

Выводы и полезное видео по теме

Интересная методика подсчета расхода газа на отопление и советы по снижению затрат на него:

Совет специалиста по экономически целесообразному выбору объёма газгольдера:

9 советов по уменьшению расхода газа, используемого на отопление дома:

Необходимо понимать, что все расчеты, которые мы предлагаем применять при использовании газа из газгольдера, довольно условны. Определить и спрогнозировать точно, какое количество сжиженного газа будет израсходовано за конкретный период, не сможет даже специалист.

Но приведенная методика, основанная на практике эксплуатации автономных газовых систем, выводит достоверные усреднённые значения газопотребления.

Эти расчеты и приведенные полезные советы дадут возможность правильно выбрать оптимальный газгольдер и планировать периодичность его заправок.

Если у вас есть опыт использования газгольдеров для отопления, пожалуйста, поделитесь им с нашими читателями. Расскажите о тонкостях использования такого оборудования. Пишите свои комментарии, задавайте вопросы – блок для связи расположен ниже.

Используемые источники:

• https://sovet-ingenera.com/otoplenie/project/rashod-gaza-na-otoplenie-doma-100-m2.html
• https://oventilyacii.ru/otoplenie/raschet-rashoda-gaza.html
• https://otivent.com/kak-rasschitat-rasxod-gaza-na-otoplenie-i-gvs
• https://sovet-ingenera.com/gaz/standart/rashod-gaza-iz-gazgoldera-na-otoplenie.html