Средна консумация на газ за отопление на къща от 150 m²: примерни изчисления и преглед на топлинните формули

Финансирането на отоплителния сезон представлява значителна част от бюджета, изразходван за поддръжка на жилищата.Познавайки цената и средната консумация на газ за отопление на къща от 150 м², можете доста точно да определите разходите за отопление на помещенията. Тези изчисления са лесни за извършване сами, без да плащате за услугите на отоплителни инженери.

Ще научите всичко за стандартите за потребление на газ и методите за изчисляване на потреблението на синьо гориво от статията, която представихме. Ще ви кажем колко енергия е необходима за компенсиране на топлинните загуби в дома през отоплителния сезон. Ще ви кажем какви формули трябва да използвате при изчисленията.

Отопление на селски вили

При изчисляване на потреблението на газ, необходимо за отопление на къща, най-трудната задача ще бъде изчисляване на топлинните загуби, които отоплителната система трябва напълно да компенсира по време на работа.

Комплексът от топлинни загуби зависи от климата, конструктивните особености на сградата, използваните материали и работните параметри на вентилационната система.

Изчисляване на компенсираното количество топлина

Отоплителната система на всяка сграда трябва да компенсира топлинните загуби Q (W) през студения период от време. Те се случват по две причини:

1. топлообмен през периметъра на къщата;
2. загуба на топлина в резултат на навлизане на студен въздух през вентилационната система.

Формално загуба на топлина през стената и покрива Q_tp може да се изчисли по следната формула:

Q_tp = S * dT / R,

Където:

• С – площ (m²);
• dT – температурна разлика между стаен и уличен въздух (°C);
• Р – индикатор за устойчивост на топлопредаване на материали (m² * °C / W).

Последният показател (който също се нарича "коефициент на термично съпротивление") може да бъде взет от таблиците, приложени към строителните материали или продукти.

Степента на топлинни загуби на къщата значително зависи от вида на прозореца с двоен стъклопакет. Високата цена на изолационните прозорци ще бъде оправдана поради икономията на гориво

Пример. Нека външната стена на помещението е с площ 12 m², от които 2м² заема прозорец.

Индикаторите за устойчивост на топлопреминаване са както следва:

• Блокове от газобетон D400: Р = 3.5.
• Стъклопакет с аргон “4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I”: Р = 0.75.

В този случай при стайна температура "+22°С" и температура на улицата - "–30°С", загубата на топлина от външната стена на помещението ще бъде:

• Q_tp (стена) = 10 * (22 – (– 30)) / 3,5 = 149 W:
• Q_tp (прозорец) = 2 * (22 – (– 30)) / 0,75 = 139 W:
• Q_tp = Q_tp (стена) + Q_tp (прозорец) = 288 W.

Това изчисление дава правилния резултат, при условие че няма неконтролиран обмен на въздух (инфилтрация).

Може да възникне в следните случаи:

• Наличие на структурни дефекти, като хлабаво прилягане на дограмата към стените или отлепване на изолационен материал. Те трябва да бъдат елиминирани.
• Стареене на сграда, което води до стружки, пукнатини или кухини в зидарията. В този случай е необходимо да се въведат коригиращи коефициенти в съпротивлението на топлопреминаване на материалите.

По същия начин е необходимо да се определят топлинните загуби през покрива, ако обектът се намира на последния етаж. През пода всяка значителна загуба на енергия възниква само ако има неотопляемо, вентилирано сутеренно помещение, като например гараж. Почти никаква топлина не отива в земята.

За да се изчисли индексът на устойчивост на топлопреминаване на многослойни материали, е необходимо да се сумират показателите на отделните слоеве. Обикновено за изчисления се вземат само най-нетоплопроводимите материали

Нека разгледаме втората причина за загуба на топлина - вентилацията на сградата. Консумация на енергия за отопление на подавания въздух (Q_V) може да се изчисли по формулата:

Q_V = L * q * c * dT, Където:

• Л – въздушен поток (m³ / ч);
• р – плътност на въздуха (kg/m³);
• ° С – специфичен топлинен капацитет на входящия въздух (kJ/kg *°C);
• dT – температурна разлика между стаен и уличен въздух (°C).

Специфичният топлинен капацитет на въздуха в температурния диапазон, който ни интересува [–50.. +30 °C] е равен на 1,01 kJ / kg * °C или, преведено в необходимото ни измерение: 0,28 W * h / kg * °C. Плътността на въздуха зависи от температурата и налягането, но за изчисления можете да вземете стойност от 1,3 kg / m³.

Пример. За стая 12м² със същата температурна разлика, както в предишния пример, загубата на топлина поради вентилация ще бъде:

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

Дизайнерите вземат въздушен поток съгласно SNiP 41-01-2003 (в нашия пример 3 m³ / ч на 1 м² площ на хола), но тази стойност може да бъде значително намалена от собственика на сградата.

Общо общите топлинни загуби на моделната стая са:

Q = Q_tp + Q_V = 969 W.

За да изчислите топлинните загуби на ден, седмица или месец, трябва да знаете средната температура за тези периоди.

От горните формули става ясно, че изчисляването на обема на консумирания газ както за кратък период от време, така и за целия студен сезон трябва да се извърши, като се вземе предвид климатът на района, където се намира отопляемото съоръжение.Следователно, добре доказани стандартни решения могат да се използват само за подобни природни условия.

За да определите подобни климатични параметри, можете да използвате карти на средните месечни температури през зимата. Те могат лесно да бъдат намерени в интернет

Със сложната геометрия на къщата и разнообразието от материали, използвани в нейната конструкция и изолация, можете да използвате услугите на специалисти за изчисляване на необходимото количество топлина.

Начини за минимизиране на топлинните загуби

Разходите за отопление на дома съставляват значителна част от разходите за поддръжката му. Поради това е разумно да се извършват някои видове работа, насочени към намаляване на топлинните загуби изолация на тавана, стените на къщата, подова изолация и свързаните с тях структури.

Приложение външни изолационни схеми и от вътрешността на къщата може значително да намали тази цифра. Това важи особено за стари сгради със силно износени стени и тавани. Същите плочи от пенополистирол могат не само да намалят или напълно да премахнат замръзването, но и да сведат до минимум проникването на въздух през защитеното покритие.

Значителни спестявания могат да бъдат постигнати и ако летните зони на къщата, като веранди или тавански етаж, не са свързани с отопление. В този случай ще има значително намаляване на периметъра на отопляемата част на къщата.

Използването на таванския етаж само през лятото значително спестява разходите за отопление на къщата през зимата. В този случай обаче таванът на горния етаж трябва да бъде добре изолиран

Ако стриктно спазвате стандартите за вентилация на помещенията, които са предписани в SNiP 41-01-2003, тогава загубата на топлина от обмен на въздух ще бъде по-висока, отколкото от замръзване на стените и покрива на сградата.Тези правила са задължителни за проектантите и всички юридически лица, ако помещенията се използват за производство или предоставяне на услуги. Жителите на къщата обаче могат по свое усмотрение да намалят стойностите, посочени в документа.

Освен това, за да затоплите студения въздух, идващ от улицата, можете да използвате топлообменници, а не устройства, които консумират електричество или газ. По този начин обикновен пластинчат топлообменник може да спести повече от половината енергия, а по-сложно устройство с охлаждаща течност може да спести около 75%.

Изчисляване на необходимия обем газ

Изгореният газ трябва да компенсира топлинните загуби. За да направите това, в допълнение към топлинните загуби на къщата, е необходимо да знаете количеството енергия, отделена по време на изгарянето, което зависи от ефективността на котела и калоричността на сместа.

Правило за избор на бойлер

Изборът на нагревател трябва да се направи, като се вземат предвид топлинните загуби на къщата. Трябва да е достатъчно за периода на достигане на годишните минимални температури. В паспорта на етажа или стенен газов котел За това отговаря параметърът „номинална топлинна мощност“, който се измерва в kW за домакински уреди.

Тъй като всяка структура има топлинна инерция, за да се изчисли необходимата мощност на котела, минималната температура обикновено се взема от най-студения петдневен период. За конкретна област може да се намери в организации, участващи в събирането и обработката на метеорологична информация, или от таблица 1. SNiP 23-01-99 (колона № 4).

Фрагмент от таблица 1 от SNiP 23.01.99. С него можете да получите необходимите данни за климата на района, където се намира отопляемото съоръжение

Ако мощността на котела надвишава индикатора, достатъчен за отопление на помещението, това не води до увеличаване на потреблението на газ.В този случай периодът на престой на оборудването ще бъде по-дълъг.

Понякога има причина да изберете котел с малко по-ниска мощност. Такива устройства могат да бъдат много по-евтини както за закупуване, така и за работа. В този случай обаче е необходимо да има резервен източник на топлина (например нагревател с газов генератор), който може да се използва при силни студове.

Основният показател за ефективността и икономичността на котела е коефициентът на полезно действие. За съвременното домакинско оборудване варира от 88 до 95%. Ефективността е посочена в паспорта на устройството и се използва при изчисляване на потреблението на газ.

Формула за освобождаване на топлина

За да изчислите правилно потреблението на природен или втечнен газ за отопление на къща с площ от около 150 m² Необходимо е да се установи още един показател - калоричността (специфичната топлина на изгаряне) на доставеното гориво. Според системата SI се измерва в J / kg за втечнен газ или в J / m³ за естествено.

Газовите резервоари (контейнери за съхранение на втечнен газ) се характеризират в литри. За да разберете колко гориво ще бъде включено в него в килограми, можете да използвате съотношението 0,54 kg / 1 l

Има две стойности за този показател - по-ниска калоричност (з_л) и най-висок (з_ч). Зависи от влажността и температурата на горивото. Когато изчислявате, вземете индикатора з_л – трябва да разберете това от вашия доставчик на газ.

Ако няма такава информация, тогава при изчисленията могат да се вземат следните стойности:

• за природен газ з_л = 33,5 mJ/m³;
• за втечнен газ з_л = 45,2 mJ/kg.

Като вземем предвид факта, че 1 mJ = 278 W * h, получаваме следните калорични стойности:

• за природен газ з_л = 9,3 kW * h / m³;
• за втечнен газ з_л = 12,6 kW * h / kg.

Обемът газ, консумиран за определен период от време V (м³ или kg) може да се изчисли по следната формула:

V = Q * E / (H_л *K), Където:

• Q – топлинни загуби на сградата (kW);
• д – продължителност на отоплителния период (h);
• з_л – минимална калоричност на газа (kW * h/m³);
• К – Ефективност на котела.

За размер на втечнен газ з_л равна на kW * h / kg.

Пример за изчисляване на потреблението на газ

Например, нека вземем типична сглобяема рамкова дървена двуетажна вила. Регион - Алтайски край, Барнаул.

Размерът на вилата е 10 х 8,5 м. Ъгълът на двускатния покрив е 30 °. Този проект се характеризира с топъл таван, сравнително голяма остъклена площ, липса на сутерен и изпъкнали части на къщата

Етап 1. Нека изчислим основните параметри на къщата, за да изчислим топлинните загуби:

• Етаж. При липса на вентилирано мазе, загубите през пода и основата могат да бъдат пренебрегнати.
• прозорец. Стъклопакет “4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I”: Р_о = 0,75. Площ за остъкляване С_о = 40 м².
• Стени. Площта на надлъжната (странична) стена е 10 * 3,5 = 35 m². Площта на напречната (фасадна) стена е 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 m². Така общата периметърна площ на сградата е 150 m², и като се вземе предвид остъкляване желаната стойност С_с = 150 – 40 = 110 m².
• Стени. Основните топлоизолационни материали са ламиниран дървен материал с дебелина 200 mm (Р_b = 1,27) и базалтова изолация с дебелина 150 mm (Р_u = 3,95). Общо съпротивление на топлопреминаване за стена Р_с = Р_b + Р_u = 5.22.
• Покрив. Изолацията напълно следва формата на покрива. Покривна площ без надвеси С_к = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Покрив. Основните топлоизолационни материали са хастар с дебелина 12,5 мм (Р_v = 0,07) и базалтова изолация с дебелина 200 mm (Р_u = 5,27). Общо съпротивление на топлопреминаване за покрив Р_к = Р_v + Р_u = 5.34.
• вентилация. Нека въздушният поток се изчислява не според площта на къщата, а като се вземат предвид изискванията за осигуряване на стойност от най-малко 30 m³ на човек на час. Тъй като 4 души постоянно живеят във вилата, тогава Л = 30 * 4 = 120 m³ / ч.

стъпка. 2. Нека изчислим необходимата мощност на котела. Ако оборудването вече е закупено, тази стъпка може да бъде пропусната.

За нашите изчисления трябва да знаем само два показателя за газов котел: ефективност и номинална мощност. Те трябва да бъдат регистрирани в паспорта на устройството

Температурата на най-студения петдневен период е „–41 °C”. Да вземем комфортна температура като „+24 °C“. Така средната температурна разлика през този период ще бъде dT = 65 °C.

Нека изчислим топлинните загуби:

• през прозорци: Q_о = С_о * dT / Р_о = 40 * 65 / 0,75 = 3467 W;
• през стени: Q_с = С_с * dT / Р_с = 110 * 65 / 5,22 = 1370 W;
• през покрива: Q_к = С_к * dT / Р_к = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W;
• поради вентилация: Q_v = Л * р * ° С * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 W.

Общите топлинни загуби на цялата къща през студения петдневен период ще бъдат:

Q = Q_о + Q_с + Q_к + Q_v = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 W.

По този начин за този модел къща можете да изберете газов котел с максимален параметър на топлинна мощност от 10-12 kW. Ако газът се използва и за осигуряване на топла вода, тогава ще трябва да вземете по-продуктивно устройство.

Стъпка 3. Нека изчислим продължителността на отоплителния период и средните топлинни загуби.

Под студен сезон, когато е необходимо отопление, се разбира сезон със средни дневни температури под 8-10 °C. Следователно за изчисления можете да вземете или колони № 11-12, или колони № 13-14 от таблица 1 на SNiP 23-01-99.

Този избор остава за собствениците на вилата. В този случай няма да има значителна разлика в годишния разход на гориво. В нашия случай ще се спрем на периода с температури под „+10 °C”. Продължителността на този период е 235 дни или д = 5640 часа.

При централизирано отопление включването и изключването на подаването на охлаждащата течност става съгласно установените стандарти. Едно от предимствата на частна къща е стартирането на режима на отопление по искане на жителите

Топлинните загуби на къщата за средната температура през този период се изчисляват по същия начин, както в стъпка 2, само параметърът dT = 24 – (– 6,7) = 30,7 °С. След извършване на изчисленията получаваме Q = 4192 W.

Стъпка 4. Нека изчислим обема на консумирания газ.

Нека ефективността на котела К = 0,92. Тогава обемът на консумирания газ (със средни показатели за минималната калоричност на газовата смес) през студения период от време ще бъде:

• за природен газ: V = Q * д / (з_л * К) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 m³;
• за втечнен газ: V = Q * д / (з_л * К) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 кг.

Познавайки цените на газа, можете да изчислите финансовите разходи за отопление.

Изводи и полезно видео по темата

Намаляване на потреблението на газ чрез елиминиране на грешките, свързани с изолацията на дома. Реален пример:

Консумация на газ при известна топлинна мощност:

Всички изчисления на топлинните загуби могат да се извършват независимо само когато са известни топлоспестяващите свойства на материалите, от които е построена къщата. Ако сградата е стара, първо е необходимо да я проверите за замръзване и да отстраните установените проблеми.

След това, като използвате формулите, представени в статията, можете да изчислите консумацията на газ с висока точност.

Моля, оставете коментари в блока за обратна връзка по-долу. Публикувайте снимки, свързани с темата на статията, задавайте въпроси относно интересни места. Споделете полезна информация, която може да бъде полезна за посетителите на нашия сайт.