Průměrná spotřeba plynu na vytápění domu 150 m²: příklady výpočtů a přehled tepelných vzorců

Financování topné sezóny tvoří významnou část rozpočtu vynaloženého na údržbu bydlení.Znalost ceny a průměrné spotřeby plynu na vytápění domu 150m², můžete poměrně přesně určit náklady na vytápění prostor. Tyto výpočty lze snadno provést sami, aniž byste museli platit za služby topenářů.

Vše o normách spotřeby plynu a metodách výpočtu spotřeby modrého paliva se dozvíte z článku, který jsme představili. Prozradíme vám, kolik energie je potřeba na kompenzaci tepelných ztrát domu během topné sezóny. Řekneme vám, jaké vzorce by měly být použity ve výpočtech.

Vytápění venkovských chalup

Při výpočtu spotřeby plynu potřebného k vytápění domu bude nejtěžší úkol výpočet tepelných ztrát, kterou musí otopná soustava za provozu plně kompenzovat.

Komplex tepelných ztrát závisí na klimatu, konstrukčních vlastnostech budovy, použitých materiálech a provozních parametrech ventilačního systému.

Výpočet kompenzovaného množství tepla

Topný systém každé budovy musí kompenzovat její tepelné ztráty Q (W) během chladného období. Stávají se ze dvou důvodů:

1. výměna tepla po obvodu domu;
2. tepelné ztráty v důsledku vstupu studeného vzduchu ventilačním systémem.

Formálně, tepelné ztráty přes stěnu a střechu Q_tp lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:

Q_tp = S * dT / R,

Kde:

• S - plocha povrchu (m²);
• dT – teplotní rozdíl mezi vzduchem v místnosti a na ulici (°C);
• R – indikátor odolnosti materiálů proti přenosu tepla (m² * °C / W).

Poslední ukazatel (který se také nazývá „koeficient tepelného odporu“) lze převzít z tabulek připojených ke stavebním materiálům nebo výrobkům.

Tepelná ztráta domu výrazně závisí na typu okna s dvojitým zasklením. Vysoká cena zateplených oken bude opodstatněná úsporou paliva

Příklad. Nechte vnější stěnu místnosti mít plochu 12 m², z toho 2 m² zabírá okno.

Indikátory odporu přenosu tepla jsou následující:

• Pórobetonové tvárnice D400: R = 3.5.
• Okno s dvojitým zasklením s argonem „4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I“: R = 0.75.

V tomto případě při pokojové teplotě „+22 °С“ a teplotě na ulici – „–30 °С“ budou tepelné ztráty z vnější stěny místnosti:

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

Tento výpočet dává správný výsledek za předpokladu, že nedochází k nekontrolované výměně vzduchu (infiltraci).

Může nastat v následujících případech:

• Přítomnost konstrukčních vad, jako je uvolněné připevnění okenních rámů ke stěnám nebo odlupování izolačního materiálu. Je třeba je eliminovat.
• Stárnutí budovy, jehož výsledkem jsou třísky, praskliny nebo dutiny ve zdivu. V tomto případě je nutné zavést korekční faktory do odporu materiálů pro přenos tepla.

Stejně tak je nutné určit tepelné ztráty střechou, pokud se objekt nachází v posledním patře. Přes podlahu dochází k výrazným ztrátám energie pouze v případě, že je zde nevytápěný, větraný sklepní prostor, jako je garáž. Do země nejde téměř žádné teplo.

Pro výpočet indexu odporu prostupu tepla vícevrstvých materiálů je nutné sečíst ukazatele jednotlivých vrstev. Obvykle se pro výpočty berou pouze materiály, které nejsou tepelně vodivé

Uvažujme druhý důvod tepelných ztrát – větrání budovy. Spotřeba energie na ohřev přiváděného vzduchu (Q_PROTI) lze vypočítat pomocí vzorce:

Q_PROTI = L * q * c * dT, kde:

• L - proudění vzduchu (m³ / h);
• q - hustota vzduchu (kg/m³);
• C – měrná tepelná kapacita nasávaného vzduchu (kJ/kg *°C);
• dT – teplotní rozdíl mezi vzduchem v místnosti a na ulici (°C).

Měrná tepelná kapacita vzduchu v teplotním rozsahu, který nás zajímá [–50.. +30 °C] se rovná 1,01 kJ / kg * ° C nebo, přeloženo na rozměr, který potřebujeme: 0,28 W * h / kg * °C. Hustota vzduchu závisí na teplotě a tlaku, ale pro výpočty můžete vzít hodnotu 1,3 kg / m³.

Příklad. Pro místnost 12m² se stejným teplotním rozdílem jako v předchozím příkladu budou tepelné ztráty způsobené větráním:

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

Návrháři berou proudění vzduchu podle SNiP 41-01-2003 (v našem příkladu 3 m³ / h na 1 m² plocha obývacího pokoje), ale tato hodnota může být vlastníkem objektu výrazně snížena.

Celkově je celková tepelná ztráta modelové místnosti:

Q = Q_tp + Q_PROTI = 969 W.

Pro výpočet tepelných ztrát za den, týden nebo měsíc potřebujete znát průměrnou teplotu pro tato období.

Z výše uvedených vzorců je zřejmé, že výpočet objemu spotřebovaného plynu jak za krátkou dobu, tak za celé chladné období musí být proveden s přihlédnutím ke klimatu oblasti, kde se vytápěné zařízení nachází.Proto lze osvědčená standardní řešení použít pouze pro podobné přírodní podmínky.

K určení podobných klimatických parametrů můžete použít mapy průměrných měsíčních teplot v zimě. Lze je snadno najít na internetu

Díky složité geometrii domu a rozmanitosti materiálů použitých při jeho stavbě a izolaci můžete využít služeb specialistů pro výpočet potřebného množství tepla.

Způsoby, jak minimalizovat tepelné ztráty

Náklady na vytápění domu tvoří významnou část nákladů na jeho údržbu. Proto je rozumné provádět některé druhy prací zaměřených na snížení tepelných ztrát o izolace stropu, stěny domu, izolace podlahy a související struktury.

aplikace vnější izolační schémata a zevnitř domu může toto číslo výrazně snížit. To platí zejména pro staré budovy se silným opotřebením stěn a stropů. Stejné desky z pěnového polystyrenu mohou nejen snížit nebo zcela eliminovat zamrzání, ale také minimalizovat infiltraci vzduchu přes chráněný nátěr.

Značné úspory lze dosáhnout i v případě, že letní prostory domu, jako jsou verandy nebo podkroví, nejsou napojeny na vytápění. V tomto případě dojde k výraznému zmenšení obvodu vytápěné části domu.

Použití podkrovní podlahy pouze v létě výrazně šetří náklady na vytápění domu v zimě. V tomto případě však musí být strop horního patra dobře izolován

Pokud přísně dodržujete normy pro větrání prostor, které jsou předepsány v SNiP 41-01-2003, tepelné ztráty při výměně vzduchu budou vyšší než při zamrznutí stěn a střechy budovy.Tato pravidla jsou závazná pro projektanty a všechny právnické osoby, pokud jsou prostory využívány k výrobě nebo poskytování služeb. Obyvatelé domu však mohou podle svého uvážení snížit hodnoty uvedené v dokumentu.

Kromě toho, k ohřevu studeného vzduchu přicházejícího z ulice, můžete použít výměníky tepla, spíše než zařízení, která spotřebovávají elektřinu nebo plyn. Obyčejný deskový výměník tak dokáže ušetřit více než polovinu energie a složitější zařízení s chladivem asi 75 %.

Výpočet potřebného objemu plynu

Spálený plyn musí kompenzovat tepelné ztráty. K tomu je kromě tepelných ztrát domu potřeba znát množství energie uvolněné při spalování, které závisí na účinnosti kotle a výhřevnosti směsi.

Pravidlo výběru kotle

Výběr topidla musí být proveden s ohledem na tepelné ztráty domu. Mělo by to stačit na období, kdy je dosaženo ročních minim teplot. V pasportu patra popř nástěnný plynový kotel Za to je zodpovědný parametr „nominální tepelný výkon“, který se u domácích spotřebičů měří v kW.

Protože každá konstrukce má tepelnou setrvačnost, pro výpočet požadovaného výkonu kotle se minimální teplota obvykle bere z nejchladnějšího pětidenního období. Pro konkrétní oblast jej lze nalézt v organizacích zabývajících se sběrem a zpracováním meteorologických informací nebo z tabulky 1. SNiP 23-01-99 (sloupec č. 4).

Fragment tabulky 1 z SNiP 01/23/99. Pomocí něj můžete získat potřebné údaje o klimatu oblasti, kde se nachází vytápěné zařízení

Pokud výkon kotle překročí indikátor dostatečný pro vytápění místnosti, nevede to ke zvýšení spotřeby plynu.V tomto případě bude doba odstávky zařízení delší.

Někdy je důvod zvolit kotel o něco nižšího výkonu. Taková zařízení mohou být mnohem levnější jak na nákup, tak na provoz. V tomto případě je však nutné mít záložní zdroj tepla (například topidlo doplněné vyvíječem plynu), které lze využít ve velkých mrazech.

Hlavním ukazatelem účinnosti a hospodárnosti kotle je faktor účinnosti. U moderního vybavení domácnosti se pohybuje od 88 do 95 %. Účinnost je uvedena v pasu zařízení a používá se při výpočtu spotřeby plynu.

Složení uvolňující teplo

Pro správný výpočet spotřeby zemního nebo zkapalněného plynu pro vytápění domu o rozloze cca 150 m² Je potřeba zjistit ještě jeden ukazatel - výhřevnost (měrné spalné teplo) dodávaného paliva. Podle soustavy SI se měří v J/kg pro zkapalněný plyn nebo v J/m³ pro přirozené.

Plynojemy (nádoby na skladování zkapalněného plynu) jsou charakterizovány v litrech. Chcete-li zjistit, kolik paliva v něm bude zahrnuto v kilogramech, můžete použít poměr 0,54 kg / 1 l

Pro tento ukazatel existují dvě hodnoty - nižší výhřevnost (H_l) a nejvyšší (H_h). Záleží na vlhkosti a teplotě paliva. Při výpočtu vezměte ukazatel H_l – to si musíte zjistit u svého dodavatele plynu.

Pokud takové informace neexistují, lze ve výpočtech vzít následující hodnoty:

• pro zemní plyn H_l = 33,5 mJ/m³;
• pro zkapalněný plyn H_l = 45,2 mJ/kg.

Vezmeme-li v úvahu skutečnost, že 1 mJ = 278 W * h, získáme následující výhřevnost:

• pro zemní plyn H_l = 9,3 kW * h/m³;
• pro zkapalněný plyn H_l = 12,6 kW * h / kg.

Objem spotřebovaného plynu za určité časové období PROTI (m³ nebo kg) lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:

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

• Q – tepelné ztráty budovy (kW);
• E – trvání topného období (h);
• H_l – minimální výhřevnost plynu (kW * h/m³);
• K – Účinnost kotle.

Pro rozměr zkapalněného plynu H_l rovná kW * h / kg.

Příklad výpočtu spotřeby plynu

Pro příklad si vezměme typickou prefabrikovanou rámovou dřevěnou dvoupatrovou chatu. Region – Altajské území, Barnaul.

Rozměr chatky je 10 x 8,5 m. Sklon sedlové střechy je 30°. Tento projekt se vyznačuje teplým podkrovím, poměrně velkou prosklenou plochou, absencí suterénu a vyčnívajících částí domu

Krok 1. Pojďme vypočítat hlavní parametry domu pro výpočet tepelných ztrát:

• Podlaha. Při absenci odvětrávaného sklepa lze ztráty přes podlahu a základy zanedbat.
• Okno. Jednotka s dvojitým zasklením „4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I“: R_Ó = 0,75. Plocha zasklení S_Ó = 40 m².
• Stěny. Plocha podélné (boční) stěny je 10 * 3,5 = 35 m². Plocha příčné (fasádní) stěny je 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30)/4 = 40 um². Celková obvodová plocha objektu je tedy 150 m², as ohledem na zasklení požadovanou hodnotu S_s = 150 – 40 = 110 m².
• Stěny. Hlavním tepelně izolačním materiálem je lamelové dřevo tloušťky 200 mm (R_b = 1,27) a čedičová izolace, tloušťka 150 mm (R_u = 3,95). Celkový odpor prostupu tepla pro stěnu R_s = R_b + R_u = 5.22.
• Střecha. Izolace zcela kopíruje tvar střechy. Plocha střechy bez přesahů S_k = 10 x 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Střecha. Hlavním tepelně izolačním materiálem je podšívka o tloušťce 12,5 mm (R_proti = 0,07) a čedičová izolace, tloušťka 200 mm (R_u = 5,27). Celkový odpor prostupu tepla pro střechu R_k = R_proti + R_u = 5.34.
• Větrání. Průtok vzduchu nechte vypočítat ne podle plochy domu, ale s přihlédnutím k požadavkům na zajištění hodnoty minimálně 30 m³ na osobu za hodinu. Jelikož v chatě trvale bydlí 4 osoby, pak L = 30 x 4 = 120 m³ / h.

Krok. 2. Pojďme si spočítat potřebný výkon kotle. Pokud již bylo zařízení zakoupeno, lze tento krok přeskočit.

Pro naše výpočty potřebujeme znát pouze dva ukazatele plynového kotle: účinnost a jmenovitý výkon. Musí být zaregistrováni v pasu zařízení

Teplota nejchladnějšího pětidenního období je „–41 °C“. Vezměme pohodlnou teplotu jako „+24 °C“. Průměrný teplotní rozdíl za toto období tedy bude dT = 65 °C.

Pojďme spočítat tepelné ztráty:

• přes okna: Q_Ó = S_Ó * dT / R_Ó = 40 * 65 / 0,75 = 3467 W;
• přes stěny: Q_s = S_s * dT / R_s = 110 * 65 / 5,22 = 1370 W;
• střechou: Q_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W;
• kvůli ventilaci: Q_proti = L * q * C * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2 839 W.

Celková tepelná ztráta celého domu během chladného pětidenního období bude:

Q = Q_Ó + Q_s + Q_k + Q_proti = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 W.

Pro tento modelový dům si tedy můžete vybrat plynový kotel s parametrem maximálního tepelného výkonu 10-12 kW. Pokud se plyn používá také k zásobování horkou vodou, budete muset vzít produktivnější zařízení.

Krok 3 Vypočítejme dobu trvání topného období a průměrné tepelné ztráty.

Chladným obdobím, kdy je nutné vytápění, se rozumí období s průměrnými denními teplotami pod 8-10 °C. Proto pro výpočty můžete vzít buď sloupce č. 11-12 nebo sloupce č. 13-14 tabulky 1 SNiP 23-01-99.

Tato volba zůstává na majitelích chaty. V tomto případě nebude žádný významný rozdíl v roční spotřebě paliva. V našem případě se zaměříme na období s teplotami pod „+10 °C“. Délka této lhůty je 235 dní resp E = 5640 hodin.

Při centralizovaném vytápění dochází k zapínání a vypínání přívodu chladicí kapaliny podle zavedených norem. Jednou z výhod soukromého domu je spuštění režimu vytápění na žádost obyvatel

Tepelná ztráta domu pro průměrnou teplotu za toto období se vypočítá stejným způsobem jako v kroku 2, pouze parametr dT = 24 – (– 6,7) = 30,7 °С. Po provedení výpočtů dostaneme Q = 4192 W.

Krok 4. Spočítejme si objem spotřebovaného plynu.

Nechte účinnost kotle K = 0,92. Potom objem spotřebovaného plynu (s průměrnými ukazateli minimální výhřevnosti plynné směsi) během chladného období bude:

• pro zemní plyn: PROTI = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 m³;
• pro zkapalněný plyn: PROTI = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 kg.

Díky znalosti cen plynu si můžete spočítat finanční náklady na vytápění.

Závěry a užitečné video k tématu

Snížení spotřeby plynu odstraněním chyb spojených se zateplováním domů. Reálný příklad:

Spotřeba plynu při známém tepelném výkonu:

Všechny výpočty tepelných ztrát lze provádět nezávisle pouze tehdy, když jsou známy tepelně úsporné vlastnosti materiálů, ze kterých je dům postaven. Pokud je budova stará, pak je v první řadě nutné zkontrolovat její zamrznutí a odstranit zjištěné problémy.

Poté můžete pomocí vzorců uvedených v článku vypočítat spotřebu plynu s vysokou přesností.

Zanechte prosím komentáře v bloku zpětné vazby níže. Zveřejňujte fotografie související s tématem článku, ptejte se na zajímavosti. Sdílejte užitečné informace, které mohou být užitečné pro návštěvníky našich stránek.