Consumul mediu de gaz pentru încălzirea unei case de 150 m²: exemple de calcule și revizuire a formulelor termice

Finanțarea sezonului de încălzire reprezintă o parte semnificativă din bugetul cheltuit pentru întreținerea locuințelor.Cunoscând prețul și consumul mediu de gaz pentru încălzirea unei case de 150 m², puteți determina destul de precis costul încălzirii spațiilor. Aceste calcule sunt ușor de efectuat singur, fără a plăti pentru serviciile inginerilor de încălzire.

Veți afla totul despre standardele de consum de gaz și metodele de calcul al consumului de combustibil albastru din articolul pe care l-am prezentat. Vă vom spune câtă energie este necesară pentru a compensa pierderile de căldură la domiciliu în timpul sezonului de încălzire. Vă vom spune ce formule trebuie utilizate în calcule.

Încălzirea cabanelor de țară

Când se calculează consumul de gaz necesar pentru încălzirea unei case, cea mai dificilă sarcină va fi calculul pierderilor de căldură, pe care sistemul de încălzire trebuie să o compenseze complet în timpul funcționării.

Complexul pierderilor de căldură depinde de climă, de caracteristicile de proiectare ale clădirii, de materialele utilizate și de parametrii de funcționare ai sistemului de ventilație.

Calculul cantității compensate de căldură

Sistemul de încălzire al oricărei clădiri trebuie să compenseze pierderile sale de căldură Q (W) în perioada rece de timp. Se întâmplă din două motive:

1. schimb de căldură prin perimetrul casei;
2. pierderi de căldură ca urmare a pătrunderii aerului rece prin sistemul de ventilație.

Formal, pierderea de căldură prin perete și acoperiș Q_tp poate fi calculat folosind următoarea formulă:

Q_tp = S * dT / R,

Unde:

• S - suprafata (m²);
• dT – diferența de temperatură între aerul din cameră și cel din stradă (°C);
• R – indicator al rezistenței la transferul de căldură al materialelor (m² * °C/W).

Ultimul indicator (care mai este numit și „coeficient de rezistență termică”) poate fi luat din tabelele atașate materialelor sau produselor de construcție.

Rata pierderii de căldură a casei depinde în mod semnificativ de tipul de geam termopan. Pretul mare al termopanului va fi justificat din cauza economiilor de combustibil

Exemplu. Lăsați peretele exterior al camerei să aibă o suprafață de 12 m², din care 2 m² ocupă o fereastră.

Indicatorii rezistenței la transferul de căldură sunt după cum urmează:

• Blocuri de beton celular D400: R = 3.5.
• Geam termopan cu argon „4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I”: R = 0.75.

În acest caz, la temperatura camerei „+22°С”, și temperatura străzii – „–30°С”, pierderea de căldură de la peretele exterior al camerei va fi:

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

Acest calcul dă rezultatul corect cu condiția să nu existe un schimb necontrolat de aer (infiltrare).

Poate apărea în următoarele cazuri:

• Prezența defectelor structurale, cum ar fi fixarea liberă a ramelor ferestrelor pe pereți sau decojirea materialului izolator. Ele trebuie eliminate.
• Îmbătrânirea unei clădiri, rezultând așchii, fisuri sau goluri în zidărie. În acest caz, este necesar să se introducă factori de corecție în rezistența la transferul de căldură a materialelor.

În același mod, este necesar să se determine pierderea de căldură prin acoperiș dacă obiectul este situat la ultimul etaj. Prin pardoseală, orice pierdere semnificativă de energie are loc numai dacă există un spațiu de subsol neîncălzit, ventilat, cum ar fi un garaj. Aproape nicio căldură nu intră în pământ.

Pentru a calcula indicele de rezistență la transferul de căldură al materialelor multistrat, este necesar să se însumeze indicatorii straturilor individuale. De obicei, pentru calcule sunt luate doar cele mai multe materiale neconductoare termice

Să luăm în considerare al doilea motiv al pierderii de căldură - ventilația clădirii. Consumul de energie pentru încălzirea aerului de alimentare (Q_V) poate fi calculat folosind formula:

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

• L - debitul de aer (m³ / h);
• q - densitatea aerului (kg/m³);
• c – capacitatea termică specifică a aerului de intrare (kJ/kg *°C);
• dT – diferența de temperatură între aerul din cameră și cel din stradă (°C).

Capacitatea termică specifică a aerului în domeniul de temperatură care ne interesează [–50.. +30 °C] este egală cu 1,01 kJ / kg * °C sau, tradus la dimensiunea de care avem nevoie: 0,28 W * h / kg * °C. Densitatea aerului depinde de temperatură și presiune, dar pentru calcule puteți lua o valoare de 1,3 kg/m³.

Exemplu. Pentru o camera de 12 m² cu aceeași diferență de temperatură ca în exemplul anterior, pierderea de căldură datorată ventilației va fi:

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

Designerii preiau fluxul de aer conform SNiP 41-01-2003 (în exemplul nostru 3 m³ / h la 1 m² zona living), dar această valoare poate fi redusă semnificativ de către proprietarul clădirii.

În total, pierderea totală de căldură a camerei modelului este:

Q = Q_tp + Q_V = 969 W.

Pentru a calcula pierderea de căldură pe zi, săptămână sau lună, trebuie să cunoașteți temperatura medie pentru aceste perioade.

Din formulele de mai sus reiese clar că calculul volumului de gaz consumat atât pentru o perioadă scurtă de timp, cât și pentru întreg sezonul rece trebuie efectuat ținând cont de clima zonei în care se află instalația încălzită.Prin urmare, soluțiile standard bine dovedite pot fi utilizate numai pentru condiții naturale similare.

Pentru a determina parametrii climatici similari, puteți utiliza hărți ale temperaturilor medii lunare în timpul iernii. Ele pot fi găsite cu ușurință pe Internet

Cu geometria complexă a casei și varietatea materialelor utilizate în construcția și izolarea acesteia, puteți apela la serviciile specialiștilor pentru a calcula cantitatea necesară de căldură.

Modalități de a minimiza pierderile de căldură

Costul încălzirii unei case reprezintă o parte semnificativă din costul întreținerii acesteia. Prin urmare, este rezonabil să se efectueze anumite tipuri de lucrări menite să reducă pierderile de căldură prin izolarea tavanului, pereții casei, izolarea pardoselii și structuri aferente.

Aplicație scheme de izolare exterioara iar din interiorul casei poate reduce semnificativ această cifră. Acest lucru este valabil mai ales pentru clădirile vechi cu uzură gravă a pereților și tavanelor. Aceleași plăci din spumă de polistiren nu numai că pot reduce sau elimina complet înghețarea, ci și minimizează infiltrarea aerului prin stratul protejat.

Economii semnificative pot fi realizate și dacă zonele de vară ale casei, precum verandele sau podeaua mansardei, nu sunt conectate la încălzire. În acest caz, va exista o reducere semnificativă a perimetrului părții încălzite a casei.

Utilizarea podelei mansardei numai vara economisește semnificativ costul încălzirii casei iarna. Cu toate acestea, în acest caz, tavanul etajului superior trebuie să fie bine izolat

Dacă respectați cu strictețe standardele de ventilație a încăperii, care sunt prescrise în SNiP 41-01-2003, atunci pierderile de căldură din schimbul de aer vor fi mai mari decât din înghețarea pereților și a acoperișului clădirii.Aceste reguli sunt obligatorii pentru proiectanți și orice persoană juridică dacă spațiile sunt utilizate pentru producție sau prestarea de servicii. Cu toate acestea, locuitorii casei pot, la discreția lor, să reducă valorile specificate în document.

În plus, pentru a încălzi aerul rece care vine de pe stradă, poți folosi schimbătoare de căldură, mai degrabă decât dispozitive care consumă energie electrică sau gaz. Astfel, un schimbător de căldură obișnuit cu plăci poate economisi mai mult de jumătate din energie, iar un dispozitiv mai complex cu lichid de răcire poate economisi aproximativ 75%.

Calculul volumului necesar de gaz

Gazul ars trebuie să compenseze pierderea de căldură. Pentru a face acest lucru, pe lângă pierderea de căldură a casei, este necesar să se cunoască cantitatea de energie eliberată în timpul arderii, care depinde de randamentul cazanului și de puterea calorică a amestecului.

Regula de alegere a cazanului

Alegerea încălzitorului trebuie făcută ținând cont de pierderile de căldură ale casei. Ar trebui să fie suficient pentru perioada în care se ating temperaturile minime anuale. În pașaportul etajului sau cazan pe gaz montat pe perete Pentru aceasta este parametrul „putere termică nominală”, care se măsoară în kW pentru aparatele de uz casnic.

Deoarece orice structură are inerție termică, pentru a calcula puterea necesară a cazanului, temperatura minimă este de obicei luată din perioada cea mai rece de cinci zile. Pentru o anumită zonă, poate fi găsită în organizațiile implicate în colectarea și prelucrarea informațiilor meteorologice, sau din Tabelul 1. SNiP 23-01-99 (coloana nr. 4).

Fragment din tabelul 1 din SNiP 23/01/99. Folosind-o, puteți obține datele necesare privind clima zonei în care se află instalația încălzită

Dacă puterea cazanului depășește indicatorul suficient pentru încălzirea încăperii, aceasta nu duce la o creștere a consumului de gaz.În acest caz, perioada de oprire a echipamentului va fi mai lungă.

Uneori există un motiv pentru a alege un cazan de putere puțin mai mică. Astfel de dispozitive pot fi mult mai ieftine atât la cumpărare, cât și la operare. Cu toate acestea, în acest caz, este necesar să aveți o sursă de căldură de rezervă (de exemplu, un încălzitor complet cu un generator de gaz), care poate fi folosit în înghețuri severe.

Principalul indicator al eficienței și economiei unui cazan este factorul de eficiență. Pentru echipamentele moderne de uz casnic acesta variază de la 88 la 95%. Eficiența este menționată în pașaportul dispozitivului și este utilizată la calcularea consumului de gaz.

Formula de eliberare a căldurii

Pentru a calcula corect consumul de gaz natural sau lichefiat pentru încălzirea unei case cu o suprafață de aproximativ 150 m² Este necesar să se afle încă un indicator - puterea calorică (căldura specifică de ardere) a combustibilului furnizat. Conform sistemului SI, se măsoară în J/kg pentru gazul lichefiat sau în J/m³ pentru naturale.

Rezervoarele de gaz (recipiente pentru depozitarea gazului lichefiat) sunt caracterizate în litri. Pentru a afla cât combustibil va fi inclus în el în kilograme, puteți utiliza raportul 0,54 kg / 1 l

Există două valori pentru acest indicator - putere calorică mai mică (H_l) și cel mai înalt (H_h). Depinde de umiditatea și temperatura combustibilului. Când calculați, luați indicatorul H_l – trebuie să aflați acest lucru de la furnizorul dumneavoastră de gaz.

Dacă nu există astfel de informații, atunci următoarele valori pot fi luate în calcule:

• pentru gaze naturale H_l = 33,5 mJ/m³;
• pentru gaz lichefiat H_l = 45,2 mJ/kg.

Ținând cont de faptul că 1 mJ = 278 W * h, obținem următoarele puteri calorice:

• pentru gaze naturale H_l = 9,3 kW * h/m³;
• pentru gaz lichefiat H_l = 12,6 kW * h / kg.

Volumul de gaz consumat într-o anumită perioadă de timp V (m³ sau kg) poate fi calculată folosind următoarea formulă:

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

• Q – pierderea de căldură a clădirii (kW);
• E – durata perioadei de încălzire (h);
• H_l – puterea calorică minimă a gazului (kW * h/m³);
• K – Randamentul cazanului.

Pentru dimensiunea gazului lichefiat H_l egal cu kW * h / kg.

Exemplu de calcul al consumului de gaz

De exemplu, să luăm un cadru prefabricat tipic din lemn cu două etaje. Regiunea – Teritoriul Altai, Barnaul.

Dimensiunea cabanei este de 10 x 8,5 m. Unghiul acoperișului în fronton este de 30°. Acest proiect se caracterizează printr-o mansardă caldă, o zonă de vitrare relativ mare, absența unui subsol și părți proeminente ale casei

Pasul 1. Să calculăm principalii parametri ai casei pentru a calcula pierderile de căldură:

• Podea. În absența unui subsol ventilat, pierderile prin podea și fundație pot fi neglijate.
• Fereastră. Unitate cu geam dublu „4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I”: R_o = 0,75. Zona de vitrare S_o = 40 m².
• Ziduri. Aria peretelui longitudinal (lateral) este de 10 * 3,5 = 35 m². Suprafața peretelui transversal (fațadei) este de 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 m². Astfel, suprafața totală a perimetrului clădirii este de 150 m², și ținând cont de vitrare valoarea dorită S_s = 150 – 40 = 110 m².
• Ziduri. Principalele materiale termoizolante sunt lemn stratificat, grosimea de 200 mm (R_b = 1,27) și izolație bazaltică, 150 mm grosime (R_u = 3,95). Rezistența totală la transferul de căldură pentru un perete R_s = R_b + R_u = 5.22.
• Acoperiş. Izolația urmează complet forma acoperișului. Zona acoperișului fără surplombi S_k = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Acoperiş. Principalele materiale termoizolante sunt căptușeala, grosimea de 12,5 mm (R_v = 0,07) și izolație bazaltică, 200 mm grosime (R_u = 5,27). Rezistență totală la transferul de căldură pentru un acoperiș R_k = R_v + R_u = 5.34.
• Ventilare. Lăsați debitul de aer să fie calculat nu în funcție de suprafața casei, ci ținând cont de cerințele pentru a asigura o valoare de cel puțin 30 m³ de persoană pe oră. Întrucât în ​​cabană locuiesc permanent 4 persoane, atunci L = 30 * 4 = 120 m³ / h.

Etapa. 2. Să calculăm puterea necesară a cazanului. Dacă echipamentul a fost deja achiziționat, atunci acest pas poate fi omis.

Pentru calculele noastre, trebuie să cunoaștem doar doi indicatori ai unui cazan pe gaz: eficiența și puterea nominală. Ele trebuie să fie înregistrate în pașaportul dispozitivului

Temperatura celei mai reci perioade de cinci zile este „–41 °C”. Să luăm o temperatură confortabilă ca „+24 °C”. Astfel, diferența medie de temperatură în această perioadă va fi dT = 65 °C.

Să calculăm pierderea de căldură:

• prin ferestre: Q_o = S_o * dT / R_o = 40 * 65 / 0,75 = 3467 W;
• prin pereti: Q_s = S_s * dT / R_s = 110 * 65 / 5,22 = 1370 W;
• prin acoperis: Q_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W;
• datorita ventilatiei: Q_v = L * q * c * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 W.

Pierderea totală de căldură a întregii case în perioada rece de cinci zile va fi:

Q = Q_o + Q_s + Q_k + Q_v = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 W.

Astfel, pentru acest model de casa puteti alege un cazan pe gaz cu un parametru de putere termica maxima de 10-12 kW. Dacă gazul este folosit și pentru furnizarea de apă caldă, atunci va trebui să luați un dispozitiv mai productiv.

Pasul 3. Să calculăm durata perioadei de încălzire și pierderea medie de căldură.

Sezonul rece, când este necesară încălzirea, este înțeles ca un anotimp cu temperaturi medii zilnice sub 8-10 °C. Prin urmare, pentru calcule puteți lua fie coloanele nr. 11-12, fie coloanele nr. 13-14 din tabelul 1 din SNiP 23-01-99.

Această alegere rămâne la proprietarii cabanei. În acest caz, nu va exista nicio diferență semnificativă în consumul anual de combustibil. În cazul nostru, ne vom concentra pe perioada cu temperaturi sub „+10 °C”. Durata acestei perioade este de 235 de zile sau E = 5640 ore.

Cu încălzirea centralizată, pornirea și oprirea alimentării cu lichid de răcire are loc conform standardelor stabilite. Unul dintre avantajele unei case private este pornirea modului de încălzire la cererea rezidenților

Pierderea de căldură a casei pentru temperatura medie în această perioadă se calculează în același mod ca în pasul 2, doar parametrul dT = 24 – (– 6,7) = 30,7 °С. După efectuarea calculelor obținem Q = 4192 W.

Pasul 4. Să calculăm volumul de gaz consumat.

Lăsați eficiența cazanului K = 0,92. Apoi, volumul de gaz consumat (cu indicatori medii ai puterii calorifice minime a amestecului de gaze) în perioada rece va fi:

• pentru gaze naturale: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 m³;
• pentru gaz lichefiat: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 kg.

Cunoscând prețurile gazelor, puteți calcula costurile financiare ale încălzirii.

Concluzii și video util pe această temă

Reducerea consumului de gaz prin eliminarea erorilor asociate cu izolarea locuintei. Exemplu real:

Consumul de gaz la puterea termică cunoscută:

Toate calculele pierderilor de căldură pot fi efectuate independent numai atunci când sunt cunoscute proprietățile de economisire a căldurii ale materialelor din care este construită casa. Dacă clădirea este veche, atunci în primul rând este necesar să o verificați pentru înghețare și să eliminați problemele identificate.

După aceasta, folosind formulele prezentate în articol, puteți calcula consumul de gaz cu mare precizie.

Vă rugăm să lăsați comentarii în blocul de feedback de mai jos. Postează fotografii legate de subiectul articolului, pune întrebări despre puncte de interes. Partajați informații utile care pot fi utile vizitatorilor site-ului nostru.