Средний расход газа на отопление дома 150 м²: пример вычислений и обзор теплотехнических формул

Как рассчитать расход газа на отопление частного дома и ГВС (с формулами)

Газообразные виды топлива могут быть представлены пропаном, бутаном, метаном, водородом, а также традиционным природным газом

Запасы природного газа превышают объёмы нефти и угля, поэтому важно выполнять грамотный расчёт такого экономичного энергоносителя, используемого в системах отопления, для приготовления пищи и других хозяйственно-бытовых нужд, включая горячее водоснабжение

Расчёт по мощности котла

Грамотный самостоятельный расчёт общего газового расхода не потребует специальных навыков, если учитывать основные параметры оборудования.

Таблица содержит основные варианты расчёта мощности котла

Для выполнения самостоятельных расчётов потребуется знать уровень мощности используемого котла и площадь помещения, а также воспользоваться табличными данными.

Формула расчёта мощности котла с учётом теплопотерь

Круглосуточная работа агрегата в месячном режиме предполагает умножение данных с целью получения киловатт-часов. Выбор мощности агрегата осуществляется исходя из общей площади домовладения, а при расчётах расходуемого объёма голубого топлива необходимо всегда ориентироваться на наиболее низкие температурные показатели за окном.

По квадратуре

Важно помнить, что для расчёта по квадратуре необходимо найти производное мощности оборудования на количество часов в сутки и количество дней в неделю. Особенно важно грамотно просчитать расход энергоресурсов для отопления согласно режиму эксплуатации и с учётом использования 1,0 кВт на каждые 10 м² обогреваемой площади. Таблица: показатели для расчёта расхода топлива

Таблица: показатели для расчёта расхода топлива

Общая площадь помещения в м3	Максимальные показатели расхода газа на отопление	Оптимальный объём бойлера
100–200	20 кВт	160–200 л
150–200	25 кВт	160–200 л
150–300	30 кВт	до 300 л
200–400	40 кВт	до 300 л
300–500	50 кВт	до 500 л

Например, для полноценного, а также максимально эффективного отопления помещения общей площадью 30 м² необходимо приобрести котёл, мощность которого составляет всего 3,0 кВт. Следовательно, для обогрева одного квадратного метра площади потребуется затрачивать 100 Вт тепловой энергии с учётом высоты помещения до 300 см.

Формула расчёта:

V = Q / (q х КПД / 100), где:

• V — стандартные показатели объёмного газового расхода в час на каждый кубометр.
• Q — тепловые потери и мощность отопительной системы в кВт.
• q — низшие показатели удельной калорийности энергоносителя в кВт/м³.
• КПД — показатели коэффициента полезного действия эксплуатируемого оборудования.

Например, для прогрева воздушных масс в помещении с общей площадью 90 квадратных метров расходуется V = 9,0 / (9,2 х 96 / 100) = 9,0 / 9,768 = 0,92 м³/час.

С учётом теплопотерь

Индивидуальная норма с учётом показателей мощности рассчитывается в соответствии с формулой:

К_зап × ОП × РТ × КР × 1кВт /860 кКВ, где:

• К_зап является поправочным значением, равным 1,15 или 1,20.
• ОП является показателями общего объёма помещения.
• РТ является разницей температурных показателей в помещении и вне его.
• КР является показателями коэффициента рассеивания.

Например, 1 000 мг условного топлива — это 7 000 ккал, а в ином выражении — 7 × 10 — 3 Гкал, при этом идеальным в условиях 1 КПД являются показатели удельного расхода условной единицы топлива для выработки 1,0 Гкал теплоты.

Формула расчета для магистрального горючего

Мощность котла влияет на потребление газа в частном доме, поэтому владельцу нужно в первую очередь рассчитывать расход горючего, ориентируясь на газовое оборудование. Также учитывается площадь коттеджа. Каждую комнату рассчитывают по отдельности, опираясь на среднегодовую уличную температуру и отталкиваясь от полученного минимального показателя.

Чтобы вычислить расход газа, выявленное число надо разделить на 2, поскольку каждый зимний сезон имеет разную температуру воздуха. В северных регионах она может достигать серьезных минусов, соответственно, потребление ресурса будет выше, чем в южных областях.

По всем правилам рассчитывают так: соотносят 1 кВт на 10 м. кв. площади дома. Делят полученное число надвое, выходит 50 ватт за 60 минут обогрева. Дом площадью 100 м² потребит примерно 5 кВт. Формула для расчета потребления газа в частном доме (A=Q/q*B):

• А — кубический метр траты ресурса за 60 минут;
• Q — мощность оборудования для отопления дома, в этом случае 5 кВт;
• q — определяет минимум удельной теплоты, все зависит от марки горючего, например, для G20 — 34,02 МДж на 1 кубометр выходит почти 10 кВт;
• B — коэффициент полезного действия оборудования, к примеру, работает на 90%, значит, берут цифру на 0,90.

Остается вместо букв в формуле подставить нужные цифры. В таком случае расход газа на 100 м. кв. будет таким: 0,560 кубических метров за 60 минут эксплуатирования котла. На отопление помещения площадью 150 м. кв. получится на 0,840 м. куб и 7,5 кВт. Для загородной недвижимости на 200 м² потратится 1,115 кубометров и примерно 10 кВт.

Нюансы и дополнительные факторы

Существуют специальные программы расчета расхода топлива, которые существенно облегчат работу. Для многоквартирных домов, которые подключены к магистральному газоснабжению, устанавливаются нормы его расхода.

Несмотря на имеющиеся методики, для более точного результата все же рекомендуется обращаться к специалистам. Ведь расчет потребности для газового котла учитывает использование топлива только для обогрева дома.

Но нужно помнить еще и о наличии газовой плиты, системы для нагревания воды, которые увеличат ваши затраты. Для показателя расхода имеет значение и численность проживающих в доме или квартире людей. Все эти факторы будут учтены специалистами.

Кроме того, мастера помогут минимизировать расход газа за счет применения специальных технологий.

Котел питается от газгольдера или баллона

Формула Объем газа = Qmax / (Qр * ŋ) годится для определения потребности в различном топливе, в т.ч. и сжиженном газе. Возьмем из предыдущего примера полученный показатель мощности котла — 7 кВт. Если для такого котла требуется 0,82 м3/ч природного газа, сколько же тогда потребуется пропан-бутана?

Примерно раз в неделю с газовыми баллонами придётся ехать на заправку, а это транспортные расходы и потеря личного времени. Неприятный сюрприз может принести и понижение температуры ниже нуля, если газовые баллоны стоят на улице. В промороженном баллоне газ не замерзает, но и не испаряется, превращаясь в жидкость. И котел прекращает работу

Для расчета надо знать, какова его теплотворная способность. Уд. теплота сгорания (это и есть теплотворная характеристика) сжиженных углеводородов в мегаджоулях — 46,8 МДж/кг или 25,3 МДж/л. В киловатт-часах — 13,0 кВт*ч/кг и 7,0 кВт*ч/л соответственно.

Оставим КПД газового отопительного котла равным 92% и рассчитаем часовую потребность в газе:

Объем газа = 7 / (13 * 0,92) = 0,59 кг/ч

Один литр сжиженного газа весит 0,54 кг, за час котел сожжет 0,59 / 0,54 = 1,1 л пропан-бутана. Теперь считаем, сколько потребляется газовым котлом сжиженного газа в сутки и за месяц.

Если котел будет работать по 16 часов, то за сутки — 17,6 литров, за месяц (30 дн.) – 528 литров. В обычном 50-литровом баллоне находится около 42 литров газа. Получается, что на наш дом площадью 100 м2 потребуется 528 / 42 = 13 баллонов на месяц.

Газгольдер с запасом объема позволяет экономить на газе. Стоимость заправки осенью растет, весна – период снижения цен. Старайтесь максимально заправлять резервуар весной

Установить газовый резервуар намного удобнее, чем менять пустые баллоны на полные. Газгольдер достаточно дозаправить за весь отопительный сезон 2-3 раза.

Как сэкономить?

Финансовые затраты на поддержание комфортного микроклимата в доме можно уменьшить за счет :

• дополнительного утепления всех конструкций, установки окон со стеклопакетами и дверных конструкций без мостиков холода;
• монтажа качественной приточно-вытяжной вентиляции (неправильно выполненная система может служить причиной повышенных теплопотерь);
• использования альтернативных источников энергии – солнечных батарей и т.д.

Отдельно стоит обратить внимание на преимущества коллекторной отопительной системы и автоматики, благодаря которой в каждом из помещений поддерживается оптимальный уровень температуры. Это позволяет снижать нагрузку на котел и расход горючего при потеплении на улице, понижать нагрев теплоносителя, который подается в радиаторы или систему теплого пола в неиспользуемых помещениях. Если в доме стандартная радиаторная система, на стену за каждым прибором отопления можно наклеить лист тонкого вспененного теплоизолятора с наружной фольгированной поверхностью

Такой экран эффективно отражает тепло, не давая ему уходить сквозь стену на улицу

Если в доме стандартная радиаторная система, на стену за каждым прибором отопления можно наклеить лист тонкого вспененного теплоизолятора с наружной фольгированной поверхностью. Такой экран эффективно отражает тепло, не давая ему уходить сквозь стену на улицу.

Комплекс мер, направленный на повышение теплоэффективности дома, поможет свести к минимуму затраты на энергоноситель.

Как избежать теплопотерь

Расход топлива на обогрев дома зависит от общей площади отапливаемых помещений, а также коэффициента теплопотерь. Любая постройка теряет тепло через кровлю, стены, оконные и дверные проемы, пол нижнего этажа.

Соответственно, уровень теплопотерь зависит от следующих факторов :

• особенностей климата;
• розы ветров и расположения дома относительно сторон света;
• характеристик материалов, из которых возведены строительные конструкции и кровля;
• наличия подвала/цокольного этажа;
• качества утепления пола, стеновых конструкций, чердачного перекрытия и кровли;
• количества и герметичности дверных и оконных конструкций.

Тепловой расчет дома позволяет подобрать котельное оборудование с оптимальными параметрами мощности. Чтобы максимально точно определить потребность в тепле, расчет выполняется для каждого отапливаемого помещения в отдельности. К примеру, коэффициент теплопотерь выше у комнат с двумя окнами, у угловых помещений и т.д.

Обратите внимание! Мощность котла подбирается с некоторым запасом относительно полученных расчетных значений. Котельный агрегат быстрее изнашивается и выходит из строя, если регулярно работает на пределе возможностей. При этом чрезмерный запас мощности оборачивается увеличением финансовых затрат на покупку котла и повышенным расходом топлива

При этом чрезмерный запас мощности оборачивается увеличением финансовых затрат на покупку котла и повышенным расходом топлива.

Что влияет на расход газа?

Топливный расход определяется, во-первых, мощностью — чем мощнее котел, тем интенсивнее расходуется газ. При этом влиять извне на эту зависимость трудно.

Даже если вы приглушите 20-киловаттный аппарат до минимума, он все равно будет потреблять топлива больше, чем его менее мощный 10-киловаттный собрат, включенный на максимум.

Из этой таблицы видно, какова зависимость между отапливаемой площадью и мощностью газового котла. Чем мощнее котел, тем он дороже. Но чем больше площадь отапливаемых помещений, тем быстрее котел самоокупается

Во-вторых, берем во внимание тип котла и принцип его функционирования:

• открытая или закрытая камера сгорания;
• конвекционный или конденсационный;
• обычный дымоход или коаксиальный;
• один контур или два контура;
• наличие автоматических датчиков.

В закрытой камере топливо сжигается более экономно, чем в открытой камере. КПД конденсационного агрегата благодаря встроенному дополнительному теплообменнику для конденсации паров, присутствующих в продукте сгорания, повышается до 98-100% в сравнении с 90-92% КПД конвекционного агрегата.

С коаксиальным дымоходом также повышается значение КПД — холодный воздух с улицы подогревается разогретой выхлопной трубой. Из-за второго контура идет, конечно, увеличение расхода газа, но и газовый котел в этом случае обслуживает не одну, а две системы — отопление и горячее водоснабжение.

Автоматические датчики – полезная вещь, они ловят внешнюю температуру и настраивают работу котла на оптимальный режим.

В-третьих, смотрим на техническое состояние оборудования и качество самого газа. Накипь и окалина на стенках теплообменника существенно понижают теплоотдачу, компенсировать ее недостаток приходится увеличением мощности.

Увы, и газ может быть с водяной и прочей примесью, но вместо того, чтобы выставлять претензии поставщикам, мы переключаем регулятор мощности на несколько делений в сторону максимальной отметки.

Одна из современных высокоэкономичных моделей — напольный газовый конденсационный котёл марки Baxi Power мощностью 160 кВт. Такой котел обогревает 1600 кв. м площади, т.е. большой дом в несколько этажей. При этом по паспортным данным он расходует природного газа 16,35 куб. м в час и имеет КПД 108%

И, в-четвертых, площадь отапливаемых помещений, естественная убыль тепла, продолжительность отопительного сезона, погодные особенности. Чем просторнее площадь, чем выше потолки, чем больше этажей, тем больше топлива потребуется, чтобы отопить такое помещение.

Учитываем некоторую утечку тепла сквозь окна, двери, стены, крышу. Год на год не приходится, бывают и теплые зимы, и трескучие морозы – погоду не предугадаешь, но кубометры расходуемого на отопление газа от нее зависят напрямую.

Примерный расчет потребления газа

Итак, допустим теплопотери дома вы уже рассчитали. Если же нет, то для большинства регионов берется грубое значение теплопотерь 100 Вт на 1 кв. м. Допустим, наш дом имеет потери в 10 КВт и нам нужно выяснить, сколько кубов в час будет потреблять наш котел. Для этого нужно понять, сколько мы можем получить тепла с одного куба газа.

По ГОСТу с одного куба газа можно получить 9,3 КВт тепловой энергии. В идеале, при 100% КПД котла при теплопотерях 10 КВт мы потратим за час 0,93 куба газа.

А теперь почему данный расчет можно назвать максимально неточным. Если даже газ и соответствует ГОСТу, то производительность котлов отличается. Традиционный настенный котел имеет КПД 92-93%. Поэтому от 9,3 КВт надо отнять еще 8%. Это будет уже более точная цифра.

Другое дело, что мы просчитали максимальный расход при самой низкой температуре. Но такая температура бывает далеко не всегда. Сегодня может быть теплее, завтра холоднее. И потери будут отличаться. Поэтому отсюда можно взять какое-нибудь среднее значение и вы получите самую пессимистичную цифру расхода газа.

Что-то точно рассчитать просто нереально. (Само собой, если вы захотите провести статический анализ измерения температуры в вашем регионе за сто лет, найти зависимости и все сопоставить, то более точный расчет будет получен. Но лучше прекратите даже об этом думать.)

Вычисления и работы которые нужно выполнить заранее

Гидравлический расчёт – самый трудоёмкий и сложный этап проектирования.

Поэтому перед тем, как рассчитать отопление в доме, нужно выполнить ряд вычислений.

• Во-первых, определяется баланс отапливаемых комнат и помещений.
• Во-вторых, необходимо выбрать тип теплообменников или отопительных приборов, а также выполнить их расстановку на плане дома.
• В-третьих, расчет отопления частного дома предполагает, что уже сделан выбор относительно конфигурации системы, типов трубопроводов и арматуры (регулирующей и запорной).
• В-четвёртых, должны быть сделан чертёж отопительной системы. Лучше всего, если это будет аксонометрическая схема. На ней должны быть указаны номера, длина расчётных участков и тепловые нагрузки.
• В-пятых, установлено основное циркуляционное кольцо. Это замкнутый контур, включающий последовательные отрезки трубопровода, направленные к приборному стояку (при рассмотрении однотрубной системы) или к самому удалённому отопительному прибору(если имеет место двухтрубная система) и обратно к источнику тепла.