Как сделать расчет расхода газа на отопление дома в соответствии с нормами

Определение уровня затрат на отопление частного дома с применением централизованного или автономного отопления производится на начальном этапе проектирования или перед выбором сертифицированного вида топлива и оптимальной модели котла.

В данной статье мы рассмотрим ключевые факторы, влияющие на расчет расхода газа для отопления, а также представим упрощенную методику, с помощью которой можно самостоятельно оценить средний уровень потребления топлива.

Определяющие факторы потребления газовой смеси

На сегодняшний день использование природного газа для обогрева жилых домов пользуется высокой популярностью и практичностью. Однако, в условиях роста цен на «голубое топливо», затраты собственников домов значительно увеличились. Поэтому многих владельцев сегодня интересует вопрос — каковы средние объемы расхода газа на отопление домов?

Тепловые потери здания рассматриваются как главный аспект при расчете необходимого количества топлива для отопления загородного дома.

Если хозяева дома заранее уделили внимание этому вопросу на этапе проектирования, это будет большим плюсом. Однако на практике зачастую оказывается, что немногие владельцы знают о тепловых потерях своих строений.

Для организации отопления в просторном загородном доме площадью от 350 м² требуется напольный одноконтурный котел мощностью начиная от 45 кВт.

Если необходимо обеспечить горячее водоснабжение, одноконтурный котел следует дополнить внешним бойлером, объем которого не должен превышать 300 литров, дабы период нагрева воды не был чрезмерно долгим.

Для создания отопительной системы в доме размером от 200 до 350 м² оптимально использовать напольный или настенный одноконтурный котел с мощностью до 35 кВт.

Когда дело касается квартиры, которая не подключена к централизованному газоснабжению, либо дачного участка, рекомендуется использовать одно- или двухконтурные котлы мощностью до 26 кВт.

При выборе котлов для квартир и дач целесообразнее отдавать предпочтение одноконтурным моделям, поскольку надежность второго теплообменника у двухконтурных обычно оставляет желать лучшего; бойлер в этом случае будет необходим объемом до 130 литров.

Для тех, кто желает установить высокопроизводительное оборудование, стоит обратить внимание на конденсационные котлы. Их эффективность может достигать 109% благодаря использованию энергии, выделяемой при сгорании газа.

Конденсационные газовые котлы производятся как в настенном, так и в напольном варианте, но обладают значительно большей мощностью, которая может составлять до 100 кВт.

В сравнении с конденсационными моделями, мощность обычных напольных котлов колеблется в пределах 35-40 кВт, а их КПД составляет около 90%.

Потребление газа зависит от эффективности и мощности котла.

На объем потребляемого топлива также влияют:

• климатические условия местности;
• архитектурные особенности здания;
• количество и тип окон;
• площадь и высота потолков;
• теплопроводные свойства используемых стройматериалов;
• качество теплоизоляции внешних стен.

Важно помнить, что паспортная мощность котла демонстрирует его максимальные возможности и всегда будет немного выше тех показателей, которые действуют в условиях нормальной эксплуатации при обогреве конкретного здания.

Расчет мощности устанавливаемого оборудования следует производить с учетом всех вышеуказанных факторов и в строгом соответствии с действующими нормативными документами.

Для примера: если паспортная мощность котла составляет 15 кВт, то система в действительности будет работать эффективно с тепловой мощностью порядка 12 кВт. Рекомендуется оставлять запас мощности около 20% на случай непредвиденных обстоятельств и холодных зим.

Поэтому для вычисления расхода топлива необходимо ориентироваться на реальные данные, а не на максимальные значения, рассчитанные для краткосрочных ситуаций.

Рекомендуется приобретать газовый котел с запасом мощности примерно 20%, чтобы быть готовым к аварийным ситуациям и холодным зимам. Например, если рассчитываемая тепловая мощность равна 10 кВт, следует выбирать котел с паспортной мощностью 12 кВт.

Усредненный калькулятор расхода

Чтобы вычислить номинальный расход газа за прошедший отопительный период, достаточно ежемесячно фиксировать данные со счетчика. По окончании сезона следует суммировать все месячные показания и затем рассчитать среднее арифметическое.

Если же вам нужно узнать номинальные показатели на стадии проектирования или при выборе эффективного и экономного отопительного оборудования, необходимо воспользоваться формулами.

При организации автономного отопления загородного дома или квартиры используются усредненные данные для определения тепловых потерь.

Существует два способа, позволяющие получить приблизительные расчеты удельного расхода тепла:

1. Опираясь на общий объем обогреваемых помещений. Для этой цели в зависимости от региона выделяют 30-40 Вт на отопление одного кубического метра.
2. По общей площади постройки. В среднем на обогрев одного квадратного метра при высоте потолков 3 метра затрачивается 100 Вт теплоты. При этом, учитывая регион проживания, для южных широт — 80 Вт/м², для северных — 200 Вт/м².

Основное внимание при расчетах уделяется необходимой тепловой мощности, которая обеспечит качественное отопление помещений и компенсирует их тепловые потери.

В расчетах обычно используется усредненная формула: на 10 квадратов площади затрачивается 1 кВт тепловой энергии. Однако следует помнить, что этот подход хоть и удобен, не всегда точно отражает реальные условия вашей постройки с учетом климатических параметров.

Применяя упрощенные методы, обычно принимается, что для обогрева 10 квадратных метров частного дома требуется 1 кВт тепловой мощности, вырабатываемой котлом.

Правильный расчет ожидаемого расхода топлива позволит вам понять, какие меры необходимо предпринять для снижения его потребления. В результате вы сможете сократить свои финансовые затраты на использование «голубого топлива».

Сетевой газ на нужды отопления

В частные дома поставляется газовая смесь марки G20, и согласно стандарту DIN EN 437, минимально допустимое значение удельной теплоты при сгорании данного топлива составляет 34,02 МДж/куб.метр.

Если применяется высокоэффективный конденсационный котел, то минимально допустимое значение удельной теплоты для газа G20 составляет 37,78 МДж/куб. метр.

Вы можете заказать расчет тепловых потерь для вашего жилого дома в проектной организации, чтобы составить предварительные финансовые прогнозы и выяснить, нужно ли вам утепление.

Формула для расчета расхода топлива

Чтобы определить расход газа, принимая во внимание его энергетическую эффективность, можно воспользоваться следующей формулой:

V=Q / (Hi х КПД)

• V – искомая величина, указывающая на расход газа для выработки тепловой энергии, выражается в куб.м/час;
• Q – расчетная тепловая мощность, необходимая для обогрева здания и поддержания комфортной температуры, измеряется в Вт/ч;
• Hi – минимально допустимое значение удельной теплоты при сгорании газа;
• КПД – коэффициент полезного действия котла.

Коэффициент полезного действия котла демонстрирует, насколько эффективно используется тепловая энергия, получаемая при сгорании газа, для подогрева теплоносителя. Эта величина указана в паспортах оборудования.

В паспортах современных котлов КПД показывается двумя параметрами: по высшей и низшей теплоте сгорания, например, 95/87%. Для наиболее точного расчета предпочтительно использовать значение, указанное для режима «Hi».

Низшее значение удельной теплоты сгорания газа указано в таблицах и соответствует стандартам DIN EN 437.

Значение «Hs» в таблицах представляет высшую теплоту сгорания газа, поскольку водяной пар, образующийся при сгорании газа, способен преобразовывать скрытую теплоту. Правильное использование этой тепловой энергии позволяет повысить общую эффективность燃料.

На этом принципе основаны конденсационные котлы нового поколения, которые извлекают около 10% дополнительного тепла за счет конденсации водяного пара.

Помимо газа марки G20, в бытовых условиях также может использоваться газ второй группы — G25. Газ G20 добывается в сибирских месторождениях, тогда как G25 поступает из Туркменистана и Поволжья. Разница между ними состоит в том, что G25 при сжигании выделяет на 15% меньше тепла.

Газ G25 также содержит более высокий процент азота, из-за чего его энергетическая эффективность на 15% ниже, чем у G20.

Для уточнения, какой именно газ подается в ваши магистрали, обратитесь в газоснабжающую организацию вашего региона.

Пример расчета потребления сетевого газа

Рассмотрим пример оценки расхода газа для отопления загородного дома, параметры которого имеют следующие значения:

• площадь помещений составляет 100 квадратных метров;
• необходимая мощность отопительного устройства – 10 кВт;
• коэффициент полезного действия котла равен 95%.

Для упрощения расчетов джоули переводят в киловатты. Исходя из того, что 1 кВт равен 3,6 МДж, теплота сгорания газа типа G 20 составит 34,02/3,6, что равняется 9,45 кВт.

Важно подчеркнуть, что указанная мощность котла в 10 кВт требуется лишь для отопления в условиях наибольших холодов. Обычно, в течение отопительного сезона число таких холодных дней не превышает нескольких единиц.

При правильно организованной системе отопления котел не будет работать круглосуточно.

В остальное время холодного периода потребляемая мощность будет значительно ниже. Поэтому для точных расчетов среднего расхода газа необходимо использовать значение мощности котла в 5 кВт, а не 10 кВт.

Вставив данные в формулу, посетим следующие вычисления: V = 5/(9,45 х 0,95). В итоге, на обогрев коттеджа площадью 100 квадратных метров потребуется 0,557 куб. м/ч газа.

Уточнив тариф на оплату одного кубометра газа, можно будет легко рассчитать общие затраты за весь отопительный период.

На основании полученных расчетов без труда можно узнать расход газа за весь отопительный сезон, который в умеренных широтах длится примерно 7 месяцев:

• На день он составит 0,557 х 24 = 13,37 м³.
• На месяц 13,37 х 30 = 401,1 м³.
• На отопительный сезон продолжительностью 7 месяцев 401,1 х 7 = 2807,4 м³.

Зная стоимость одного кубометра газа, можно легко спланировать как ежемесячные расходы, так и общие затраты на функционирование отопительной системы.

Расход сжиженной пропан-бутановой смеси

Не все владельцы загородных коттеджей имеют возможность подсоединиться к центральной газовой сети. В таких случаях стоит рассмотреть вариант использования сжиженного газа, который хранится в газгольдерах, специально установленных для этой цели, а пополняется с помощью сертифицированных компаний, занимающихся поставками.

Сжиженный газ для бытового применения хранится в герметических резервуарах и баллонах пропан-бутанового типа объемом 50 литров.

Когда загородный дом отапливается сжиженным газом, расчетный метод остается аналогичным. Однако нужно понимать, что баллонный газ представляет собой смесь G30 и находится в агрегационном состоянии. Поэтому его расход измеряется в литрах или килограммах.

Формула для вычисления расхода горючей смеси

Рассчитать объем сжиженной пропан-бутановой смеси поможет простой расчет. Исходные данные те же: коттедж 100 квадратов, КПД котла также 95%.

При расчете необходимо учесть, что 50-литровые баллоны не заполняются до конца, с целью обеспечения безопасности, и их максимальный объем составляет около 42,5 литров.

При проведении расчетов ориентируются на несколько физических характеристик сжиженной смеси:

• плотность баллонного газа зафиксирована на уровне 0,524 кг/л;
• теплота сгорания одного килограмма этой смеси составляет 45,2 МДж/кг.

Чтобы упростить расчеты, теплота, измеряемая в килограммах, переводится в литры: 45,2 х 0,524 = 23,68 МДж/л.

Затем джоули преобразуют в киловатты: 23,68/3,6 = 6,58 кВт/л. Для корректировочного расчетов также используются половинные значения рекомендованной мощности котла — 5 кВт.

Подставив эти данные в формулу: V = 5/(6,58 х 0,95), рассчитываем расход топливной смеси G30, который равен 0,8 л/ч.

Пример вычислений для сжиженного газа

Если за час работы котлогенератора расходуется 0,8 литра топлива, то одного стандартного баллона объемом 42 литра будет достаточно примерно на 52 часа, что соответствует чуть больше чем двум суткам.

Общий расход горючей смеси за отопительный период составит:

• На сутки 0,8 х 24 = 19,2 литра;
• На месяц 19,2 х 30 = 576 литров;
• На отопительный сезон длительностью 7 месяцев 576 х 7 = 4032 литра.

Для отопления коттеджа площадью 100 квадратных метров потребуется: 576/42,5 = от 13 до 14 баллонов. Для семимесячного отопительного сезона потребуется 4032/42,5 = от 95 до 100 баллонов.

Чтобы точно определить количество баллонов, необходимых для обогрева коттеджа за месяц, следует разделить месячный объем в 576 литров на вместимость одного баллона.

Закупка большого объема топлива, при учете транспортных расходов и создания подходящих условий для его хранения, может быть затратным процессом. Впрочем, по сравнению с электрическим обогревом этот способ оказывается более приемлемым и экономичным.

Способы уменьшения расхода

Основной причиной потерь тепла, которые приводят к неэффективному использованию энергии, вырабатываемой котлом, является недостаточное утепление конструкций дома. Через «мостики холода» можно терять до 40% тепла.

Через окна с некачественными рамами теряется до 35% тепла, производимого котлом, через стены – 25%, а через крышу и двери – до 15%.

Чтобы избежать ненужных затрат, лучше один раз вложить средства в качественное утепление, которое вернется в виде экономии уже через 3-4 года.

Теплоизоляция жилья включает в себя:

1. Утепление стен. Наиболее доступный по цене вариант – применение пенополистирольных плит. Выбор толщины панелей зависит от климатических условий региона и материала стен.
2. Утепление кровли или чердачного перекрытия. Для этого используют минеральную вату, древесные опилки или плиточные утеплители, которые укладываются между перекрытиями.
3. Утепление пола. Необходимость теплоизоляции касается не только бетонных, но и деревянных конструкций. Для создания теплоизоляционного слоя применяют керамзит или пенополистирол.
4. Замена окон. Наилучший вариант для предотвращения проникновения холода – это установка качественных ПВХ окон с подходящими стеклопакетами, которые плотно закрывают оконные проемы.

Качественное теплоизоляционное решение поможет минимизировать тепловые потери.

Кроме утепления для повышения эффективности теплоотдачи, специалисты советуют применять и другие меры.

К числу дополнительных методов, способствующих улучшению теплоотдачи, относятся:

• Установка термостатов на радиаторы для поддержания комфортной температуры.
• Дополнительно можно ставить конвекторы, которые создадут тепловые завесы в области проемов.
• Использование автоматического оборудования для программирования оптимального режима отопления, что особенно актуально для пустующих комнат.

Инвестиции в автоматизацию быстро окупятся уже в течение первого отопительного сезона.

И напоследок стоит проверить, насколько загружена система. Не исключено, что она генерирует избыток тепла. При этом можно снизить температуру в помещениях на несколько градусов без потери комфорта.

На первый взгляд это может показаться мелочью, но с учетом месячных и сезонных затрат такое решение может существенно повлиять на ваши финансовые расходы.

Выводы и полезное видео по теме

Один из способов расчета расхода сетевого газа:

Пример расхода газа при использовании сжиженного топлива:

О простых методах снижения затрат на газ расскажем в следующем видеоматериале:

Средние значения расчетов полезны для оценки затрат исключительно на отопление. Если вы планируете использовать газовые приборы или плиту в отопительный сезон, нужно соответствующим образом корректировать данные.

Если у вас остались вопросы по расчетам расхода газа, вы можете задать их в комментариях ниже. Будем рады также вашим замечаниям о неточностях или предложениях по дополнению информации.