Все знают, что газгольдеры становятся все более популярными в качестве источника отопления для домов и дач, где люди живут постоянно или на длительный срок. Неоспоримо, что значительная часть расходов на обогрев дома связана с покупкой топлива, в нашем случае — сжиженного газа.
Поэтому разумный владелец дома должен уметь рассчитывать, сколько газа он будет расходовать из газгольдера для отопления, а также предугадывать сроки между заправками. Это важно, поскольку транспортировка газа имеет свою значительную стоимость.
Мы предоставим вам доступную информацию, чтобы вы могли самостоятельно оценить потребление сжиженного газа для отопления в системах, оснащённых газгольдером. Эти сведения полезны как для проектирования нового дома, так и для планирования модернизации существующих систем отопления. Корректные расчёты помогут контролировать расход газа и уменьшить затраты на него.
Краткое содержание статьи
Факторы влияющие на расход газа
Газгольдер представляет собой объемный резервуар, который заполняется сжиженным углеводородным газом (СУГ), состоящим из смеси пропана и бутана.
Современные способы отопления с использованием газа из газгольдера и газового котла стали альтернативой традиционным системам, использующим твердое топливо или дизельное топливо.
Использование таких резервуаров для хранения газа, с целью его последующего использования для отопления, может быть вызвано рядом причин:
- отсутствие возможности подключения к центральной газовой магистрали или высокая стоимость такого подключения;
- постоянные проблемы с давлением газа в магистральных трубопроводах, которые не могут быть решены газовыми службами.
Для нормальной работы большинства газовых котлов давление в газопроводе должно быть не ниже 35 мбар. Часто данное требование не соблюдается, и давление в магистральных трубопроводах может составлять всего 8-22 мбар.
Для определения объема сжиженного газа в резервуаре можно воспользоваться механическими уровнемерами или современными системами телеметрии. Такое оборудование может быть либо в комплекте с резервуаром, либо приобретено отдельно. Среднесуточный расход газа также может быть рассчитан по разнице показаний газового счетчика, если он установлен.
Тем не менее, более точные расчёты, которые ответят на вопросы о том, сколько газа нужно для отопления, какова его себестоимость и как можно минимизировать затраты, требуют математических вычислений. Хотя эти расчеты и имеют усреднённый характер, они все равно важны.
Важно помнить, что в системе независимого газоснабжения от газгольдера газ расходуется не только на отопление. Хотя в меньших объёмах, он также используется для подогрева воды, работы газовой плиты и других бытовых нужд.
Факторы, влияющие на расход газа, включают:
- климат местности и направление ветра;
- площадь дома и качество теплоизоляции окон и дверей;
- материалы, используемые в стенах, крыше и фундаменте, и уровень их утепления;
- число проживающих и режим их пребывания (постоянно или временно);
- технические характеристики котла, использование дополнительных газовых приборов и вспомогательных систем;
- количество радиаторов и наличие системы тёплого пола.
Эти и прочие условия делают расчет расхода топлива из газгольдера величиной относительной, основывающейся на средних принятых показателях.
Расчет мощности газового котла
Основная часть расходуемого топлива идет на отопление. Ключевым показателем, который влияет на объём газа, необходимого для обогрева дома или квартиры, являются теплопотери. Цель отопления заключается в том, чтобы компенсировать эти потери и создать комфортные условия для жизни.
Чтобы рассчитать потребность в сжиженном газе, следует определить уровень теплопотерь или необходимую тепловую мощность для эффективного обогрева. Этот показатель прямо влияет на номинальную мощность отопительной системы — газового котла.
В качестве эталона примем дом в местности со средним климатом, находящийся в удовлетворительном состоянии и утепленный по современным стандартам. Площадь жилья составляет 80 м².
Средние значения теплопотерь и мощность котла можно рассчитать по площади.
Формула расчета выглядит следующим образом:
Q = S × Рр / 10, где
Q — тепловые потери (кВт);
S — площадь отапливаемых помещений (м²);
Рр — удельная мощность газового котла (кВт/м²) — величина мощности на каждые 10 м².
Удельная мощность на обогрев площади 10 м² уже примерно определена с учётом региональных климатических факторов. Для нашего эталонного дома, находящегося, например, в Подмосковье, Рр варьируется от 1,2 до 1,5 кВт.
Учитывая, что площадь дома составляет 80 м², оптимальная мощность отопительной системы рассчитывается так:
Q = 80 × 1,2 / 10 = 9,6 кВт.
Несмотря на свою простоту, данная формула даёт достаточно точные результаты.
Для удобства в расчетах часто используют единицу в качестве значения удельной мощности. Соответственно, мощность отопительной системы принимается из расчёта 10 кВт на 100 м² отапливаемой площади.
С учетом того, что в системе газа не только отопление, но и подогрев воды с использованием других приборов, мощность котла определяется с добавлением 20-25% запаса к расчётным тепловым потерям.
Другой вариант расчета, который имеет более высокий уровень погрешности, основан на определении тепловых потерь по объёму отапливаемых помещений. В зависимости от климатической зоны отопление одного кубометра помещения с высотой потолков до 3 м требует 30-40 Вт.
Расчет расхода газа из газгольдера
Расчет расхода газа для отопления, использующего смесь из газохранилища, имеет свои особенности и отличается от оценки потребления магистрального природного газа.
Предполагаемый объём расхода газа определяется по формуле:
V = Q / (q × η), где
V — рассчитываемый объём СУГ (м³/ч);
Q — тепловые потери;
q — минимальное удельное значение теплоты сгорания газа (калорийность). Для пропан-бутана это значение составляет 46 МДж/кг или 12,8 кВт/кг;
η — коэффициент полезного действия (КПД) системы газоснабжения, выраженный как абсолютное значение (КПД/100). В зависимости от типа газового котла, КПД может колебаться от 86% для самых простых до 96% для конденсационных моделей. Следовательно, η может варьироваться от 0,86 до 0,96.
Предположим, что для системы отопления будет использоваться современный конденсационный котел с КПД 96%.
Подставляя в исходную формулу наши значения, мы получим следующий средний объём расходуемого на отопление газа:
V = 9,6 / (12,8 × 0,96) = 9,6 / 12,288 = 0,78 кг/ч.
Поскольку за единицу измерения используется литр, необходимо перевести объём пропан-бутана в данную единицу. Для расчета литров в массе сжиженного углеводородного газа нужно разделить килограммы на плотность.
В таблице приведены значения средней плотности сжиженного газа (в т/м³) при различных температурах и в зависимости от соотношения пропана и бутана.
Физические свойства перехода СУГ из жидкого в газообразное состояние таковы: пропан закипает при -40 °С и выше, тогда как бутан — при -3 °С. Смесь 50/50 начнёт переходить в газовую фазу при температуре -20 °С.
Для большинства регионов и при закопанном в землю газгольдере такие пропорции вполне достаточны. Однако, чтобы избежать лишних проблем зимой, оптимально использовать смесь с не менее чем 70% содержанием пропана — «зимний газ».
При расчетной плотности СУГ, равной 0,572 т/м³ (смесь пропан-бутан 70/30 при температуре -20 °С), вычисление расхода газа в литрах будет следующим: 0,78 / 0,572 = 1,36 л/ч.
Суточное потребление при такой нагрузке составит 1,36 × 24 ≈ 32,6 л, а за месяц — 32,6 × 30 = 978 л. Учитывая, что полученное значение рассчитано на самый холодный период, его можно уменьшить вдвое, принимая во внимание средние погодные условия — 978/2 = 489 л в среднем за месяц.
Сезон отопления продолжается с тех пор, как средняя суточная температура на улице остается выше +8 градусов Цельсия в течение пяти дней, и заканчивается весной при стабилизации тепла.
В примерной местности (Подмосковье) средняя длительность сезона составляет 214 дней.
При годовом расчете расход газа на обогрев составит: 32,6/2 × 214 ≈ 3488 л.
Выбор оптимального по расходу газгольдера
Газгольдер — это дорогостоящее оборудование, которое приобретается и устанавливается не на один год. Верный выбор газгольдера существенно влияет не только на эффективность отопительной системы, но и на расход газа.
Сравнение наземных и подземных газгольдеров
Наземные газгольдеры представляют собой более бюджетный вариант для автономной газификации. Обычно такие резервуары меньшего объема и их установка требует меньше затрат на земляные работы.
Однако при использовании наземных резервуаров в зимний период важно учитывать, что испарение пропан-бутановой смеси может быть снижено, что приведет к проблемам с давлением газа.
Для более эффективной работы наземного газгольдера обязательно требуется установить испарительную установку и утеплить стенки резервуара.
Повысить температурный порог, при котором сжиженный углеводородный газ (СУГ) превращается в газообразное состояние, можно, увеличив долю пропана в смеси. Однако такой подход приведет к большим затратам, поскольку пропан стоит дороже, чем бутан.
Одним из самых распространенных вариантов хранения СУГ являются подземные газгольдеры.
В условиях умеренного климата такие резервуары, закопанные под землю, не требуют дополнительного оборудования для обогрева или теплоизоляции.
При этом глубина залегания резервуара должна составлять не менее 0,6 м, чтобы защитить его от замерзания и механических повреждений.
Типы газгольдеров: вертикальные и горизонтальные
Заглубленные газгольдеры бывают двух форм:
- вертикальные;
- горизонтальные.
Эти варианты различаются не только конструкцией, но и функциональными характеристиками — площадью испаряемой жидкости, называемой «зеркалом испарения».
Горизонтальные газгольдеры обладают более крупным «зеркалом», что способствует более интенсивному парообразованию и поддерживает давление, необходимое для эффективной работы отопительного оборудования.
Вертикальные газовые хранилища, как правило, используются в небольших автономных газовых системах, предназначенных для дач и домов, где нет необходимости в полноценном зимнем отоплении.
Чтобы вертикальные газгольдеры были эффективны в зимний период, требуется их утепление или использование специальных подогревателей, что, в свою очередь, увеличивает затраты на газоснабжение.
Преимущества мобильного газгольдера-причепа
Мобильный газгольдер может стать отличным решением для обогрева в зимний период дач, на которых проживание временное, а также для строящихся объектов, где установка стационарного газового хранилища невозможна.
Это резервуар на прицепе с емкостью от 500 до 600 литров. Можно оценить время автономной работы такого газгольдера при усредненном расходе 30-40 литров сжиженного газа на квадратный метр помещения.
Например, приблизительные расчеты показывают, что утепленный дом площадью 100 м² может получать автономное отопление от передвижного газгольдера в течение месяца, поддерживая комфортную температуру.
Важно помнить, что использование мобильного газгольдера в зимнее время, особенно в северных районах, потребует его утепления и принудительного обогрева; поэтому инфрастуктура с прицепным газгольдером может не быть идеальной для отопления.
Как выбрать объем газгольдера
Для загородных домов и коттеджей наиболее подходящими являются подземные газгольдеры объемом 2700 л и 4850 л.
При выборе типа газового хранилища нужно учитывать следующие моменты:
- Если вы живете в доме с автономным отоплением постоянно, стоит заправлять резервуар дважды в год, так как концентрация бутана и пропана отличается в смесях для зимы и лета.
- Резервуар следует заполнять сжиженным газом на 85%. Оставшаяся часть объема будет служить паровой подушкой для углеводорода в фазе испарения.
Поэтому, рассчитывая, на сколько хватит газа в 2700-литровом газгольдере или другом резервуаре, необходимо учитывать, что паспортный и заправочный объемы — это две разные величины.
В таблице представлены объемы заправки стандартных газгольдеров Евростандарта-2 в зависимости от оптимальной площади обогрева и мощности котлов.
Наши расчеты средних показателей расхода сжиженного газа и общепринятые нормы позволяют определить периодичность заправок газгольдеров. При годовом среднем расходе 30 литров газа на 1 м² отапливаемой площади, 2295 л сжиженного газа в резервуаре на 2700 л будет достаточно для отопления дома площадью 100 м² на 9 месяцев.
Аналогичным образом, для дома площадью 150 м², если годовой расход составляет 4500 литров, то заправочный объем 4122 л будет удовлетворять затребованию на отопление дома на протяжении 10 месяцев.
Из вычислений становится очевидным, что заправку придется осуществлять дважды в год, что экономически оправдано благодаря использованию «летнего» и «зимнего» СУГ.
Советы по экономии газа
Сократить затраты на газ из газгольдера можно путем выполнения ряда энергосберегающих мероприятий:
- утепление стен, крыши, чердака и перекрытия подвала;
- замена старых окон на современный стеклопакет с термоизоляцией;
- оптимизация параметров работы котла;
- установка энергоэффективного конденсационного газового котла;
- внедрение коллекторной системы отопления с высоким КПД и возможностью регулировки теплоносителя на каждом отопительном устройстве;
- оснащение радиаторов отопления терморегуляторами.
Значительной экономии можно добиться за счет внедрения контроллеров, автоматизирующих процесс регулировки температуры.
Контроллер в соответствии с выставленными настройками автоматически управляет работой отопления, что помогает существенно снизить потребление сжиженного углеводорода из газгольдера и уменьшить расходы на отопление до 25%.
Более того, современные контроллеры часто оснащены функцией, позволяющей управлять ими удаленно с мобильного устройства.
Недорогой альтернативой таким прибором являются программируемые термостаты, которые также помогают экономно расходовать энергию.
Современным решением для оптимизации расходов на газ из автономного хранилища является система «умный дом».
Помимо множества полезных функций, облегчающих жизнь, такие технологии обеспечивают автоматический контроль за климатом.
Система климат-контроля может быть установлена отдельно или интегрирована с другими функциональными решениями.
Эти технологии предлагают возможность экономить на отоплении в течение суток в различных помещениях, настройка системы позволяет включать обогрев при отсутствии жильцов и дистанционно активировать полноценное отопление перед возвращением домой.
Основная трудность внедрения системы климат-контроля «умного дома» заключается в относительно высокой стоимости и необходимости проектирования до монтажных работ по установке отопления.
Выводы и полезное видео по теме
Примечательная методика расчета расходов на отопление и рекомендации по снижению затрат:
Совет специалиста по разумному выбору объема газгольдера:
Девять рекомендаций по сокращению расхода газа на отопление:
Необходимо осознавать, что все предлагаемые расчеты применения газа из газгольдера имеют условный характер. Определить точное количество сжиженного газа, которое будет израсходовано за определенный срок, не способен даже профессионал.
Тем не менее, предложенная методика, основанная на практическом использовании автономных газовых систем, дает достоверные усредненные данные расхода.
Эти расчеты и полезные советы помогут правильно выбрать газгольдер и планировать график его заправки.
Если у вас есть личный опыт эксплуатации газгольдеров для отопления, поделитесь им с нашими читателями. Расскажите о нюансах использования такого оборудования. Пишите свои комментарии, задавайте вопросы — блок для связи находится ниже.
