Расход газа напольного котла: суточное нормативное потребление + пример вычислений с формулами

Когда мы выбираем котельное оборудование для нашей системы отопления, на ум приходит одна настойчивая мысль — насколько же будет велик расход топлива у этого устройства? Ответ станет явным только тогда, когда отопление запустится и счетчик начнет незаметно отсчитывать потребление газа, быстро увеличивая показания. Однако сожаление о больших счетах за газ в эту минуту может стать слишком поздним…

Квалифицированные консультанты в магазинах, безусловно, отвечают на большинство вопросов, и вы всегда сможете проконсультироваться с инженером, но было бы полезно иметь хотя бы общее представление о предмете.

В этой статье вы сможете узнать множеству из методов оценки потребности в топливе и тех аспектах, которые обязательно следует учитывать при расчетах. Здесь не просто скучные формулы, но и практические примеры. В завершение мы расскажем о возможностях уменьшения расхода газа.

Что влияет на расход газа?

Расход топлива, прежде всего, зависит от мощности котла — чем выше его мощность, тем больше газа он потребляет. При этом изменить эту зависимость практически невозможно.

Даже если вы принизите мощность 20-киловаттного котла до минимального уровня, он будет расходовать больше газа, чем менее мощный 10-киловаттный котел, работающий на полную мощность.

Из представленной таблицы можно увидеть, как взаимосвязаны отапливаемая площадь и мощность газового котла: чем более мощными являются котлы, тем они стоят дороже, но и быстрее широко отапливаемые помещения смогут вернуть затраты на себя.

На втором месте — тип котла и его принцип работы:

• открытая или закрытая камера сгорания;
• конвекционный или конденсационный;
• обычный дымоход или коаксиальный;
• одноконтурный или двухконтурный;
• наличие автоматических датчиков.

Котлы с закрытыми камерами горения более эффективно используют топливо, чем с открытыми. Коэффициент полезного действия конденсационных котлов благодаря встроенным теплообменникам, которые конденсируют пары, содержащиеся в газах от сгорания, может достигать 98-100%, в то время как у конвекционных устройств это значение составляет примерно 90-92%.

Использование коаксиальных дымоходов также способствует повышению КПД, так как холодный воздух извне подогревается горячими газами от сгорания. Хотя расход газа может увеличиться из-за второго контура, в таком случае котел обслуживает обе системы: для отопления и для горячего водоснабжения.

Автоматические датчики — весьма полезны, так как они отслеживают внешнюю температуру и помогают устанавливать оптимальный режим работы котла.

Также имеет значение техническое состояние оборудования и качество газа. Накопление накипи и окалины на теплообменнике значительно снижает теплоотдачу, и это требует увеличения мощности для компенсации потерь.

Также стоит отметить, что газ может содержать воду и другие примеси, но вместо того чтобы предъявлять претензии к поставщикам, мы просто зеркально увеличиваем регулятор мощности в сторону максимума.

Одним из наиболее эффективных решений на рынке является напольный газовый конденсационный котел марки Baxi Power мощностью 160 кВт. Он может отапливать площадь до 1600 квадратных метров, что идеально подходит для большого многоквартирного дома. При этом по паспортным данным его потребление составляет 16,35 кубометров газа в час, а КПД достигает 108%.

И в-третьих, необходимо обратить внимание на площадь отапливаемых помещений, естественную потерю тепла, длину отопительного сезона и погодные условия. Чем больше площадь, выше потолки или больше этажей, тем больше будет требоваться топлива для обогрева такого пространства.

Учитывайте утечку тепла через окна, двери, стены и крышу. Погодные условия могут сильно разниться: бывают теплые зимы, но и суровые морозы — температура напрямую влияет на количество газа, потребляемого на отопление.

Быстрый предварительный расчет

Примерно оценить, насколько много газа ваше котельное оборудование будет расходовать, достаточно просто.

Начнем с определения либо объема обогреваемого помещения, либо его площади:

• в первом случае опираемся на значение 30-40 Вт/кубический метр;
• второй вариант — 100 Вт/квадратный метр.

Эти нормативы предполагают высоту потолков до трех метров. Если вы находитесь в южных регионах, то цифры можно уменьшить на 20-25%, а для северных мест наоборот — увеличить в полтора либо два раза, то есть во втором случае брать, например, 75-80 Вт/кв. м или 200 Вт/кв. м.

Умножив нужную норму на объем или площадь, мы получим, какую мощность котла нужно для обогрева помещения. Далее принимается во внимание, что современное газовое оборудование требует 0,112 кубометра газа для получения 1 кВт тепловой мощности.

Следующий шаг — перемножить норму потребления газа (0,112) на мощность котла, рассчитанную ранее (не забывайте конвертировать ватты в кВт). Результат даст нам приблизительный часовой расход газа.

Котел обычно функционирует 15-16 часов в сутки. Считаем расход газа за день, а затем за месяц и за весь отопительный сезон. Эти вычисления носят предварительный характер, но вполне достаточны для понимания самого метода расчета и ожидаемых расходов на газ.

Для расчетов вполне достаточно обычного калькулятора. Если не хотите погружаться в формулы расчетов, можно воспользоваться онлайн-калькуляторами: вводите входные данные и сразу получайте результат.

Предположим, площадь вашего помещения составляет 100 м².

Рассчитаем потребную мощность котла: 100 Вт/кв. м * 100 м² = 10000 Вт (или 10 кВт).

Теперь рассчитываем расход газа в час: 0,112 куб. м * 10 кВт = 1,12 куб. м/час.

Теперь определим расход газа в сутки (при 16 часах работы), за месяц (при 30 днях), и за весь отопительный сезон (7 месяцев):

1,12 куб. м * 16 = 17,92 куб. м
17,92 куб. м * 30 = 537,6 куб. м
537,6 куб. м * 7 = 3763,2 куб. м

Примечание: вы также можете сразу вычислить месячную и сезонную потребляемую мощность котла в кВт/час, а затем пересчитать ее в расход газа.

10 кВт * 24/3*2 * 30 = 4800 кВт/час — за месяц
0,112 куб. м * 4800 кВт/час = 537,6 куб. м
4800 кВт/час * 7 = 33600 кВт/час — за сезон
0,112 куб. м * 33600 кВт/час = 3763,2 куб. м

Теперь необходимо взять текущую стоимость газа и перевести итоговую сумму в денежный эквивалент. Если в проекте предусмотрена установка двухконтурной системы, которая будет отапливать дом и нагревать воду для бытовых нужд, не забудьте добавить к мощности и расходу газа еще 25%.

Простые тепловизоры стоят не менее 300 долларов, а профессиональные модели стартуют с нескольких тысяч, но такие инструменты могут продемонстрировать все участки, через которые в дом поступает холодный воздух и уходит тепло.

Котел подключен на магистральный газопровод

Рассмотрим алгоритм расчетов, которые позволят точно оценить расход газа для установки, подключенной к централизованным системам газоснабжения, находящейся в вашем доме или квартире.

Расчет расхода газа в формулах

Для более точного вычисления мощности газовых отопительных агрегатов, используем следующую формулу:

Мощность котла = Q_т * K,

где
Q_т — плановые теплопотери, кВт;
K — коэффициент корректировки (от 1,15 до 1,2).

Планируемые теплопотери (в Вт) можно определить по следующей формуле:

Q_т = S * ∆t * k / R,

S — общая площадь ограждающих конструкций, кв. м;
∆t — разница внутренних и наружных температур, °C;
k — коэффициент рассеивания;
R — коэффициент теплового сопротивления материала, м²•°C/Вт.

Значения коэффициента рассеивания:

• деревяное строение или металлическая конструкция (3,0 — 4,0);
• кладка в один кирпич, старые окна и крыша (2,0 — 2,9);
• двойная кирпичная кладка, стандартная крыша, двери, окна (1,1 — 1,9);
• стены, крыша, пол с утеплением, двойные стеклопакеты (0,6 — 1,0).

Формула для определения максимального часового расхода газа на основе рассчитанной мощности выглядит следующим образом:

Объем газа = Q_max / (Q_р * ŋ),

где
Q_max — мощность устройства, ккал/час;
Q_р — теплота, выделяемая при сгорании природного газа (8000 ккал/m³);
ŋ — коэффициент полезного действия котла.

Чтобы вычислить расход газа, достаточно просто перемножить все данные, часть из которых можно взять из технического паспорта вашего котла, а часть из строительных справочников, доступных в интернете.

Применение формул на примере

Допустим, у нас есть здание общей площадью 100 кв. м. Высота составляет 5 м, ширина — 10 м, длина — 10 м, и у нас имеется двенадцать окон размером 1,5 х 1,4 м. Температура внутри помещения 20 °C, на улице — -15 °C.

Считаем площадь ограждающих конструкций:

1. Пол 10 * 10 = 100 кв. м
2. Крыша: 10 * 10 = 100 кв. м
3. Окна: 1,5 * 1,4 * 12 = 25,2 кв. м
4. Стены: (10 + 10 + 10 + 10) * 5 = 200 кв. м
   За вычетом окон: 200 – 25,2 = 174,8 кв. м

Рассчитаем значение теплового сопротивления материалов (формула):

R = d / λ, где
d – толщина материала, м
λ – коэффициент теплопроводности материала, Вт/[м•°C].

1. Для пола (бетонная стяжка 8 см + минвата 150 кг/м³ х 10 см) R (пол) = 0,08 / 1,75 + 0,1 / 0,037 = 0,14 + 2,7 = 2,84 (м²•°C/Вт)
2. Для крыши (сэндвич-панели из минваты 12 см) R (крыша) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (м²•°C/Вт)
3. Для окон (двухкамерный стеклопакет) R (окна) = 0,49 (м²•°C/Вт)
4. Для стен (сэндвич-панели из минваты 12 см) R (стены) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (м²•°C/Вт)

Значения коэффициентов теплопроводности для различных материалов взяты из справочников.

Начните регулярно фиксировать показания вашего счетчика, записывая их и проводя сравнительный анализ с учетом работы котла, погодных условий и других факторов. Экспериментируйте с различными режимами работы котла, чтобы найти оптимальный уровень нагрузки.

Теперь давайте подсчитаем теплопотери.

Q (пол) = 100 м² * 20 °С * 1 / 2,84 (м²·К)/Вт = 704,2 Вт = 0,8 кВт
Q (кровля) = 100 м² * 35 °С *1 / 3,24 (м²·К)/Вт = 1080,25 Вт = 1,08 кВт
Q (окна) = 25,2 м² * 35 °С * 1 / 0,49 (м²·К)/Вт = 1800 Вт = 1,8 кВт
Q (стены) = 174,8 м² * 35 °С * 1 / 3,24 (м²·К)/Вт = 1888,3 Вт = 1,89 кВт

Теплопотери конструкций:

Q (общие) = 704,2 + 1080,25 + 1800 + 1888,3 = 5472,75 Вт/ч

Дополнительно можно учесть потери тепла на вентиляцию. Для нагрева 1 м³ воздуха с –15 °С до +20 °С требуется 15,5 Вт тепла. Человек в среднем использует около 9 литров воздуха в минуту (0,54 м³ в час).

Предположим, в нашем доме живут 6 человек. Следовательно, им необходимо 0,54 * 6 = 3,24 м³ воздуха в час. Рассчитаем потери тепла на вентиляцию: 15,5 * 3,24 = 50,22 Вт.

Суммарные теплопотери составляют: 5472,75 Вт/ч + 50,22 Вт = 5522,97 Вт = 5,53 кВт.

Проведя теплотехнические расчеты, мы можем найти необходимую мощность котла, а затем рассчитать расход газа в час в газовом котле в кубических метрах:

Мощность котла = 5,53 * 1,2 = 6,64 кВт (округляем до 7 кВт).

Для использования формулы расхода газа переведем этот показатель мощности из киловатт в килокалории: 7 кВт = 6018,9 ккал. Примем при этом КПД котла = 92% (данный показатель обычно указывается производителями современных газовых напольных котлов и составляет 92–98%).

Максимальный часовой расход газа = 6018,9 / (8000 * 0,92) = 0,82 м³/ч.

Котел питается от газгольдера или баллона

Формула Объем газа = Qmax / (Qр * η) подходит для определения потребности в различных видах топлива, включая сжиженный газ. Возьмем мощность котла из прошлого примера — 7 кВт. Если ему нужно 0,82 м³/ч природного газа, сколько потребуется пропана-бутана?

Вам, вероятно, придется раз в неделю ехать за газовыми баллонами, что вызывает дополнительные транспортные расходы и отнимает время. Неприятным сюрпризом может стать низкая температура, если газовые баллоны стоят на улице. При замерзании газа в баллоне он не испаряется, а становится жидким, и котел перестаёт функционировать.

Для расчетов необходимо знать теплотворную способность газа. Удельная теплота сгорания сжиженных углеводородов составляет 46,8 МДж/кг или 25,3 МДж/л. В киловатт-часах это 13,0 кВт·ч/кг и 7,0 кВт·ч/л.

Задаем КПД газового котла на уровне 92% и рассчитываем необходимый объем газа:

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

Один литр сжиженного газа весит 0,54 кг, следовательно, за час котел потребляет 0,59 / 0,54 = 1,1 л пропан-бутана. Теперь рассчитаем суточный и месячный расход сжиженного газа.

Если котел работает по 16 часов в день, за сутки он сожжет 17,6 литров, а за месяц (30 дней) — 528 литров. В стандартном 50-литровом баллоне содержится около 42 литров газа. Это означает, что на наш дом площадью 100 м² потребуется 528 / 42 = 13 баллонов в месяц.

Использование газового хранилища позволяет существенно сэкономить на топливе. Цены на заправку обычно увеличиваются осенью, а весной наблюдается снижение цен. Старайтесь максимально заправлять резервуар весной.

Установка газового резервуара гораздо более удобна, чем постоянная замена пустых баллонов на полные. Газгольдер нужно будет дозаправлять всего 2-3 раза за весь отопительный сезон.

Как минимизировать потребление газа

Чтобы сократить расходы на газ при использовании газового котла и не удивляться высоким счетам, следуйте следующим рекомендациям.

Во-первых, обратите внимание на конденсационные котлы — самые экономичные на данный момент. Их КПД достигает 98-100% и выше. Цена может быть высокой, но она оправдает себя и вскоре окупится. Изучайте отзывы о каждом конкретном аппарате.

Если вам не нужен подогрев воды, выбирайте одноконтурные котлы. Двухконтурные системы расходуют на 20-25% больше газа, что вам не нужно.

Во-вторых, позаботьтесь о качественном утеплении не только стен, но и крыши, полов, фундамента и подвала. Устанавливайте энергосберегающие стеклопакеты на окна. Используйте тепловизор для выявления холодных зон, которые необходимо устранить. Убедитесь, что входные помещения (коридоры, холлы, прихожие) имеют теплые полы.

В-третьих, установите таймеры и датчики. Температура в помещении будет регулироваться автоматически: батареи будут нагреваться к вечеру и слегка остывать в течение дня.

Если вы планируете уехать из дома на неделю, можете выставить систему отопления на минимальный режим с восстановлением до нормального при вашем возвращении. Не забывайте раз в год проводить техобслуживание, включая очистку от загрязнений и накипи теплообменников, а также сажи из дымохода.

Не допускайте работы котла на максимуме. В его паспорте предусмотрен запас мощности 10-20% на случай неисправностей и очень холодных зим. Не торопитесь устанавливать температуру еще выше, даже маленькое изменение скажется на среднем месячном расходе газа.

В-четвертых, добавьте в систему отопления буферный накопитель, в который будет поступать теплоноситель (горячая вода). Благодаря такому «термосу», который будет некоторое время поддерживать работу батарей при остановке котла, получается сэкономить до 20% топлива.

В-пятых, не забывайте о правильном проветривании. Простой зазор в окне приводит к гораздо большему теплопотерям, чем быстрое открытие окна на несколько минут.

Выводы и полезное видео по теме

В приведенных ниже видео обсуждаются вопросы потребления газа для напольных котлов.

Отопление с использованием сжиженного газа (пропан). Расход топлива на личном опыте:

Потребление газа напольным газовым котлом HOT SPOT 12 кВт (отзыв пользователя):

Газ — востребованный источник энергии, экономия как на ресурсе, так и на его оплате всегда актуальна.

Разумное потребление газа включает эффективный котел, качественный монтаж системы отопления и активную борьбу с теплопотерями. Высокий КПД оборудования — залог долговременной экономии на газе.

Если у вас есть сомнения в точности проведенных расчетов, разумно обратиться к специалисту, который досконально знает все нюансы формул. Его экспертное мнение поможет избежать ошибок как на этапе проектирования, так и в процессе эксплуатации отопительной системы.