Průměrná spotřeba plynu na vytápění domu je 150 m²: příklad výpočtů a přehled vzorců tepelného inženýrství

Financování topné sezóny je významnou součástí rozpočtu vynaloženého na údržbu bytů. Znát cenu a průměrnou spotřebu plynu na vytápění domu 150 m², můžete přesně určit náklady na vytápění objektu. Tyto výpočty lze snadno provádět samostatně, aniž by museli platit za služby tepelných techniků.

Z našeho článku se dozvíte vše o standardech spotřeby plynu a metodách výpočtu spotřeby plynu. Budeme hovořit o tom, kolik energie je potřeba k vyrovnání tepelných ztrát domu během topné sezóny. Ukážeme vám, jaké vzorce by měly být použity ve výpočtech.

Vytápění venkovských chalup

Při výpočtu průtoku plynu, který je nezbytný pro vytápění domu, bude nejobtížnější úkol výpočet tepelné ztráty, které musí být během provozu plně kompenzováno topným systémem.

Komplex tepelných ztrát závisí na klimatu, konstrukčních prvcích budovy, použitých materiálech a parametrech ventilačního systému.

Výpočet kompenzovaného tepla

Vytápěcí systém každé budovy by měl kompenzovat její tepelné ztráty Q (W) v chladném období. Vyskytují se ze dvou důvodů:

1. přenos tepla obvodem domu;
2. tepelné ztráty v důsledku vstupu studeného vzduchu ventilačním systémem.

Formálně tepelné ztráty stěnou a střechou Q_tp lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:

Q_tp = S * dT / R,

kde:

• S - povrchová plocha (m²);
• dT - teplotní rozdíl mezi vnitřním a venkovním vzduchem (° C);
• R - indikátor odolnosti materiálů proti přenosu tepla (m² * ° C / W).

Poslední ukazatel (nazývaný také „koeficient tepelného odporu“) lze získat z tabulek připojených ke stavebním materiálům nebo výrobkům.

Typ okna s dvojitým zasklením do značné míry závisí na ukazateli tepelné ztráty doma. Vysoká cena izolovaných oken bude odůvodněna úsporou paliva

Příklad. Nechte vnější stěnu místnosti mít plochu 12 m²z toho 2 m² vezme okno.

Indikátory odolnosti vůči přenosu tepla jsou následující:

• Bloky z pórobetonu D400: R = 3.5.
• Dvoukomorové okno s dvojitým sklem s argonem „4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I“: R = 0.75.

V tomto případě bude při pokojové teplotě „+ 22 ° C“ a venkovní - „–30 ° C“ tepelná ztráta vnější stěny místnosti:

• Q_tp (zeď) = 10 * (22 - (- 30)) / 3,5 = 149 W:
• Q_tp (okno) = 2 * (22 - (- 30)) / 0,75 = 139 W:
• Q_tp = Q_tp (zeď) + Q_tp (okno) = 288 wattů.

Tento výpočet dává správný výsledek, pokud nedochází k nekontrolované výměně vzduchu (infiltrace).

Může se vyskytnout v následujících případech:

• Přítomnost strukturálních defektů, jako je volné upevnění okenních rámů ke stěnám nebo loupání izolačního materiálu. Musí být odstraněny.
• Stárnutí budovy, v důsledku čehož se ve zdivu vytvářejí třísky, praskliny nebo dutiny. V tomto případě je nutné zavést korekční faktory do ukazatele odolnosti materiálů proti přenosu tepla.

Stejně tak je nutné určit tepelné ztráty přes střechu, pokud je objekt umístěn v horním patře. Podlahou dochází k jakékoli významné ztrátě energie pouze v případě, že je zde nevyhřívaný, foukaný sklep, například garáž. Teplo stěží opouští Zemi.

Pro výpočet odporu přenosu tepla u vícevrstvých materiálů je nutné shrnout účinnost jednotlivých vrstev. Pro výpočty se obvykle berou pouze nejvodivější materiály.

Zvažte druhý důvod tepelné ztráty - větrání budovy. Spotřeba energie pro ohřev přiváděného vzduchu (Q_v) lze vypočítat podle vzorce:

Q_v = L * q * c * dTkde:

• L - spotřeba vzduchu (m³ / h);
• q - hustota vzduchu (kg / m³);
• c - měrné teplo přiváděného vzduchu (kJ / kg * ° C);
• dT - teplotní rozdíl mezi vnitřním a venkovním vzduchem (° C).

Měrné teplo vzduchu v teplotním rozmezí, které nás zajímá [–50 .. +30 ° С], se rovná 1,01 kJ / kg * ° С nebo z hlediska požadovaného rozměru: 0,28 W * h / kg * ° С. Hustota vzduchu závisí na teplotě a tlaku, ale pro výpočty můžete vzít hodnotu 1,3 kg / m³.

Příklad. Pro místnost 12 m² při stejném teplotním rozdílu jako v předchozím příkladu budou tepelné ztráty způsobené ventilací:

Q_v = (12 * 3) * 1,3 * 0,28 * (22 - (- 30)) = 681 W.

Návrháři berou proud vzduchu podle SNiP 41-01-2003 (v našem příkladu 3 m.)³ / h při 1 m² obývací pokoj), ale tuto hodnotu může majitel budovy výrazně snížit.

Celková celková tepelná ztráta v modelové místnosti je:

Q = Q_tp + Q_v = 969 wattů

Pro výpočet tepelné ztráty za den, týden nebo měsíc potřebujete znát průměrnou teplotu za tato období.

Z výše uvedených vzorců je zřejmé, že výpočet objemu plynu spotřebovaného jak na krátkou dobu, tak na celé chladné období musí být proveden s ohledem na klima oblasti, kde se nachází vyhřívaný předmět. Proto je možné používat osvědčená standardní řešení pouze za podobných podmínek prostředí.

K určení podobných klimatických parametrů můžete použít mapy průměrných měsíčních teplot v zimě. Lze je snadno najít na internetu.

Díky složité geometrii domu a různým materiálům použitým při jeho konstrukci a izolaci můžete pomocí služeb odborníků vypočítat potřebné množství tepla.

Způsoby, jak minimalizovat tepelné ztráty

Náklady na vytápění domu jsou významnou součástí nákladů na jeho údržbu. Proto je rozumné provádět některé druhy prací zaměřených na snížení tepelných ztrát o 10% izolace stropustěny domu izolace podlahy a související návrhy.

Aplikace izolační schémata venku a uvnitř domu může toto číslo výrazně snížit. To platí zejména o starých budovách se silným opotřebením stěn a podlah. Stejné desky z pěnového polystyrenu umožňují nejen omezit nebo úplně vyloučit zamrzání, ale také minimalizovat infiltraci vzduchu chráněným povlakem.

Významných úspor lze dosáhnout také v případě, že letní oblasti domu, jako jsou veranda nebo podkroví, nejsou napojeny na vytápění. V tomto případě dojde k významnému snížení obvodu vyhřívané části domu.

Použití podkroví pouze v létě výrazně snižuje náklady na vytápění domu v zimě. V tomto případě by však měl být strop horního patra dobře izolován

Pokud přísně dodržujete ventilační standardy v budovách, které jsou předepsány v SNiP 41-01-2003, pak bude tepelná ztráta z výměny vzduchu vyšší než ze zamrzání stěn a střechy budovy. Tato pravidla jsou povinná pro designéry a všechny právnické osoby, pokud se prostory používají k výrobě nebo poskytování služeb. Obyvatelé domu však mohou podle svého uvážení snížit hodnoty uvedené v dokumentu.

Kromě toho lze výměníky tepla použít k ohřevu studeného vzduchu přicházejícího z ulice, nikoli k zařízením spotřebovávajícím elektřinu nebo plyn. Obvyklý deskový výměník tepla tak může ušetřit více než polovinu energie a složitější zařízení s chladicí kapalinou může ušetřit asi 75%.

Výpočet požadovaného objemu plynu

Hořlavý plyn musí kompenzovat tepelné ztráty. K tomu je kromě tepelných ztrát doma nutné znát také množství energie uvolněné při spalování, která závisí na účinnosti kotle a výhřevnosti směsi.

Pravidlo výběru kotle

Výběr ohřívače musí být proveden s ohledem na tepelné ztráty doma. To by mělo stačit na období, kdy je dosaženo roční minimální teploty. V pasu nebo nástěnný plynový kotel za to odpovídá parametr „nominální tepelný výkon“, který se měří v kW u domácích spotřebičů.

Protože jakákoli struktura má tepelnou setrvačnost, je pro výpočet potřebného výkonu kotle pro minimální teplotu obvykle používán indikátor nejchladnější pětidenní periody. Pro konkrétní oblast to lze nalézt v organizacích zapojených do sběru a zpracování meteorologických informací, nebo z tabulky 1. SNiP 23-01-99 (sloupec č. 4).

Fragment tabulky 1 z SNiP 23-01-99. Jeho pomocí získáte potřebné údaje o klimatu oblasti, kde se nachází vyhřívaný objekt

Pokud výkon kotle překročí ukazatel dostatečný pro vytápění místnosti, nevede to ke zvýšení spotřeby plynu. V takovém případě bude prostoj zařízení delší.

Někdy je důvod zvolit si kotel s mírně nižším výkonem. Taková zařízení mohou být při nákupu a provozu mnohem levnější. V tomto případě je však nutné mít k dispozici náhradní zdroj tepla (například ohřívač s plynovým generátorem), který lze použít při silných mrazech.

Hlavním ukazatelem účinnosti a účinnosti kotle je účinnost. U moderního vybavení domácnosti se pohybuje od 88 do 95%. Účinnost je registrována v pasu zařízení a používá se při výpočtu spotřeby plynu.

Vzorec uvolňující teplo

Správně spočítat spotřebu zemního nebo zkapalněného plynu pro vytápění domu o rozloze asi 150 m² potřebujete znát další ukazatel - výhřevnost (měrné spalné teplo) dodávaného paliva. Podle systému SI se měří v J / kg pro zkapalněný plyn nebo v J / m³ pro přírodní.

Držáky plynu (nádrže na skladování zkapalněného plynu) jsou charakterizovány v litrech. Chcete-li zjistit, kolik paliva vstoupí v kilogramech, můžete použít poměr 0,54 kg / 1 l

Tento indikátor má dvě hodnoty - nižší výhřevnost (H_l) a vyšší (H_h) Závisí to na vlhkosti a teplotě paliva. Při výpočtu vezměte indikátor H_l - Musíte to zjistit od dodavatele plynu.

Pokud takové informace neexistují, můžete ve výpočtech vzít následující hodnoty:

• pro zemní plyn H_l = 33,5 mJ / m³;
• pro zkapalněný plyn H_l = 45,2 mJ / kg.

Vzhledem k tomu, že 1 mJ = 278 W * h, získáme následující výhřevnosti:

• pro zemní plyn H_l = 9,3 kW * h / m³;
• pro zkapalněný plyn H_l = 12,6 kW * h / kg.

Objem plynu spotřebovaného za určité časové období V (m³ nebo kg) lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:

V = Q * E / (H_l * K)kde:

• Q - tepelné ztráty budovy (kW);
• E - doba ohřevu (h);
• H_l - minimální výhřevnost plynu (kW * h / m³);
• K - účinnost kotle.

U zkapalněného plynu rozměr H_l rovná se kW * h / kg.

Příklad výpočtu spotřeby plynu

Například si vezměte typickou prefabrikovanou dřevěnou dvoupodlažní chatku. Region - Altai Territory, Barnaul.

Velikost chaty je 10 x 8,5 m. Sklon sedlové střechy je 30 °. Tento projekt se vyznačuje teplým podkrovím, relativně velkou plochou zasklení, nepřítomností suterénu a vyčnívajícími částmi domu

Krok 1 Pro výpočet tepelných ztrát počítáme hlavní parametry domu:

• Paul Pokud není vyčištěný suterén, je možné zanedbat ztráty přes podlahu a nadaci.
• Okna. Dvoukomorové okno s dvojitým sklem "4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I": R_o = 0,75. Zasklení S_o = 40 m².
• Stěny. Plocha podélné (boční) stěny je 10 x 3,5 = 35 m². Plocha příčné (přední) stěny je 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 m². Celkový obvod budovy je tedy 150 m²a s ohledem na zasklení požadovanou hodnotu S_s = 150 - 40 = 110 m².
• Stěny. Hlavními tepelně izolačními materiály jsou lepený paprsek o tloušťce 200 mm (R_b = 1,27) a čedičová izolace, tloušťka 150 mm (R_u = 3,95). Celkový odpor přenosu tepla stěny R_s = R_b + R_u = 5.22.
• Střecha. Oteplování zcela opakuje tvar střechy. Střecha bez přesahů S_k = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Střecha. Hlavními tepelně izolačními materiály jsou podšívka o tloušťce 12,5 mm (R_v = 0,07) a čedičová izolace, tloušťka 200 mm (R_u = 5,27). Celkový odpor přenosu tepla pro střechu R_k = R_v + R_u = 5.34.
• Větrání. Nechte proud vzduchu vypočítat nikoli podle plochy domu, ale s přihlédnutím k požadavkům zajistěte hodnotu nejméně 30 m³ na osobu a hodinu. Vzhledem k tomu, že chata je trvale obýván 4 lidmi, pak L = 30 * 4 = 120 m³ / h

Krok. 2. Vypočítáme požadovaný výkon kotle. Pokud již bylo zařízení zakoupeno, lze tento krok přeskočit.

Pro naše výpočty potřebujeme znát pouze dva ukazatele plynového kotle: účinnost a jmenovitý výkon. Musí být registrováni v pasu zařízení.

Teplota nejchladnějšího pětidenního období je „–41 ° C“. Budeme mít příjemnou teplotu jako „+24 ° С“. Průměrný teplotní rozdíl v tomto období tedy bude dT = 65 ° C

Vypočítáme tepelné ztráty:

• okny: Q_o = S_o * dT / R_o = 40 x 65 / 0,75 = 3467 W;
• stěnami: Q_s = S_s * dT / R_s = 110 x 65 / 5,22 = 1370 W;
• přes střechu: Q_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W;
• díky ventilaci: Q_v = L * q * c * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 W.

Celková tepelná ztráta celého domu během studeného pětidenního období bude:

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

Pro tento modelový dům si tedy můžete vybrat plynový kotel s parametrem maximálního tepelného výkonu 10-12 kW. Pokud se k zásobování horkou vodou používá také plyn, budete muset vzít produktivnější zařízení.

Krok 3 Vypočítáme dobu topné periody a průměrnou tepelnou ztrátu.

V chladném období, když je nutné zahřívání, pochopte roční období s průměrnými denními teplotami pod 8 - 10 ° C. Proto pro výpočty můžete vzít buď sloupce č. 11-12 nebo sloupce č. 13-14 tabulky 1 SNiP 23-01-99.

Tato volba je ponechána na majitelích chaty. V tomto případě nebude žádný významný rozdíl v roční spotřebě paliva. V našem případě budeme bydlet po dobu s teplotou pod „+ 10 ° C“. Tato doba trvá 235 dní nebo E = 5640 hodin.

Při centralizovaném vytápění se zapnutí a vypnutí přívodu chladicího média provádí v souladu se stanovenými normami. Jednou z výhod soukromého domu je spuštění režimu vytápění na žádost obyvatel

Tepelná ztráta domu pro průměrnou teplotu za toto období se počítá jako v kroku 2, pouze parametr dT = 24 - (- 6,7) = 30,7 ° С. Po provedení výpočtů získáme Q = 4192 wattů.

Krok 4 Vypočítáme množství spotřebovaného plynu.

Nechte účinnost kotle K = 0,92. Objem spotřebovaného plynu (s průměrnými ukazateli minimální výhřevnosti směsi plynů) za studené období bude:

• pro zemní plyn: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 x 5640 / (9300 x 0,92) = 2763 m³;
• pro zkapalněný plyn: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 x 5640 / (12600 x 0,92) = 2040 kg.

Znáte-li cenu plynu, můžete vypočítat finanční náklady na vytápění.

Závěry a užitečné video na toto téma

Snížení spotřeby plynu vyloučením chyb spojených s izolací domů. Skutečný příklad:

Průtok plynu při známém tepelném výkonu:

Všechny výpočty tepelných ztrát lze provádět nezávisle, pouze pokud jsou známy tepelně úsporné vlastnosti materiálů, z nichž je dům postaven. Pokud je budova stará, je třeba ji nejprve zkontrolovat na zamrznutí a odstranit zjištěné problémy.

Poté je možné pomocí vzorců uvedených v článku vypočítat průtok plynu s vysokou přesností.

Prosím, zanechte komentáře v poli zpětné vazby níže. Vložte fotografii na téma článku, zeptejte se na zajímavé body. Sdílejte užitečné informace, které mohou být užitečné pro návštěvníky našich stránek.