Il consumo medio di gas per il riscaldamento di una casa è di 150 m²: un esempio di calcoli e una panoramica delle formule di ingegneria termica

Il finanziamento della stagione di riscaldamento è una parte significativa del budget speso per la manutenzione degli alloggi. Conoscere il prezzo e il consumo medio di gas per il riscaldamento di una casa 150 m², puoi determinare con precisione il costo del riscaldamento dei locali. Questi calcoli sono facili da fare da soli senza pagare per i servizi degli ingegneri del calore.

Imparerai tutto sugli standard e sui metodi di consumo del gas per il calcolo del consumo di gas dal nostro articolo. Parleremo di quanta energia è necessaria per compensare la perdita di calore di una casa durante la stagione di riscaldamento. Ti mostriamo quali formule dovrebbero essere utilizzate nei calcoli.

Riscaldamento di case di campagna

Quando si calcola la portata del gas necessaria per riscaldare una casa, il compito più difficile sarà calcolo delle perdite di calore, che deve essere completamente compensato dal sistema di riscaldamento durante il funzionamento.

Il complesso delle perdite di calore dipende dal clima, dalle caratteristiche di progettazione dell'edificio, dai materiali utilizzati e dai parametri del sistema di ventilazione.

Calcolo del calore compensato

Il sistema di riscaldamento di qualsiasi edificio dovrebbe compensare la sua perdita di calore Q (W) nel periodo freddo. Si verificano per due motivi:

1. trasferimento di calore attraverso il perimetro della casa;
2. perdita di calore dovuta all'aria fredda che entra attraverso il sistema di ventilazione.

Formalmente, perdita di calore attraverso il muro e il tetto Q_m può essere calcolato utilizzando la seguente formula:

Q_m = S * dT / R,

dove:

• S - superficie (m²);
• dT - differenza di temperatura tra aria interna ed esterna (° C);
• R - un indicatore di resistenza al trasferimento di calore dei materiali (m² * ° C / W).

L'ultimo indicatore (chiamato anche "coefficiente di resistenza termica") può essere preso dalle tabelle allegate a materiali o prodotti da costruzione.

Il tipo di finestra a doppi vetri dipende in modo significativo dall'indicatore della perdita di calore a casa. Il prezzo elevato delle finestre isolate sarà giustificato dal risparmio di carburante

Un esempio Lascia che il muro esterno della stanza abbia una superficie di 12 m²di cui 2 m² prende una finestra.

Gli indicatori di resistenza al trasferimento di calore sono i seguenti:

• Blocchi di calcestruzzo aerato D400: R = 3.5.
• Doppi vetri per finestre a doppia camera con argon “4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I": R = 0.75.

In questo caso, a temperatura ambiente “+ 22 ° C” e all'aperto - “–30 ° C” la perdita di calore della parete esterna della stanza sarà:

• Q_m (parete) = 10 * (22 - (- 30)) / 3,5 = 149 W:
• Q_m (finestra) = 2 * (22 - (- 30)) / 0,75 = 139 W:
• Q_m = Q_m (muro) + Q_m (finestra) = 288 watt.

Questo calcolo fornisce il risultato corretto se non vi è scambio d'aria incontrollato (infiltrazione).

Può verificarsi nei seguenti casi:

• La presenza di difetti strutturali, come la perdita di aderenza degli infissi alle pareti o il distacco del materiale isolante. Devono essere eliminati.
• Invecchiamento dell'edificio, a seguito del quale si formano frammenti, crepe o vuoti nella muratura. In questo caso, è necessario introdurre fattori di correzione nell'indicatore della resistenza al trasferimento di calore dei materiali.

Allo stesso modo, è necessario determinare la perdita di calore attraverso il tetto, se l'oggetto si trova all'ultimo piano. Attraverso il pavimento, qualsiasi perdita significativa di energia si verifica solo se vi è un seminterrato non riscaldato, spento, come un garage. Il calore non lascia quasi mai la terra.

Per calcolare la resistenza al trasferimento di calore dei materiali multistrato, è necessario riassumere le prestazioni dei singoli strati. Di solito, solo i materiali più non conduttivi vengono presi per i calcoli.

Considera il secondo motivo per la perdita di calore: la ventilazione dell'edificio. Consumo di energia per il riscaldamento dell'aria di mandata (Q_in) può essere calcolato con la formula:

Q_in = L * q * c * dTdove:

• L - consumo d'aria (m³ / h);
• q - densità dell'aria (kg / m³);
• c - calore specifico dell'aria in entrata (kJ / kg * ° C);
• dT - differenza di temperatura tra aria interna ed esterna (° C).

Il calore specifico dell'aria nell'intervallo di temperatura che ci interessa [–50 .. +30 ° С] è pari a 1,01 kJ / kg * ° С o in termini della dimensione richiesta: 0,28 W * h / kg * ° С. La densità dell'aria dipende dalla temperatura e dalla pressione, ma per i calcoli è possibile assumere un valore di 1,3 kg / m³.

Un esempio Per camera 12 m² con la stessa differenza di temperatura dell'esempio precedente, le perdite di calore dovute a lavori di ventilazione saranno:

Q_in = (12 * 3) * 1.3 * 0,28 * (22 - (- 30)) = 681 W.

I progettisti prendono il flusso d'aria secondo SNiP 41-01-2003 (nel nostro esempio 3 m³ / ha 1 m² area soggiorno), ma questo valore può essere notevolmente ridotto dal proprietario dell'edificio.

La perdita di calore totale totale della stanza del modello è:

Q = Q_m + Q_in = 969 watt

Per calcolare la perdita di calore al giorno, settimana o mese, è necessario conoscere la temperatura media per questi periodi.

Dalle formule di cui sopra è chiaro che il calcolo del volume di gas consumato sia per un breve periodo di tempo sia per l'intera stagione fredda deve essere effettuato tenendo conto del clima dell'area in cui si trova l'oggetto riscaldato. Pertanto, è possibile utilizzare soluzioni standard collaudate solo per condizioni ambientali simili.

Per determinare parametri climatici simili, è possibile utilizzare le mappe delle temperature medie mensili in inverno. Possono essere facilmente trovati su Internet.

Con la complessa geometria della casa e la varietà di materiali utilizzati nella sua costruzione e isolamento, è possibile utilizzare i servizi di specialisti per calcolare la quantità di calore richiesta.

Modi per ridurre al minimo la perdita di calore

Il costo del riscaldamento di una casa è una parte significativa del costo della sua manutenzione. Pertanto, è ragionevole eseguire alcuni tipi di lavoro volti a ridurre la perdita di calore entro isolamento del soffittole pareti della casa isolamento del pavimento e relativi disegni.

applicazione schemi di isolamento all'esterno e all'interno della casa può ridurre significativamente questa cifra. Ciò è particolarmente vero per i vecchi edifici con forte usura di pareti e pavimenti. Le stesse piastre in schiuma di polistirene consentono non solo di ridurre o eliminare completamente il congelamento, ma anche di ridurre al minimo le infiltrazioni d'aria attraverso il rivestimento protetto.

Significativi risparmi si possono ottenere anche se le aree estive della casa, come la veranda o l'attico, non sono collegate al riscaldamento. In questo caso, ci sarà una riduzione significativa del perimetro della parte riscaldata della casa.

L'uso del piano attico solo in estate consente di risparmiare in modo significativo il costo del riscaldamento della casa in inverno. Tuttavia, in questo caso, il soffitto del piano superiore dovrebbe essere ben isolato

Se si seguono rigorosamente gli standard di ventilazione dei locali, che sono prescritti in SNiP 41-01-2003, la perdita di calore dovuta allo scambio d'aria sarà maggiore rispetto al congelamento delle pareti e del tetto dell'edificio. Queste regole sono obbligatorie per i progettisti e tutte le persone giuridiche se i locali sono utilizzati per la produzione o la fornitura di servizi. Tuttavia, i residenti della casa possono a loro discrezione ridurre i valori indicati nel documento.

Inoltre, gli scambiatori di calore possono essere utilizzati per riscaldare l'aria fredda proveniente dalla strada, piuttosto che apparecchi che consumano elettricità o gas. Quindi un normale scambiatore di calore a piastre può risparmiare più della metà dell'energia e un dispositivo più complesso con un refrigerante può risparmiare circa il 75%.

Calcolo del volume richiesto di gas

Il gas combustibile deve compensare la perdita di calore. Per questo, oltre alla perdita di calore in casa, è necessario conoscere la quantità di energia rilasciata durante la combustione, che dipende dall'efficienza della caldaia e dal potere calorifico della miscela.

Regola di selezione della caldaia

La scelta del riscaldatore deve essere effettuata tenendo conto della perdita di calore a casa. Dovrebbe essere sufficiente per il periodo in cui viene raggiunta la temperatura minima annuale. Nel passaporto o caldaia a gas a parete il parametro "Potenza termica nominale", che è misurato in kW per gli elettrodomestici, è responsabile di questo.

Poiché qualsiasi struttura presenta inerzia termica, per calcolare la capacità della caldaia necessaria per la temperatura minima, viene solitamente utilizzato l'indicatore del periodo di cinque giorni più freddo. Per una particolare area, può essere trovato nelle organizzazioni coinvolte nella raccolta e nell'elaborazione delle informazioni meteorologiche, o dalla tabella 1. SNiP 23-01-99 (colonna n. 4).

Un frammento della tabella 1 di SNiP 23-01-99. Usandolo, è possibile ottenere i dati necessari sul clima dell'area in cui si trova l'oggetto riscaldato

Se la potenza della caldaia supera l'indicatore sufficiente per riscaldare l'ambiente, ciò non comporta un aumento del consumo di gas. In questo caso, i tempi di fermo macchina saranno più lunghi.

A volte c'è un motivo per scegliere una caldaia di potenza leggermente inferiore. Tali dispositivi possono essere molto più economici al momento dell'acquisto e del funzionamento. Tuttavia, in questo caso, è necessario disporre di una fonte di calore di riserva (ad esempio un riscaldatore con un generatore di gas), che può essere utilizzato in caso di forti gelate.

L'indicatore principale dell'efficienza e dell'efficienza della caldaia è l'efficienza. Per le moderne apparecchiature domestiche, va dall'88 al 95%. L'efficienza è registrata nel passaporto del dispositivo e viene utilizzata nel calcolo del consumo di gas.

Formula di rilascio del calore

Per calcolare correttamente il consumo di gas naturale o liquefatto per il riscaldamento di una casa con una superficie di circa 150 m² è necessario conoscere un altro indicatore: il potere calorifico (calore specifico della combustione) del combustibile fornito. Secondo il sistema SI, è misurato in J / kg per gas liquefatto o in J / m³ per naturale.

I supporti per gas (serbatoi per lo stoccaggio di gas liquefatto) sono caratterizzati da litri. Per scoprire la quantità di carburante immessa in chilogrammi, è possibile applicare un rapporto di 0,54 kg / 1 l

Esistono due valori di questo indicatore: potere calorifico inferiore (H_l) e versioni successive (H_h). Dipende dall'umidità e dalla temperatura del carburante. Nel calcolo prendere un indicatore H_l - È necessario informarsi presso il fornitore di gas.

Se non ci sono tali informazioni, nei calcoli è possibile prendere i seguenti valori:

• per gas naturale H_l = 33,5 mJ / m³;
• per gas liquefatto H_l = 45.2 mJ / kg.

Dato che 1 mJ = 278 W * h, otteniamo i seguenti valori calorifici:

• per gas naturale H_l = 9,3 kW * h / m³;
• per gas liquefatto H_l = 12,6 kW * h / kg.

Volume di gas consumato per un certo periodo di tempo V (m³ o kg) può essere calcolato utilizzando la seguente formula:

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

• Q - perdita di calore dell'edificio (kW);
• E - durata del periodo di riscaldamento (h);
• H_l - potere calorifico minimo del gas (kW * h / m³);
• K - efficienza della caldaia.

Per gas liquefatto, dimensione H_l pari a kW * h / kg.

Esempio di calcolo del consumo di gas

Ad esempio, prendi un tipico cottage a due piani in legno con telaio prefabbricato. Regione - Territorio dell'Altai, Barnaul.

La dimensione della casa è di 10 x 8.5 m. La pendenza del tetto a due falde è di 30 °. Questo progetto è caratterizzato da una soffitta calda, un'area relativamente ampia di vetri, l'assenza di un seminterrato e parti sporgenti della casa

Passaggio 1 Calcoliamo i parametri principali della casa per il calcolo della perdita di calore:

• Paul. In assenza di uno scantinato purificato, si possono trascurare le perdite attraverso il pavimento e le fondamenta.
• Le finestre. Doppi vetri per finestre a doppia camera "4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I": R_o = 0,75. Area vetrata S_o = 40 m².
• Le pareti. L'area della parete longitudinale (laterale) è 10 * 3,5 = 35 m². L'area della parete trasversale (anteriore) è 8,5 * 3,5 + 8,5² * TG(30) / 4 = 40 m². Pertanto, il perimetro totale dell'edificio è di 150 m²e tenendo conto del vetro, il valore desiderato S_s = 150 - 40 = 110 m².
• Le pareti. I principali materiali termoisolanti sono travi incollate, spessore 200 mm (R_B = 1,27) e isolamento in basalto, spessore 150 mm (R_u = 3,95). La resistenza totale al trasferimento di calore per la parete R_s = R_B + R_u = 5.22.
• Il tetto. Il riscaldamento ripete completamente la forma del tetto. Area del tetto senza sporgenze S_k = 10 * 8.5 / cos (30) = 98 m².
• Il tetto. I principali materiali termoisolanti sono fodere, spessore 12,5 mm (R_v = 0,07) e isolamento in basalto, spessore 200 mm (R_u = 5,27). La resistenza totale al trasferimento di calore per il tetto R_k = R_v + R_u = 5.34.
• Ventilazione. Lasciare che la portata d'aria non sia calcolata in base all'area della casa, ma tenendo conto dei requisiti, garantire un valore di almeno 30 m³ per persona all'ora. Dal momento che il cottage è costantemente abitato da 4 persone, quindi L = 30 * 4 = 120 m³ / h

Step. 2. Calcoliamo la potenza della caldaia richiesta. Se l'apparecchiatura è già stata acquistata, è possibile saltare questo passaggio.

Per i nostri calcoli, è necessario conoscere solo due indicatori di una caldaia a gas: efficienza e potenza nominale. Devono essere registrati nel passaporto del dispositivo.

La temperatura del periodo di cinque giorni più freddo è "–41 ° C". Prenderemo una temperatura confortevole come "+24 ° С". Pertanto, la differenza di temperatura media in questo periodo sarà dT = 65 ° C.

Calcoliamo la perdita di calore:

• attraverso le finestre: Q_o = S_o * dT / R_o = 40 * 65 / 0,75 = 3467 O;
• attraverso i muri: Q_s = S_s * dT / R_s = 110 * 65 / 5.22 = 1370 O;
• attraverso il tetto: Q_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5.34 = 1199 O;
• a causa della ventilazione: Q_v = L * q * c * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 W.

La perdita di calore totale di tutta la casa durante il freddo periodo di cinque giorni sarà:

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

Pertanto, per questa casa modello, è possibile scegliere una caldaia a gas con un parametro di potenza termica massima di 10-12 kW. Se viene utilizzato anche gas per fornire acqua calda, dovrai prendere un dispositivo più produttivo.

Passaggio 3 Calcoliamo la durata del periodo di riscaldamento e la perdita di calore media.

Sotto la stagione fredda, quando è necessario il riscaldamento, capire la stagione con temperature medie giornaliere inferiori a 8-10 ° C. Pertanto, per i calcoli, puoi prendere le colonne n. 11-12 o le colonne n. 13-14 della tabella 1 di SNiP 23-01-99.

Questa scelta è lasciata ai proprietari del cottage. In questo caso, non vi sarà alcuna differenza significativa nel consumo annuale di carburante. Nel nostro caso, ci soffermeremo su un periodo con una temperatura inferiore a "+ 10 ° C". La durata di questo periodo è di 235 giorni o E = 5640 ore.

Con il riscaldamento centralizzato, l'accensione e lo spegnimento dell'alimentazione del refrigerante avviene secondo gli standard stabiliti. Uno dei vantaggi di una casa privata è il lancio di una modalità di riscaldamento su richiesta dei residenti

La perdita di calore della casa per la temperatura media per questo periodo viene calcolata come nel passaggio 2, solo il parametro dT = 24 - (- 6.7) = 30.7 ° С. Dopo aver eseguito i calcoli, otteniamo Q = 4192 watt.

Passaggio 4 Calcoliamo la quantità di gas consumato.

Lasciare l'efficienza della caldaia K = 0.92. Quindi il volume di gas consumato (con indicatori medi del potere calorifico minimo della miscela di gas) per il periodo di tempo freddo sarà:

• per gas naturale: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0.92) = 2763 m³;
• per gas liquefatto: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 kg.

Conoscendo il prezzo del gas, è possibile calcolare i costi finanziari del riscaldamento.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Ridurre il consumo di gas eliminando gli errori associati all'isolamento domestico. Vero esempio:

Flusso di gas alla potenza termica nota:

Tutti i calcoli della perdita di calore possono essere eseguiti in modo indipendente solo quando sono note le proprietà di risparmio di calore dei materiali di cui è costruita la casa. Se l'edificio è vecchio, quindi prima di tutto è necessario controllarlo per il congelamento ed eliminare i problemi identificati.

Successivamente, utilizzando le formule presentate nell'articolo, è possibile calcolare il flusso di gas con elevata precisione.

Si prega di lasciare commenti nella casella di feedback qui sotto. Pubblica una foto sull'argomento dell'articolo, fai domande sui punti interessati. Condividi informazioni utili che potrebbero essere utili ai visitatori del nostro sito.