La consommation moyenne de gaz pour chauffer une maison est de 150 m²: un exemple de calculs et un aperçu des formules de génie thermique

Le financement de la saison de chauffage représente une part importante du budget consacré à l'entretien du logement. Connaître le prix et la consommation moyenne de gaz pour chauffer une maison à 150 m², vous pouvez déterminer avec précision le coût de chauffage des locaux. Ces calculs sont faciles à faire par eux-mêmes sans avoir à payer pour les services d'ingénieurs en chaleur.

Vous apprendrez tout sur les normes de consommation de gaz et les méthodes de calcul de la consommation de gaz dans notre article. Nous parlerons de la quantité d'énergie nécessaire pour compenser la perte de chaleur d'une maison pendant la saison de chauffage. Voyons quelles formules doivent être utilisées dans les calculs.

Chauffage des chalets

Lors du calcul du débit de gaz nécessaire pour chauffer une maison, la tâche la plus difficile sera calcul des pertes de chaleur, qui doit être entièrement compensé par le système de chauffage pendant le fonctionnement.

Le complexe des pertes de chaleur dépend du climat, des caractéristiques de conception du bâtiment, des matériaux utilisés et des paramètres du système de ventilation.

Calcul de la chaleur compensée

Le système de chauffage de tout bâtiment doit compenser sa perte de chaleur Q (W) dans la période froide. Ils se produisent pour deux raisons:

1. transfert de chaleur à travers le périmètre de la maison;
2. perte de chaleur due à l'air froid entrant par le système de ventilation.

Formellement, la perte de chaleur à travers le mur et le toit Q_tp peut être calculé à l'aide de la formule suivante:

Q_tp = S * dT / R,

où:

• S - surface (m²);
• dT - différence de température entre l'air intérieur et extérieur (° C);
• R - un indicateur de résistance au transfert de chaleur des matériaux (m² * ° C / W).

Le dernier indicateur (également appelé «coefficient de résistance thermique») peut être extrait des tableaux joints aux matériaux ou produits de construction.

Le type de fenêtre à double vitrage dépend de manière significative de l'indicateur de perte de chaleur à la maison. Le prix élevé des fenêtres isolées sera justifié en raison de l'économie de carburant

Un exemple. Laissez le mur extérieur de la pièce avoir une superficie de 12 m²dont 2 m² prend une fenêtre.

Les indicateurs de résistance au transfert de chaleur sont les suivants:

• Blocs de béton cellulaire D400: R = 3.5.
• Fenêtre à double vitrage à double chambre avec argon “4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I": R = 0.75.

Dans ce cas, à température ambiante «+ 22 ° C» et à l'extérieur - «–30 ° C», la perte de chaleur de la paroi extérieure de la pièce sera:

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

Ce calcul donne le résultat correct s'il n'y a pas d'échange d'air incontrôlé (infiltration).

Cela peut se produire dans les cas suivants:

• La présence de défauts structurels, tels qu'un ajustement lâche des cadres de fenêtre aux murs ou un décollement du matériau isolant. Ils doivent être éliminés.
• Vieillissement du bâtiment, à la suite duquel des éclats, des fissures ou des vides se forment dans la maçonnerie. Dans ce cas, il est nécessaire d'introduire des facteurs de correction dans l'indicateur de résistance au transfert thermique des matériaux.

De la même manière, il est nécessaire de déterminer la perte de chaleur à travers le toit, si l'objet est situé au dernier étage. À travers le plancher, toute perte d'énergie importante ne se produit que s'il y a un sous-sol non chauffé et soufflé, comme un garage. La chaleur quitte à peine la terre.

Pour calculer la résistance au transfert de chaleur des matériaux multicouches, il est nécessaire de résumer les performances des couches individuelles. Habituellement, seuls les matériaux les plus non conducteurs sont pris en compte pour les calculs.

Considérez la deuxième raison de la perte de chaleur - la ventilation du bâtiment. Consommation d'énergie pour chauffer l'air soufflé (Q_dans) peut être calculé par la formule:

Q_dans = L * q * c * dToù:

• L - consommation d'air (m³ / h);
• q - densité de l'air (kg / m³);
• c - chaleur spécifique de l'air entrant (kJ / kg * ° C);
• dT - différence de température entre l'air intérieur et extérieur (° C).

La chaleur spécifique de l'air dans la plage de température qui nous intéresse [–50 .. +30 ° С] est égale à 1,01 kJ / kg * ° С ou en termes de dimension requise: 0,28 W * h / kg * ° С. La densité de l'air dépend de la température et de la pression, mais pour les calculs, vous pouvez prendre une valeur de 1,3 kg / m³.

Un exemple. Pour chambre 12 m² avec la même différence de température que dans l'exemple précédent, les pertes de chaleur dues aux travaux de ventilation seront:

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

Les concepteurs prennent le débit d'air selon SNiP 41-01-2003 (dans notre exemple 3 m³ / h à 1 m² salon), mais cette valeur peut être considérablement réduite par le propriétaire de l'immeuble.

La perte totale de chaleur totale de la pièce modèle est:

Q = Q_tp + Q_dans = 969 watts

Pour calculer la perte de chaleur par jour, semaine ou mois, vous devez connaître la température moyenne pour ces périodes.

D'après les formules ci-dessus, il est clair que le calcul du volume de gaz consommé à la fois pour une courte période et pour toute la saison froide doit être effectué en tenant compte du climat de la zone où se trouve l'objet chauffé. Par conséquent, il est possible d'utiliser des solutions standard éprouvées uniquement pour des conditions environnementales similaires.

Pour déterminer des paramètres climatiques similaires, vous pouvez utiliser les cartes des températures mensuelles moyennes en hiver. Ils peuvent être facilement trouvés sur Internet.

Avec la géométrie complexe de la maison et la variété des matériaux utilisés dans sa construction et son isolation, vous pouvez utiliser les services de spécialistes pour calculer la quantité de chaleur requise.

Façons de minimiser les pertes de chaleur

Le coût de chauffage d'une maison représente une part importante du coût de son entretien. Par conséquent, il est raisonnable d'effectuer certains types de travaux visant à réduire les pertes de chaleur en isolation du plafondles murs de la maison isolation du sol et les dessins associés.

Candidature schémas d'isolation à l'extérieur et à l'intérieur de la maison peut réduire considérablement ce chiffre. Cela est particulièrement vrai pour les bâtiments anciens avec une forte usure des murs et des sols. Les mêmes plaques en mousse de polystyrène permettent non seulement de réduire ou d'éliminer complètement le gel, mais aussi de minimiser l'infiltration d'air à travers le revêtement protégé.

Des économies importantes peuvent également être réalisées si les zones d'été de la maison, comme la véranda ou le grenier, ne sont pas raccordées au chauffage. Dans ce cas, il y aura une réduction significative du périmètre de la partie chauffée de la maison.

L'utilisation du plancher du grenier uniquement en été réduit considérablement le coût de chauffage de la maison en hiver. Cependant, dans ce cas, le plafond de l'étage supérieur doit être bien isolé

Si vous suivez strictement les normes de ventilation des locaux, qui sont prescrites dans le SNiP 41-01-2003, alors la perte de chaleur par échange d'air sera plus élevée que par le gel des murs et du toit du bâtiment. Ces règles sont obligatoires pour les concepteurs et toutes les personnes morales si les locaux sont utilisés pour la production ou la prestation de services. Cependant, les résidents de la maison peuvent, à leur discrétion, réduire les valeurs indiquées dans le document.

De plus, les échangeurs de chaleur peuvent être utilisés pour chauffer l'air froid provenant de la rue, plutôt que les appareils qui consomment de l'électricité ou du gaz. Ainsi, un échangeur de chaleur à plaques ordinaire peut économiser plus de la moitié de l'énergie, et un appareil plus complexe avec un liquide de refroidissement peut économiser environ 75%.

Calcul du volume de gaz requis

Le gaz combustible doit compenser les pertes de chaleur. Pour cela, en plus des déperditions de chaleur à domicile, il faut connaître la quantité d'énergie dégagée lors de la combustion, qui dépend de l'efficacité de la chaudière et du pouvoir calorifique du mélange.

Règle de sélection de chaudière

Le choix du chauffage doit être effectué en tenant compte des déperditions de chaleur à domicile. Cela devrait être suffisant pour la période où la température minimale annuelle est atteinte. Dans le passeport ou chaudière à gaz murale le paramètre «puissance thermique nominale», mesuré en kW pour les appareils électroménagers, en est responsable.

Étant donné que toute structure a une inertie thermique, pour calculer la capacité de chaudière nécessaire pour la température minimale, l'indicateur de la période de cinq jours la plus froide est généralement pris. Pour un domaine particulier, il peut être trouvé dans les organisations impliquées dans la collecte et le traitement des informations météorologiques, ou dans le tableau 1. SNiP 23-01-99 (colonne n ° 4).

Un fragment du tableau 1 du SNiP 23-01-99. En l'utilisant, vous pouvez obtenir les données nécessaires sur le climat de la zone où se trouve l'objet chauffé

Si la puissance de la chaudière dépasse l'indicateur suffisant pour chauffer la pièce, cela n'entraîne pas une augmentation de la consommation de gaz. Dans ce cas, le temps d'arrêt de l'équipement sera plus long.

Parfois, il y a une raison de choisir une chaudière de puissance légèrement inférieure. De tels appareils peuvent être beaucoup moins chers lors de l'achat et de l'utilisation. Cependant, dans ce cas, il est nécessaire d'avoir une source de chaleur de rechange (par exemple, un appareil de chauffage avec un générateur de gaz), qui peut être utilisé en cas de fortes gelées.

Le principal indicateur de l'efficacité et de l'efficacité de la chaudière est l'efficacité. Pour les équipements ménagers modernes, elle varie de 88 à 95%. L'efficacité est enregistrée dans le passeport de l'appareil et elle est utilisée dans le calcul de la consommation de gaz.

Formule de dégagement de chaleur

Pour calculer correctement la consommation de gaz naturel ou liquéfié pour le chauffage d'une maison d'une superficie d'environ 150 m² vous devez connaître un autre indicateur - le pouvoir calorifique (chaleur spécifique de combustion) du combustible fourni. Selon le système SI, elle est mesurée en J / kg pour le gaz liquéfié ou en J / m³ pour naturel.

Les récipients à gaz (réservoirs de stockage de gaz liquéfié) sont caractérisés en litres. Pour savoir combien de carburant y entrera en kilogrammes, vous pouvez appliquer un rapport de 0,54 kg / 1 l

Il existe deux valeurs de cet indicateur - un pouvoir calorifique inférieur (H_l) et supérieur (H_h) Cela dépend de l'humidité et de la température du carburant. Lors du calcul, prenez un indicateur H_l - Vous devez le trouver auprès du fournisseur de gaz.

S'il n'y a pas de telles informations, alors dans les calculs, vous pouvez prendre les valeurs suivantes:

• pour le gaz naturel H_l = 33,5 mJ / m³;
• pour gaz liquéfié H_l = 45,2 mJ / kg.

Étant donné que 1 mJ = 278 W * h, nous obtenons les valeurs calorifiques suivantes:

• pour le gaz naturel H_l = 9,3 kW * h / m³;
• pour gaz liquéfié H_l = 12,6 kW * h / kg.

Volume de gaz consommé sur une certaine période de temps V (m³ ou kg) peut être calculé à l'aide de la formule suivante:

V = Q * E / (H_l * K)où:

• Q - perte de chaleur du bâtiment (kW);
• E - durée de la période de chauffage (h);
• H_l - pouvoir calorifique minimal du gaz (kW * h / m³);
• K - efficacité de la chaudière.

Pour le gaz liquéfié, dimension H_l égal à kW * h / kg.

Exemple de calcul de la consommation de gaz

Par exemple, prenez un chalet à deux étages à ossature préfabriquée typique. Région - Territoire de l'Altaï, Barnaul.

La taille du chalet est de 10 x 8,5 m et la pente du toit à pignon est de 30 °. Ce projet se caractérise par un grenier chaleureux, une surface vitrée relativement grande, l'absence de sous-sol et des parties saillantes de la maison

Étape 1 Nous calculons les principaux paramètres de la maison pour calculer la perte de chaleur:

• Paul En l'absence de sous-sol purgé, les pertes par le sol et les fondations peuvent être négligées.
• Les fenêtres. Fenêtre à double vitrage double chambre "4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I": R_o = 0,75. Surface vitrée S_o = 40 m².
• Les murs. L'aire de la paroi longitudinale (latérale) est de 10 * 3,5 = 35 m². L'aire de la paroi transversale (avant) est de 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 m². Ainsi, le périmètre total du bâtiment est de 150 m², et en tenant compte du vitrage, la valeur souhaitée S_s = 150 - 40 = 110 m².
• Les murs. Les principaux matériaux calorifuges sont des poutres collées de 200 mm d'épaisseur (R_b = 1,27) et isolation basalte, 150 mm d'épaisseur (R_u = 3,95). La résistance totale de transfert de chaleur pour le mur R_s = R_b + R_u = 5.22.
• Le toit. Le réchauffement répète complètement la forme du toit. Surface de toit sans porte-à-faux S_k = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Le toit. Les principaux matériaux d'isolation thermique sont la doublure, d'une épaisseur de 12,5 mm (R_v = 0,07) et isolation basalte, 200 mm d'épaisseur (R_u = 5,27). La résistance totale de transfert de chaleur pour le toit R_k = R_v + R_u = 5.34.
• Ventilation. Laissez la consommation d'air être calculée non pas en fonction de la superficie de la maison, mais en tenant compte des exigences, assurez-vous d'une valeur d'au moins 30 m³ par personne et par heure. Puisque le chalet est constamment habité par 4 personnes, alors L = 30 * 4 = 120 m³ / h

Étape. 2. Nous calculons la puissance de chaudière requise. Si l'équipement a déjà été acheté, cette étape peut être ignorée.

Pour nos calculs, il ne faut connaître que deux indicateurs d'une chaudière à gaz: le rendement et la puissance nominale. Ils doivent être enregistrés dans le passeport de l'appareil.

La température de la période de cinq jours la plus froide est de «–41 ° C». Nous prendrons une température confortable comme "+24 ° С". Ainsi, la différence de température moyenne sur cette période sera dT = 65 ° C

Nous calculons la perte de chaleur:

• à travers les fenêtres: Q_o = S_o * dT / R_o = 40 * 65 / 0,75 = 3467 W;
• à travers les murs: Q_s = S_s * dT / R_s = 110 * 65 / 5,22 = 1370 W;
• à travers le toit: Q_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W;
• grâce à la ventilation: Q_v = L * q * c * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 W.

La perte de chaleur totale de toute la maison pendant la période froide de cinq jours sera de:

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

Ainsi, pour cette maison modèle, vous pouvez choisir une chaudière à gaz avec un paramètre de puissance thermique maximale de 10-12 kW. Si le gaz est également utilisé pour fournir de l'eau chaude, vous devrez prendre un appareil plus productif.

Étape 3 Nous calculons la durée de la période de chauffage et la perte de chaleur moyenne.

Pendant la saison froide, lorsque le chauffage est nécessaire, comprenez la saison avec des températures moyennes quotidiennes inférieures à 8-10 ° C. Par conséquent, pour les calculs, vous pouvez prendre les colonnes n ° 11-12 ou les colonnes n ° 13-14 du tableau 1 du SNiP 23-01-99.

Ce choix est laissé aux propriétaires du chalet. Dans ce cas, il n'y aura pas de différence significative dans la consommation annuelle de carburant. Dans notre cas, nous nous attarderons sur une période avec une température inférieure à «+ 10 ° C». La durée de cette période est de 235 jours ou E = 5640 heures.

Avec le chauffage centralisé, la mise sous et hors tension de l'alimentation en liquide de refroidissement s'effectue conformément aux normes établies. L'un des avantages d'une maison privée est le lancement d'un mode de chauffage à la demande des résidents

La perte de chaleur de la maison pour la température moyenne pour cette période est calculée comme à l'étape 2, seul le paramètre dT = 24 - (- 6,7) = 30,7 ° С. Après avoir effectué les calculs, nous obtenons Q = 4192 watts.

Étape 4 Nous calculons la quantité de gaz consommée.

Laissez l'efficacité de la chaudière K = 0,92. Ensuite, le volume de gaz consommé (avec des indicateurs moyens de la valeur calorifique minimale du mélange de gaz) pour la période de temps froid sera:

• pour le gaz naturel: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 m³;
• pour le gaz liquéfié: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 kg.

Connaissant le prix du gaz, vous pouvez calculer les coûts financiers du chauffage.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Réduire la consommation de gaz en éliminant les erreurs associées à l'isolation de la maison. Exemple réel:

Débit de gaz à la puissance thermique connue:

Tous les calculs de perte de chaleur ne peuvent être effectués indépendamment que lorsque les propriétés d'économie de chaleur des matériaux dont la maison est construite sont connues. Si le bâtiment est ancien, il faut d'abord le vérifier pour le gel et éliminer les problèmes identifiés.

Après cela, en utilisant les formules présentées dans l'article, il est possible de calculer le débit de gaz avec une grande précision.

Veuillez laisser des commentaires dans la boîte de commentaires ci-dessous. Postez une photo sur le sujet de l'article, posez des questions sur les points intéressés. Partagez des informations utiles qui peuvent être utiles aux visiteurs de notre site.