Średnie zużycie gazu na ogrzewanie domu wynosi 150 m²: przykład obliczeń i przegląd wzorów inżynierii cieplnej

Finansowanie sezonu grzewczego stanowi znaczną część budżetu wydanego na utrzymanie mieszkań. Znając cenę i średnie zużycie gazu do ogrzewania domu 150 m², możesz dokładnie określić koszt ogrzewania pomieszczenia. Obliczenia te można łatwo wykonać samodzielnie, nie płacąc za usługi inżynierów ciepła.

Dowiesz się wszystkiego o standardach zużycia gazu i metodach obliczania zużycia gazu z naszego artykułu. Porozmawiamy o tym, ile energii potrzeba, aby zrekompensować straty ciepła w domu w sezonie grzewczym. Pokażmy, jakie formuły należy stosować w obliczeniach.

Ogrzewanie domków wiejskich

Przy obliczaniu natężenia przepływu gazu, które jest niezbędne do ogrzania domu, najtrudniejszym zadaniem będzie obliczanie strat ciepła, które muszą być w pełni skompensowane przez system grzewczy podczas pracy.

Kompleks strat ciepła zależy od klimatu, cech konstrukcyjnych budynku, zastosowanych materiałów i parametrów systemu wentylacji.

Obliczanie kompensowanego ciepła

System grzewczy każdego budynku powinien kompensować straty ciepła Q (W) w okresie zimnym. Występują z dwóch powodów:

1. przenoszenie ciepła przez obwód domu;
2. utrata ciepła w wyniku przedostania się zimnego powietrza przez system wentylacyjny.

Formalnie utrata ciepła przez ścianę i dach Q_tp można obliczyć za pomocą następującego wzoru:

Q_tp = S * dT / R,

gdzie:

• S. - powierzchnia (m²);
• dT - różnica temperatur między powietrzem wewnętrznym i zewnętrznym (° C);
• R - wskaźnik odporności na przenikanie ciepła materiałów (m² * ° C / W).

Ostatni wskaźnik (zwany również „współczynnikiem odporności termicznej”) można pobrać z tabel dołączonych do materiałów lub produktów budowlanych.

Rodzaj okna z podwójnymi szybami w znacznym stopniu zależy od wskaźnika utraty ciepła w domu. Wysoka cena izolowanych okien będzie uzasadniona oszczędnością paliwa

Przykład Niech zewnętrzna ściana pokoju ma powierzchnię 12 m²z czego 2 m² bierze okno.

Wartości rezystancji wymiany ciepła są następujące:

• Bloczki z betonu komórkowego D400: R = 3.5.
• Podwójnie oszklone okno dwukomorowe z argonem „4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I”: R = 0.75.

W takim przypadku w temperaturze pokojowej „+ 22 ° C”, a na zewnątrz - „–30 ° C” utrata ciepła zewnętrznej ściany pomieszczenia będzie wynosić:

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

To obliczenie daje prawidłowy wynik, jeśli nie ma niekontrolowanej wymiany powietrza (infiltracji).

Może wystąpić w następujących przypadkach:

• Obecność wad konstrukcyjnych, takich jak luźne dopasowanie ram okiennych do ścian lub zrywanie materiału izolacyjnego. Muszą zostać wyeliminowani.
• Starzenie się budynku, w wyniku którego w murze powstają wióry, pęknięcia lub puste przestrzenie. W takim przypadku konieczne jest wprowadzenie współczynników korekcyjnych do wskaźnika odporności materiałów na przenikanie ciepła.

W ten sam sposób konieczne jest określenie strat ciepła przez dach, jeśli obiekt znajduje się na najwyższym piętrze. Przez podłogę każda znacząca utrata energii występuje tylko wtedy, gdy istnieje nieogrzewana, wydmuchana piwnica, taka jak garaż. Ciepło prawie nie opuszcza ziemi.

Aby obliczyć odporność na przenikanie ciepła materiałów wielowarstwowych, konieczne jest podsumowanie wydajności poszczególnych warstw. Zwykle do obliczeń brane są tylko najbardziej nieprzewodzące materiały.

Rozważ drugi powód utraty ciepła - wentylację budynku. Zużycie energii na ogrzewanie powietrza nawiewanego (Q_w) można obliczyć według wzoru:

Q_w = L * q * c * dTgdzie:

• L. - zużycie powietrza (m³ / h);
• q - gęstość powietrza (kg / m³);
• c - ciepło właściwe wchodzącego powietrza (kJ / kg * ° C);
• dT - różnica temperatur między powietrzem wewnętrznym i zewnętrznym (° C).

Ciepło właściwe powietrza w interesującym nas zakresie temperatur [–50 .. +30 ° С] wynosi 1,01 kJ / kg * ° С lub pod względem wymaganego wymiaru: 0,28 W * h / kg * ° С. Gęstość powietrza zależy od temperatury i ciśnienia, ale do obliczeń można przyjąć wartość 1,3 kg / m³.

Przykład Do pomieszczenia 12 m² przy tej samej różnicy temperatur jak w poprzednim przykładzie straty ciepła w wyniku prac wentylacyjnych wynoszą:

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

Projektanci stosują przepływ powietrza zgodnie z SNiP 41-01-2003 (w naszym przykładzie 3 m³ / h na 1 m² salon), ale właściciel budynku może znacznie zmniejszyć tę wartość.

Łączna całkowita utrata ciepła w pomieszczeniu modelowym wynosi:

Q = Q_tp + Q_w = 969 watów

Aby obliczyć straty ciepła na dzień, tydzień lub miesiąc, musisz znać średnią temperaturę dla tych okresów.

Z powyższych wzorów jasno wynika, że ​​obliczenia ilości gazu zużytego zarówno przez krótki okres czasu, jak i przez cały zimny sezon należy przeprowadzić, biorąc pod uwagę klimat obszaru, w którym znajduje się ogrzewany obiekt. Dlatego możliwe jest stosowanie sprawdzonych standardowych rozwiązań tylko w podobnych warunkach środowiskowych.

Aby określić podobne parametry klimatyczne, możesz użyć map średnich miesięcznych temperatur w zimie. Można je łatwo znaleźć w Internecie.

Dzięki złożonej geometrii domu i różnorodności materiałów użytych do jego budowy i izolacji można skorzystać z usług specjalistów w celu obliczenia wymaganej ilości ciepła.

Sposoby minimalizacji strat ciepła

Koszt ogrzewania domu stanowi znaczną część kosztów jego utrzymania. Dlatego uzasadnione jest wykonanie niektórych rodzajów prac mających na celu zmniejszenie strat ciepła o izolacja sufituściany domu izolacja podłogi i powiązane projekty.

Zastosowanie schematy izolacji na zewnątrz i wewnątrz domu może znacznie zmniejszyć tę liczbę. Dotyczy to szczególnie starych budynków z silnym zużyciem ścian i podłóg. Te same płyty z pianki polistyrenowej pozwalają nie tylko zmniejszyć lub całkowicie wyeliminować zamarzanie, ale także zminimalizować infiltrację powietrza przez chronioną powłokę.

Znaczące oszczędności można również osiągnąć, jeśli letnie części domu, takie jak weranda lub poddasze, nie są podłączone do ogrzewania. W takim przypadku nastąpi znaczne zmniejszenie obwodu ogrzewanej części domu.

Korzystanie z podłogi na poddaszu tylko w lecie znacznie zmniejsza koszty ogrzewania domu w zimie. Jednak w tym przypadku sufit na piętrze powinien być dobrze izolowany

Jeśli ściśle przestrzegasz standardów wentylacji pomieszczeń, które są określone w SNiP 41-01-2003, wówczas straty ciepła z wymiany powietrza będą wyższe niż z zamrożenia ścian i dachu budynku. Zasady te są obowiązkowe dla projektantów i wszelkich osób prawnych, jeśli pomieszczenia są wykorzystywane do produkcji lub świadczenia usług. Jednak mieszkańcy domu mogą, według własnego uznania, zmniejszyć wartości wskazane w dokumencie.

Ponadto wymienniki ciepła mogą służyć do podgrzewania zimnego powietrza napływającego z ulicy, a nie do urządzeń zużywających prąd lub gaz. Tak więc zwykły płytowy wymiennik ciepła może zaoszczędzić ponad połowę energii, a bardziej złożone urządzenie z czynnikiem chłodzącym może zaoszczędzić około 75%.

Obliczanie wymaganej objętości gazu

Gaz palny musi kompensować straty ciepła. W tym celu, oprócz strat ciepła w domu, konieczne jest poznanie ilości energii uwalnianej podczas spalania, która zależy od wydajności kotła i wartości opałowej mieszanki.

Reguła wyboru kotła

Wyboru grzejnika należy dokonać z uwzględnieniem strat ciepła w domu. Powinno wystarczyć na okres, w którym roczna minimalna temperatura zostanie osiągnięta. W paszporcie lub ścienny kocioł gazowy odpowiada za to parametr „nominalnej mocy cieplnej” mierzony w kW dla urządzeń gospodarstwa domowego.

Ponieważ jakakolwiek konstrukcja ma bezwładność cieplną, do obliczenia niezbędnej wydajności kotła dla minimalnej temperatury zwykle przyjmuje się wskaźnik najzimniejszego pięciodniowego okresu. W przypadku konkretnego obszaru można go znaleźć w organizacjach zajmujących się gromadzeniem i przetwarzaniem informacji meteorologicznej lub z tabeli 1. SNiP 23-01-99 (kolumna nr 4).

Fragment tabeli 1 z SNiP 23-01-99. Za jego pomocą można uzyskać niezbędne dane na temat klimatu w obszarze, w którym znajduje się ogrzewany obiekt

Jeśli moc kotła przekroczy wskaźnik wystarczający do ogrzania pomieszczenia, nie prowadzi to do wzrostu zużycia gazu. W takim przypadku przestój sprzętu będzie dłuższy.

Czasami istnieje powód, aby wybrać kocioł o nieco niższej mocy. Takie urządzenia mogą być znacznie tańsze przy zakupie i obsłudze. Jednak w tym przypadku konieczne jest posiadanie zapasowego źródła ciepła (na przykład grzejnika z generatorem gazu), którego można używać w przypadku silnych mrozów.

Głównym wskaźnikiem wydajności i wydajności kotła jest wydajność. W przypadku nowoczesnego sprzętu gospodarstwa domowego wynosi on od 88 do 95%. Wydajność jest rejestrowana w paszporcie urządzenia i służy do obliczania zużycia gazu.

Formuła uwalniania ciepła

Aby poprawnie obliczyć zużycie gazu ziemnego lub skroplonego do ogrzewania domu o powierzchni około 150 m² musisz znać inny wskaźnik - wartość opałową (ciepło właściwe spalania) dostarczonego paliwa. Zgodnie z układem SI mierzy się go w J / kg dla skroplonego gazu lub w J / m³ dla naturalnego.

Pojemniki na gaz (zbiorniki do przechowywania skroplonego gazu) charakteryzują się w litrach. Aby dowiedzieć się, ile paliwa wejdzie do niego w kilogramach, możesz zastosować stosunek 0,54 kg / 1 l

Istnieją dwie wartości tego wskaźnika - niższa wartość opałowa (H._l) i wyżej (H._h) To zależy od wilgotności i temperatury paliwa. Przy obliczaniu weź wskaźnik H._l - Musisz dowiedzieć się od dostawcy gazu.

Jeśli nie ma takich informacji, w obliczeniach można przyjąć następujące wartości:

• dla gazu ziemnego H._l = 33,5 mJ / m³;
• dla skroplonego gazu H._l = 45,2 mJ / kg.

Biorąc pod uwagę, że 1 mJ = 278 W * h, otrzymujemy następujące wartości opałowe:

• dla gazu ziemnego H._l = 9,3 kW * h / m³;
• dla skroplonego gazu H._l = 12,6 kW * h / kg.

Objętość gazu zużywanego przez określony czas V. (m³ lub kg) można obliczyć za pomocą następującego wzoru:

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

• Q - strata ciepła w budynku (kW);
• E - czas trwania okresu ogrzewania (h);
• H._l - minimalna wartość opałowa gazu (kW * h / m³);
• K. - sprawność kotła.

W przypadku skroplonego gazu wymiar H._l równa kW * h / kg.

Przykład obliczenia zużycia gazu

Na przykład weź typowy drewniany dwupiętrowy domek z prefabrykowanej ramy. Region - Terytorium Ałtaju, Barnauł.

Wielkość domku wynosi 10 x 8,5 m. Nachylenie dachu dwuspadowego wynosi 30 °. Projekt ten charakteryzuje się ciepłym poddaszem, stosunkowo dużą powierzchnią oszklenia, brakiem piwnicy i wystającymi częściami domu

Krok 1 Obliczamy główne parametry domu do obliczania strat ciepła:

• Paul W przypadku braku oczyszczonej piwnicy straty przez podłogę i fundament można zaniedbać.
• Okna Dwukomorowe okno dwukomorowe „4M1 - 16Ar - 4M1 - 16Ar - 4I”: R_o = 0,75. Powierzchnia przeszklenia S._o = 40 m².
• Ściany Powierzchnia ściany podłużnej (bocznej) wynosi 10 * 3,5 = 35 m². Obszar ściany poprzecznej (przedniej) wynosi 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 m². Zatem całkowity obwód budynku wynosi 150 m², a biorąc pod uwagę przeszklenie, pożądaną wartość S._s = 150–40 = 110 m².
• Ściany Głównymi materiałami termoizolacyjnymi są belka klejona o grubości 200 mm (R_b = 1,27) i izolacja bazaltowa o grubości 150 mm (R_u = 3,95). Całkowity opór wymiany ciepła dla ściany R_s = R_b + R_u = 5.22.
• Dach Ocieplenie całkowicie powtarza kształt dachu. Powierzchnia dachu bez nawisów S._k = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Dach Głównymi materiałami termoizolacyjnymi są podszewka o grubości 12,5 mm (R_v = 0,07) i izolacja bazaltowa o grubości 200 mm (R_u = 5,27). Całkowity opór przenikania ciepła dla dachu R_k = R_v + R_u = 5.34.
• Wentylacja Niech natężenie przepływu powietrza będzie obliczane nie według powierzchni domu, ale uwzględniając wymagania, należy zapewnić wartość co najmniej 30 m³ na osobę na godzinę. Ponieważ domek jest stale zamieszkany przez 4 osoby, więc L. = 30 * 4 = 120 m³ / h

Krok 2) Obliczamy wymaganą moc kotła. Jeśli sprzęt został już zakupiony, ten krok można pominąć.

Do naszych obliczeń potrzebne są tylko dwa wskaźniki kotła gazowego: sprawność i moc znamionowa. Muszą być zarejestrowane w paszporcie urządzenia.

Temperatura najzimniejszego pięciodniowego okresu wynosi „–41 ° C”. Przyjmiemy komfortową temperaturę jako „+24 ° С”. Zatem średnia różnica temperatur w tym okresie będzie wynosić dT = 65 ° C.

Obliczamy straty ciepła:

• przez okna: Q_o = S._o * dT / R_o = 40 * 65 / 0,75 = 3467 W;
• przez ściany: Q_s = S._s * dT / R_s = 110 * 65 / 5,22 = 1370 W;
• przez dach: Q_k = S._k * dT / R_k = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W;
• z powodu wentylacji: Q_v = L. * q * c * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 W.

Całkowita strata ciepła w całym domu podczas zimnego pięciodniowego okresu będzie wynosić:

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

Dlatego dla tego modelu domu możesz wybrać kocioł gazowy o parametrze maksymalnej mocy cieplnej 10-12 kW. Jeśli gaz służy również do dostarczania ciepłej wody, będziesz musiał wziąć bardziej wydajne urządzenie.

Krok 3 Obliczamy czas trwania okresu grzewczego i średnią stratę ciepła.

W zimnych porach roku, gdy konieczne jest ogrzewanie, należy rozumieć porę ze średnią dzienną temperaturą poniżej 8-10 ° C. Dlatego do obliczeń można wziąć kolumny 11-12 lub kolumny 13-14 tabeli 1 SNiP 23-01-99.

Ten wybór należy do właścicieli domku. W takim przypadku nie będzie znaczącej różnicy w rocznym zużyciu paliwa. W naszym przypadku będziemy mieszkać w okresie o temperaturze poniżej „+ 10 ° C”. Czas ten wynosi 235 dni lub E = 5640 godzin.

Dzięki scentralizowanemu ogrzewaniu włączanie i wyłączanie doprowadzania chłodziwa odbywa się zgodnie z ustalonymi standardami. Jedną z zalet prywatnego domu jest uruchomienie trybu ogrzewania na życzenie mieszkańców

Stratę ciepła w domu dla średniej temperatury w tym okresie oblicza się jak w kroku 2, tylko parametr dT = 24 - (- 6,7) = 30,7 ° С. Po wykonaniu obliczeń otrzymujemy Q = 4192 watów.

Krok 4 Obliczamy ilość zużytego gazu.

Niech sprawność kotła K. = 0,92. Następnie objętość zużytego gazu (z uśrednionymi wskaźnikami minimalnej wartości opałowej mieszanki gazowej) dla zimnego okresu będzie wynosić:

• dla gazu ziemnego: V. = Q * E / (H._l * K.) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 m³;
• dla skroplonego gazu: V. = Q * E / (H._l * K.) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 kg.

Znając cenę gazu, możesz obliczyć koszty finansowe ogrzewania.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Zmniejszenie zużycia gazu poprzez wyeliminowanie błędów związanych z izolacją domu. Prawdziwy przykład:

Przepływ gazu przy znanej mocy cieplnej:

Wszystkie obliczenia strat ciepła można przeprowadzić niezależnie tylko wtedy, gdy znane są właściwości oszczędzania ciepła materiałów, z których zbudowany jest dom. Jeśli budynek jest stary, należy przede wszystkim sprawdzić, czy nie jest zamrożony i wyeliminować zidentyfikowane problemy.

Następnie, korzystając ze wzorów przedstawionych w artykule, można obliczyć przepływ gazu z dużą dokładnością.

Zostaw komentarz w polu opinii poniżej. Zamieść zdjęcie na temat artykułu, zadawaj pytania dotyczące zainteresowanych punktów. Udostępniaj przydatne informacje, które mogą być przydatne dla odwiedzających naszą stronę.