Consumo de gás para aquecer uma casa 100 m²: características de cálculo para gás liquefeito e natural + exemplos com fórmulas

Certamente você já ouviu várias vezes que as caldeiras a gás não têm concorrentes em termos de eficiência. Mas, veja bem, o ceticismo saudável nunca será prejudicial - como se costuma dizer, confie, mas verifique. Portanto, antes de decidir sobre a instalação e operação dos equipamentos a gás, é necessário calcular e pensar minuciosamente em tudo.

Sugerimos que você se familiarize com as etapas e fórmulas de cálculo que determinam o consumo de gás para aquecer uma casa a 100 m² levando em consideração todos os fatores significativos. Tendo se familiarizado com os cálculos, você pode fazer sua própria conclusão sobre como é lucrativo usar o combustível azul como fonte de energia térmica.

Fórmulas de carga térmica e fluxo de gás

O consumo de gás é indicado convencionalmente pela letra latina V e é determinado pela fórmula:

V = Q / (n / 100 x q)Onde

Q é a carga de calor no aquecimento (kW / h), q é o valor calorífico do gás (kW / m³), ​​n é a eficiência da caldeira a gás, expressa em porcentagem.

O consumo de gás principal é medido em metros cúbicos por hora (m³ / h), de gás liquefeito em litros ou quilogramas por hora (l / h, kg / h).

A taxa de fluxo de gás é calculada antes de projetar o sistema de aquecimento, escolhendo uma caldeira, fonte de energia e depois é facilmente controlada usando medidores

Vamos considerar em detalhes o que as variáveis ​​nesta fórmula significam e como defini-las.

O conceito de "carga de calor" é dado na lei federal "Sobre fornecimento de calor". Mudando a redação ligeiramente oficial, simplesmente dizemos que essa é a quantidade de energia térmica transferida por unidade de tempo para manter uma temperatura confortável na sala.

No futuro, também usaremos o conceito de “energia térmica”, portanto, ao mesmo tempo, também definiremos em relação aos nossos cálculos. Energia térmica é a quantidade de energia térmica que uma caldeira a gás pode produzir por unidade de tempo.

A carga térmica é determinada de acordo com o MDK 4-05.2004 através de cálculos de engenharia de calor.

Fórmula simplificada:

Q = V x AT x K / 860.

Aqui V é o volume da sala, obtido pela multiplicação da altura do teto, da largura e do comprimento do piso.

ΔT é a diferença entre a temperatura do ar fora do edifício e a temperatura necessária na sala aquecida. Para os cálculos, são utilizados os parâmetros climáticos fornecidos em SP 131.13330.2012.

Para obter os indicadores mais precisos do fluxo de gás, são utilizadas fórmulas que levam em consideração a localização das janelas - os raios do sol aquecem a sala, reduzindo a perda de calor

K é o coeficiente de perda de calor, mais difícil de determinar com precisão devido à influência de muitos fatores, incluindo o número e a posição das paredes externas em relação aos pontos cardeais e ao regime de vento no inverno; número, tipo e tamanho das janelas, portas de entrada e varanda; tipo de construção e materiais de isolamento térmico usados ​​e assim por diante.

No envelope do edifício, há áreas com maior transferência de calor - pontes frias, por causa das quais o consumo de combustível pode aumentar significativamente

Se necessário, execute o cálculo com um erro dentro de 5%, é melhor realizar uma auditoria térmica da casa.

Se os requisitos de cálculo não forem tão rigorosos, você poderá usar os valores médios do coeficiente de perda de calor:

• maior grau de isolamento térmico - 0,6-0,9;
• isolamento térmico de um grau médio - 1-1,9;
• baixo isolamento térmico - 2-2,9;
• falta de isolamento térmico - 3-4.

Alvenaria dupla, janelas pequenas com vidros duplos de três câmaras, sistema de cobertura isolada, uma fundação poderosa, isolamento térmico usando materiais com baixa condutividade térmica - tudo isso indica o coeficiente mínimo de perda de calor em sua casa.

Com alvenaria dupla, mas o telhado e janelas usuais com caixilharia dupla, o coeficiente aumenta para os valores médios. Os mesmos parâmetros, mas uma única alvenaria e um telhado simples são sinais de baixo isolamento térmico. A falta de isolamento térmico é típica para casas de campo.

Vale a pena cuidar da economia de energia térmica já na fase de construção de uma casa, isolando paredes, telhados e fundações e instalando janelas com várias câmaras.

Escolhendo o valor do coeficiente mais adequado para o isolamento da sua casa, substituímos na fórmula de cálculo a carga de calor. A seguir, de acordo com a fórmula, calculamos consumo de gás manter um microclima confortável em uma casa de campo.

Consumo de gás para exemplos específicos

Para determinar qual será o consumo de gás natural ao aquecer uma casa térrea de 100m2, primeiro você precisa determinar a carga de calor.

Cálculo da carga térmica

Para obter os dados mais precisos sobre o volume aquecido da casa, o volume de cada divisão e salas auxiliares onde é necessário manter o calor é calculado separadamente. As medições de comprimento e largura são realizadas ao longo dos rodapés usando fita métrica convencional ou a laser.

Vamos facilitar: pegue a altura do teto por 2,5 metros, multiplique pela área indicada e obtenha o volume da casa V = 250 m³.

Se a sala tiver uma forma arquitetônica complexa, uma divisão em retângulos, triângulos e círculos for realizada, a área de cada uma delas será calculada e somada

Para determinar ΔT, a coluna 6 é usada na tabela 3.1 do SP 131.13330.2012. Aqui é indicada a temperatura do ar do período mais frio, calculada com base nas temperaturas médias mensais.

Encontramos o nome do assentamento onde o objeto aquecido está localizado. Suponha que seja Bryansk, portanto, o valor desejado é -12 ° C. A temperatura nas salas de acordo com GOST R 51617-2000 deve estar na faixa de 18 a 24 ° C. Tomamos o valor médio de 22 ° C, obtemos ΔT = 34 ° C.

Determinamos o grau de isolamento térmico da casa e aplicamos o coeficiente correspondente. No contexto do aumento dos preços dos refrigerantes, a maioria dos proprietários procura melhorar a eficiência energética do aquecimento, melhorando o isolamento térmico de suas casas, por isso é bastante razoável usar o primeiro indicador do grau médio de isolamento térmico, que é 1.

Trazemos todos os valores de acordo com a fórmula:

250 m³ × 34 ° C × 1/860 = 9,88 kW / h.

Aplicamos a regra de arredondamento ao número inteiro mais próximo e obtemos Q = 10 kW / h.

Não negligencie o controle automático - defina diferentes modos de aquecimento para o dia e a noite para fornecer um microclima confortável, independentemente da temperatura fora da janela e, ao mesmo tempo, economize até 30% de gás

Lembre-se de que fizemos apenas cálculo de engenharia de calor em casa, e agora na fila está o cálculo do consumo de gás. Mas, por enquanto, será apropriado fazer uma pequena digressão e esclarecer que a carga de aquecimento pode ser calculada de maneira simplificada.

notar que poder da caldeira a gás pode ser calculado para um objeto em particular, levando em consideração todas as nuances técnicas. De acordo com os dados médios, 100 W / h de energia térmica cai em cada metro do espaço habitacional padrão. Consequentemente, para uma casa de 100 m² esse indicador será 100 W / h × 100 m2 = 10.000 W / h ou 10 kW / h.

Nesse caso, os cálculos pela fórmula e um método simplificado deram o mesmo resultado, mas esse nem sempre é o caso, e a diferença geralmente atinge 20% ou mais. Além disso, os engenheiros de calor recomendam comprar caldeiras turboalimentadas e atmosféricas sempre com uma margem de 20 a 25%, com a expectativa da possibilidade de cobrir perdas de calor em dias com temperaturas criticamente baixas.

Consumo de gás de tronco

Para o cálculo, você precisa conhecer a eficiência da caldeira a gás. Você pode vê-lo nas especificações técnicas indicadas na documentação anexa. Escolheremos um modelo adequado para a casa da área especificada.

O principal critério de seleção será a energia térmica da unidade. Seu valor é muito próximo do valor da carga de calor e pode ser calculado usando a mesma fórmula, mas a temperatura do período mais frio de cinco dias é levada em consideração ou um coeficiente crescente de 1,3 é aplicado, porque a caldeira deve ter energia suficiente para manter o calor na casa, mesmo nas geadas mais severas.

Portanto, para aquecer 100 m² Você precisará de uma caldeira com capacidade de cerca de 13 kW. Eficiência (n) de muitos modelos caldeiras a gás de parede, por exemplo, agregados da marca NEVA, é de 92,5%. Usaremos esse valor em nossos cálculos.

Devido às características de projeto da câmara de combustão, aumentando a eficiência dos trocadores de calor, usando o calor latente do vapor de água, a eficiência das caldeiras a gás modernas excede 90%

O valor calorífico, ou, alternativamente, o calor específico da combustão (q) depende da marca do gás usado. Que tipo de gás é fornecido à sua casa é melhor verificar com a empresa de fornecimento de gás.

Por padrão, substituímos na fórmula um valor arredondado correspondente ao gás G20 com o menor valor calorífico Hi, ou seja, 9,5 kWh / m³. Preste atenção às unidades de medida - kilowatts são usados, não megajoules.

Todos os valores necessários são definidos e resta reduzi-los à fórmula:

V = 10 / (92,5 / 100 × 9,5). V = 1,1 m³ / h.

Assim, o consumo de gás principal no aquecimento de uma casa com área de 100 m² com uma altura de teto de 2,5 metros é um pouco mais de 1,1 metros cúbicos por hora. 24,2 metros cúbicos por dia, respectivamente.

Agora é fácil descobrir quanto gás é necessário para toda a estação de aquecimento. De acordo com os regulamentos estaduais, a temperatura média diária ao ar livre não excede 8 ° C durante a estação de aquecimento. Na faixa do meio, esse período dura de 15 de outubro a 15 de abril (183 dias).

Como flutuações significativas de temperatura ocorrem neste momento, a vazão diária do gás é dividida por 2 e depois multiplicada por 183. Ou seja, serão necessários cerca de 2214,3 metros cúbicos de gás principal para a estação de aquecimento.

Quanto de propano-butano é necessário para a estação de aquecimento

As caldeiras a gás modernas são projetadas para usar não apenas o gás principal, mas também o liquefeito. Para abastecer a quantidade necessária de combustível, não são usados ​​cilindros comuns, mas tanques mais espaçosos - suportes para gás.

O uso de tanques de gás resolve o problema de armazenar combustíveis liquefeitos de petróleo, suficientes para aquecer uma casa de 100 metros quadrados.m, durante toda a estação de aquecimento na zona de clima temperado

Ao calcular o fluxo de gás liquefeito necessário para aquecer uma casa de 100 m2, a mesma metodologia é usada, mas os valores de algumas variáveis ​​na fórmula mudam.

Para as necessidades domésticas, é fornecida uma mistura liquefeita de propano-butano.

Seu valor calorífico é de 12,8 kW / kg. Substitua este parâmetro na fórmula e obtenha:

V = 10 / (92,5 / 100 × 12,8). V = 0,8 kg / h.

Ao trabalhar com combustível liquefeito, a eficiência do equipamento diminui, portanto o consumo de gás aumenta em cerca de 10% e chega a 0,88 kg / h por dia. A correção pode ser diferente para o seu modelo de caldeira. O valor específico é indicado na documentação em anexo.

Agora calculamos a quantidade necessária de gás para a estação de aquecimento: 0,88 × 24 × 183 = 3865 kg. Esse valor também precisa ser dividido por 2, devido a flutuações de temperatura. Resultado final: para a estação de aquecimento são necessários 1932,5 kg de propano-butano.

Será útil converter quilogramas em litros. Com base nos dados de referência, 540 gramas de mistura liquefeita de propano-butano correspondem a 1 litro. Ou seja, durante todo o período da estação de aquecimento, serão necessários 3578 litros de gás liquefeito.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Você tem cuidado com a energia térmica, mas seu vizinho tem menos consumo? O autor do vídeo decidiu compartilhar sua própria experiência no uso de GLP para aquecer uma casa. Talvez essa informação seja útil para você.

Um controlador de temperatura e um sensor de temperatura podem ajudar a reduzir significativamente os custos de gás durante a estação de aquecimento? O vídeo demonstra como isso acontece na prática.

Para determinar o próximo consumo de gás para aquecimento, não é necessário um ensino superior. Sabendo como as operações matemáticas mais simples são realizadas, você calculará os parâmetros necessários com um erro aceitável.

Ao longo do caminho, você pode identificar pontos fracos em sua casa, minimizar a perda de calor, eliminar o vazamento de calor para o exterior e, como resultado, aproveitar ao máximo o combustível azul.

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