Priemerná spotreba plynu na vykurovanie domu 150 m²: príklady výpočtov a prehľad tepelných vzorcov

Financovanie vykurovacej sezóny tvorí významnú časť rozpočtu vynaloženého na údržbu bývania.Poznať cenu a priemernú spotrebu plynu na vykurovanie domu 150 m², môžete pomerne presne určiť náklady na vykurovanie priestorov. Tieto výpočty je ľahké vykonať sami bez toho, aby ste platili za služby kúrenárov.

Všetko o normách spotreby plynu a metódach výpočtu spotreby modrého paliva sa dozviete z článku, ktorý sme predstavili. Prezradíme vám, koľko energie je potrebné na kompenzáciu tepelných strát v domácnosti počas vykurovacej sezóny. Povieme vám, aké vzorce by sa mali použiť pri výpočtoch.

Vykurovanie vidieckych chát

Pri výpočte spotreby plynu potrebného na vykurovanie domu bude najťažšia úloha výpočet tepelných strát, ktoré musí vykurovací systém počas prevádzky plne kompenzovať.

Komplex tepelných strát závisí od klímy, konštrukčných vlastností budovy, použitých materiálov a prevádzkových parametrov ventilačného systému.

Výpočet kompenzovaného množstva tepla

Vykurovací systém každej budovy musí kompenzovať jej tepelné straty Q (W) počas chladného obdobia. Stávajú sa z dvoch dôvodov:

1. výmena tepla cez obvod domu;
2. tepelné straty v dôsledku vstupu studeného vzduchu cez ventilačný systém.

Formálne, tepelné straty cez stenu a strechu Q_tp možno vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:

Q_tp = S*dT/R,

Kde:

• S - plocha (m²);
• dT – teplotný rozdiel medzi vzduchom v miestnosti a na ulici (°C);
• R – indikátor odolnosti materiálu proti prestupu tepla (m² * °C / W).

Posledný ukazovateľ (ktorý sa tiež nazýva „koeficient tepelného odporu“) je možné získať z tabuliek pripojených k stavebným materiálom alebo výrobkom.

Miera tepelných strát domu výrazne závisí od typu okna s dvojitým zasklením. Vysoká cena zateplených okien bude opodstatnená úsporou paliva

Príklad. Nechajte vonkajšiu stenu miestnosti mať plochu 12 m², z toho 2 m² zaberá okno.

Indikátory odporu prenosu tepla sú nasledovné:

• Pórobetónové tvárnice D400: R = 3.5.
• Okno s dvojitým zasklením s argónom „4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I“: R = 0.75.

V tomto prípade pri izbovej teplote „+22 °С“ a teplote na ulici – „–30 °С“ budú tepelné straty z vonkajšej steny miestnosti:

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

Tento výpočet dáva správny výsledok za predpokladu, že nedochádza k nekontrolovanej výmene vzduchu (infiltrácii).

Môže sa vyskytnúť v nasledujúcich prípadoch:

• Prítomnosť štrukturálnych chýb, ako je uvoľnené pripevnenie okenných rámov k stenám alebo odlupovanie izolačného materiálu. Treba ich eliminovať.
• Starnutie budovy, ktoré má za následok triesky, praskliny alebo dutiny v murive. V tomto prípade je potrebné zaviesť korekčné faktory do odolnosti materiálov proti prestupu tepla.

Rovnakým spôsobom je potrebné určiť tepelné straty cez strechu, ak sa objekt nachádza na najvyššom podlaží. Cez podlahu dochádza k výrazným stratám energie iba vtedy, ak je k dispozícii nevykurovaný, vetraný pivničný priestor, akým je napríklad garáž. Do zeme nejde takmer žiadne teplo.

Na výpočet indexu odporu prestupu tepla viacvrstvových materiálov je potrebné sčítať ukazovatele jednotlivých vrstiev. Zvyčajne sa na výpočty berú len tie najneteplotnejšie vodivé materiály

Zoberme si druhý dôvod tepelných strát - vetranie budovy. Spotreba energie na ohrev privádzaného vzduchu (Q_V) možno vypočítať pomocou vzorca:

Q_V = L * q * c * dT, Kde:

• L - prietok vzduchu (m³ / h);
• q - hustota vzduchu (kg/m³);
• c – merná tepelná kapacita nasávaného vzduchu (kJ/kg *°C);
• dT – teplotný rozdiel medzi vzduchom v miestnosti a na ulici (°C).

Merná tepelná kapacita vzduchu v teplotnom rozsahu, ktorý nás zaujíma [–50.. +30 °C] sa rovná 1,01 kJ / kg * ° C alebo v prepočte na rozmer, ktorý potrebujeme: 0,28 W * h / kg * °C. Hustota vzduchu závisí od teploty a tlaku, ale pre výpočty môžete vziať hodnotu 1,3 kg / m³.

Príklad. Pre izbu 12 m² pri rovnakom teplotnom rozdiele ako v predchádzajúcom príklade budú tepelné straty spôsobené vetraním:

Q_V = (12 * 3) * 1,3 * 0,28 * (22 – (– 30)) = 681 W.

Dizajnéri berú prúdenie vzduchu podľa SNiP 41-01-2003 (v našom príklade 3 m³ / h pri 1 m² plocha obytnej miestnosti), ale túto hodnotu môže vlastník stavby výrazne znížiť.

Celkovo je celková tepelná strata modelovej miestnosti:

Q = Q_tp + Q_V = 969 W.

Na výpočet tepelných strát za deň, týždeň alebo mesiac potrebujete poznať priemernú teplotu za tieto obdobia.

Z vyššie uvedených vzorcov je zrejmé, že výpočet objemu spotrebovaného plynu za krátke obdobie aj za celú chladnú sezónu sa musí vykonať s prihliadnutím na klímu oblasti, kde sa nachádza vykurované zariadenie.Preto sa osvedčené štandardné riešenia dajú použiť len pre podobné prírodné podmienky.

Na určenie podobných klimatických parametrov môžete použiť mapy priemerných mesačných teplôt v zime. Dajú sa ľahko nájsť na internete

Vďaka komplexnej geometrii domu a rôznorodosti materiálov použitých pri jeho stavbe a izolácii môžete využiť služby špecialistov na výpočet požadovaného množstva tepla.

Spôsoby, ako minimalizovať tepelné straty

Náklady na vykurovanie domu tvoria podstatnú časť nákladov na jeho údržbu. Preto je rozumné vykonávať niektoré druhy prác zameraných na zníženie tepelných strát o izolácia stropu, steny domu, izolácia podlahy a súvisiace štruktúry.

Aplikácia schémy vonkajšej izolácie a zvnútra domu môže toto číslo výrazne znížiť. To platí najmä pre staré budovy so silným opotrebovaním stien a stropov. Rovnaké dosky z penového polystyrénu môžu nielen znížiť alebo úplne odstrániť zamrznutie, ale aj minimalizovať infiltráciu vzduchu cez chránený náter.

Výrazné úspory možno dosiahnuť aj vtedy, ak letné priestory domu, ako sú verandy alebo podkrovie, nie sú napojené na kúrenie. V tomto prípade dôjde k výraznému zníženiu obvodu vykurovanej časti domu.

Použitie podkrovia len v lete výrazne šetrí náklady na vykurovanie domu v zime. V tomto prípade však musí byť strop horného poschodia dobre izolovaný

Ak prísne dodržiavate normy pre vetranie priestorov, ktoré sú predpísané v SNiP 41-01-2003, tepelné straty pri výmene vzduchu budú vyššie ako pri zamrznutí stien a strechy budovy.Tieto pravidlá sú záväzné pre projektantov a všetky právnické osoby, ak sa priestory využívajú na výrobu alebo poskytovanie služieb. Obyvatelia domu však môžu podľa vlastného uváženia znížiť hodnoty uvedené v dokumente.

Okrem toho na ohrev studeného vzduchu prichádzajúceho z ulice môžete použiť výmenníky tepla, a nie zariadenia, ktoré spotrebúvajú elektrinu alebo plyn. Bežný doskový výmenník teda dokáže ušetriť viac ako polovicu energie a zložitejšie zariadenie s chladiacou kvapalinou dokáže ušetriť asi 75 %.

Výpočet požadovaného objemu plynu

Spálený plyn musí kompenzovať tepelné straty. K tomu je potrebné okrem tepelných strát domu poznať aj množstvo energie uvoľnenej pri spaľovaní, ktoré závisí od účinnosti kotla a výhrevnosti zmesi.

Pravidlo výberu kotla

Výber ohrievača musí byť vykonaný s prihliadnutím na tepelné straty domu. Malo by to stačiť na obdobie, keď sa dosahujú ročné minimá teplôt. V pasporte poschodia resp nástenný plynový kotol Za to je zodpovedný parameter „menovitý tepelný výkon“, ktorý sa pre domáce spotrebiče meria v kW.

Pretože každá konštrukcia má tepelnú zotrvačnosť, na výpočet požadovaného výkonu kotla sa minimálna teplota zvyčajne berie z najchladnejšieho päťdňového obdobia. Pre konkrétnu oblasť ho možno nájsť v organizáciách zapojených do zberu a spracovania meteorologických informácií alebo z tabuľky 1. SNiP 23-01-99 (stĺpec č. 4).

Fragment tabuľky 1 z SNiP 01/23/99. Pomocou neho môžete získať potrebné údaje o klíme oblasti, kde sa nachádza vykurované zariadenie

Ak výkon kotla prekročí indikátor dostatočný na vykurovanie miestnosti, nevedie to k zvýšeniu spotreby plynu.V tomto prípade bude doba odstávky zariadenia dlhšia.

Niekedy je dôvod zvoliť si kotol s o niečo nižším výkonom. Takéto zariadenia môžu byť oveľa lacnejšie na nákup aj prevádzku. V tomto prípade je však potrebné mať záložný zdroj tepla (napríklad ohrievač doplnený plynovým generátorom), ktorý sa dá využiť pri veľkých mrazoch.

Hlavným ukazovateľom účinnosti a hospodárnosti kotla je faktor účinnosti. Pri modernom vybavení domácnosti sa pohybuje od 88 do 95 %. Účinnosť je uvedená v pase zariadenia a používa sa pri výpočte spotreby plynu.

Vzorec uvoľňujúci teplo

Správne vypočítať spotrebu zemného alebo skvapalneného plynu na vykurovanie domu s rozlohou asi 150 m² Je potrebné zistiť ešte jeden ukazovateľ - výhrevnosť (merné spalné teplo) dodávaného paliva. Podľa systému SI sa meria v J / kg pre skvapalnený plyn alebo v J / m³ za prirodzené.

Plynové nádrže (nádoby na skladovanie skvapalneného plynu) sú charakterizované v litroch. Ak chcete zistiť, koľko paliva v ňom bude zahrnuté v kilogramoch, môžete použiť pomer 0,54 kg / 1 l

Pre tento ukazovateľ existujú dve hodnoty - nižšia výhrevnosť (H_l) a najvyššie (H_h). Závisí to od vlhkosti a teploty paliva. Pri výpočte vezmite ukazovateľ H_l – to si musíte zistiť u svojho dodávateľa plynu.

Ak takéto informácie neexistujú, potom je možné pri výpočtoch vziať nasledujúce hodnoty:

• pre zemný plyn H_l = 33,5 mJ/m³;
• pre skvapalnený plyn H_l = 45,2 mJ/kg.

Ak vezmeme do úvahy skutočnosť, že 1 mJ = 278 W * h, získame tieto výhrevné hodnoty:

• pre zemný plyn H_l = 9,3 kW * h / m³;
• pre skvapalnený plyn H_l = 12,6 kW * h / kg.

Objem spotrebovaného plynu za určité časové obdobie V (m³ alebo kg) možno vypočítať pomocou tohto vzorca:

V = Q*E/(H_l *K), Kde:

• Q – tepelné straty budovy (kW);
• E – trvanie vykurovacieho obdobia (h);
• H_l – minimálna výhrevnosť plynu (kW * h/m³);
• K - Účinnosť kotla.

Pre rozmer skvapalneného plynu H_l rovná kW * h / kg.

Príklad výpočtu spotreby plynu

Ako príklad si vezmime typickú prefabrikovanú rámovú drevenú dvojpodlažnú chatu. Región – Altajské územie, Barnaul.

Rozmer chatky je 10 x 8,5 m.Uhol sedlovej strechy je 30°. Tento projekt sa vyznačuje teplým podkrovím, pomerne veľkou plochou zasklenia, absenciou suterénu a vyčnievajúcimi časťami domu

Krok 1. Vypočítajme hlavné parametre domu na výpočet tepelných strát:

• Poschodie. Pri absencii vetraného suterénu možno straty cez podlahu a základy zanedbať.
• okno. Jednotka s dvojitým zasklením „4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I“: R_o = 0,75. Oblasť zasklenia S_o = 40 m².
• Steny. Plocha pozdĺžnej (bočnej) steny je 10 * 3,5 = 35 m². Plocha priečnej (fasádnej) steny je 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30)/4 = 40 m². Celková obvodová plocha budovy je teda 150 m², as prihliadnutím na zasklenie požadovanú hodnotu S_s = 150 – 40 = 110 m².
• Steny. Hlavným tepelnoizolačným materiálom je lamelové drevo hrúbky 200 mm (R_b = 1,27) a čadičová izolácia, hrúbka 150 mm (R_u = 3,95). Celkový odpor prestupu tepla pre stenu R_s = R_b + R_u = 5.22.
• Strecha. Izolácia úplne kopíruje tvar strechy. Plocha strechy bez presahov S_k = 10 x 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Strecha. Hlavným tepelnoizolačným materiálom je podšívka s hrúbkou 12,5 mm (R_v = 0,07) a čadičová izolácia, hrúbka 200 mm (R_u = 5,27). Celkový odpor prestupu tepla pre strechu R_k = R_v + R_u = 5.34.
• Vetranie. Prietok vzduchu nechajte vypočítať nie podľa plochy domu, ale s prihliadnutím na požiadavky na zabezpečenie hodnoty minimálne 30 m³ na osobu za hodinu. Keďže v chate trvale bývajú 4 osoby, tak L = 30 x 4 = 120 m³ / h.

Krok. 2. Vypočítajme potrebný výkon kotla. Ak už bolo zariadenie zakúpené, tento krok je možné preskočiť.

Pre naše výpočty potrebujeme poznať iba dva ukazovatele plynového kotla: účinnosť a menovitý výkon. Musia byť zaregistrované v pase zariadenia

Teplota najchladnejšieho päťdňového obdobia je „–41 °C“. Vezmime si príjemnú teplotu ako „+24 °C“. Priemerný teplotný rozdiel za toto obdobie teda bude dT = 65 °C.

Vypočítajme tepelné straty:

• cez okná: Q_o = S_o * dT / R_o = 40 * 65 / 0,75 = 3467 W;
• cez steny: Q_s = S_s * dT / R_s = 110 * 65 / 5,22 = 1370 W;
• cez strechu: Q_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W;
• kvôli vetraniu: Q_v = L * q * c * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2 839 W.

Celková tepelná strata celého domu počas chladného päťdňového obdobia bude:

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

Pre tento modelový dom si teda môžete vybrať plynový kotol s maximálnym parametrom tepelného výkonu 10-12 kW. Ak sa plyn používa aj na zásobovanie teplou vodou, potom budete musieť vziať produktívnejšie zariadenie.

Krok 3. Vypočítajme trvanie vykurovacieho obdobia a priemerné tepelné straty.

Chladným obdobím, kedy je potrebné vykurovanie, sa rozumie obdobie s priemernými dennými teplotami pod 8-10 °C. Preto na výpočty môžete použiť buď stĺpce č. 11-12 alebo stĺpce č. 13-14 tabuľky 1 SNiP 23-01-99.

Táto voľba zostáva na majiteľoch chaty. V tomto prípade nebude významný rozdiel v ročnej spotrebe paliva. V našom prípade sa zameriame na obdobie s teplotami pod „+10 °C“. Trvanie tejto lehoty je 235 dní resp E = 5640 hodín.

Pri centralizovanom vykurovaní dochádza k zapínaniu a vypínaniu prívodu chladiacej kvapaliny podľa stanovených noriem. Jednou z výhod súkromného domu je spustenie režimu vykurovania na žiadosť obyvateľov

Tepelná strata domu pre priemernú teplotu za toto obdobie sa vypočíta rovnakým spôsobom ako v kroku 2, iba parameter dT = 24 – (– 6,7) = 30,7 °С. Po vykonaní výpočtov dostaneme Q = 4192 W.

Krok 4. Vypočítajme objem spotrebovaného plynu.

Nechajte účinnosť kotla K = 0,92. Potom objem spotrebovaného plynu (s priemernými ukazovateľmi minimálnej výhrevnosti plynnej zmesi) počas chladného obdobia bude:

• pre zemný plyn: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 m³;
• pre skvapalnený plyn: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 kg.

Keď poznáte ceny plynu, môžete si vypočítať finančné náklady na vykurovanie.

Závery a užitočné video na túto tému

Zníženie spotreby plynu odstránením chýb spojených so zatepľovaním domu. Reálny príklad:

Spotreba plynu pri známom tepelnom výkone:

Všetky výpočty tepelných strát je možné vykonať nezávisle iba vtedy, keď sú známe vlastnosti šetriace teplo materiálov, z ktorých je dom postavený. Ak je budova stará, potom je v prvom rade potrebné skontrolovať, či nie je zamrznutá a odstrániť zistené problémy.

Potom môžete pomocou vzorcov uvedených v článku vypočítať spotrebu plynu s vysokou presnosťou.

Zanechajte komentáre v bloku spätnej väzby nižšie. Uverejňujte fotografie súvisiace s témou článku, pýtajte sa na body záujmu. Zdieľajte užitočné informácie, ktoré môžu byť užitočné pre návštevníkov našej stránky.