При выборе котельного оборудования для отопления возникает беспокойство о его энергопотреблении. Ответ появится при работе отопительной системы и подсчете расхода газа котлом.
Квалифицированные продавцы-консультанты обычно решают большую часть вопросов, а при необходимости помощь могут оказать компетентные инженеры. Однако желательно обладать хотя бы общими сведениями.
В статье узнайте о методах расчета потребления энергоресурсов и важных факторах, которые необходимо учитывать при расчётах. Здесь вас ждут не только формулы, но и примеры. В конце статьи — советы по снижению газопотребления.
Что влияет на расход газа?
Потребление топлива зависит от мощности котла: чем мощнее агрегат, тем больше газа тратится. Внешние факторы на эту связь сильно не действуют.
Даже при минимальной мощности двадцати-киловаттного устройства расход топлива будет превышать расход десяти-киловаттного устройства, работающего на максимальной мощности.
Далее учитывается тип котла и принцип его работы.
- открытая или закрытая камера сгорания;
- конвекционный или конденсационный;
- обычный дымоход или коаксиальный;
- один контур или два контура;
- наличие автоматических датчиков.
В закрытой камере топливо сжигается эффективнее, чем в открытой. КПД конденсационного агрегата достигает 98-100% благодаря встроенному дополнительному теплообменнику для конденсации паров в продуктах сгорания, в отличие от 90-92% у конвекционного агрегата.
С коаксиальным дымоходом Повышается КПД: холодный воздух с улицы нагревается выхлопной трубой, разогретой работой котла. Второе контур приводит к большему расходу газа, но котел обслуживает одновременно две системы — отопление и горячее водоснабжение.
Автоматические датчики измеряют температуру снаружи и регулируют работу котла для достижения оптимального режима.
В качестве третьего фактора оцениваем техническое состояние оборудования и качество используемого газа. Наличие накипи и окалины на стенках теплообменника снижает эффективность передачи тепла, что требует повышения мощности для компенсации потерь.
К сожалению, газ может содержать воду и другие примеси, но вместо предъявления претензий поставщикам мы увеличиваем мощность регулятора на несколько делений.
Также существуют такие факторы как площадь отапливаемых помещений, естественная убыль тепла, продолжительность отопительного сезона и погодные особенности. Чем больше площадь, высота потолков и количество этажей, тем больше топлива понадобится для обогрева помещения.
Потери тепла через оконные и дверные проёмы, стены и крышу всегда присутствуют. Зимние температуры варьируются: бывают тёплые зимы и суровые морозы – погода непредсказуема, но объём потребляемого газа для отопления напрямую от неё зависит.
Быстрый предварительный расчет
Оценить расход газа вашего газового котла можно достаточно легко.
Отталкиваться можно от объёма либо площади помещения для обогрева.
- В первом варианте применяем норму 30-40 ватт на кубический метр.
- во втором случае — 100 Вт/кв. м.
Нормативы рассчитаны на помещения с высотой потолков до трех метров. Жители южных регионов могут уменьшить цифры на 20-25%, а северные области, наоборот, должны увеличить их в полтора или два раза. В результате во втором случае получится 75-80 Вт/кв.м или 200 Вт/кв.м.
Умножив нормативы на объем или площадь, получим мощность в ваттах. мощности котла Для согревания комнаты требуется оборудование, которое использует природный газ. Поскольку современные системы отопления с использованием газа расходуют 0,112 кубических метра газа для производства 1 киловатта тепла, … .
Производим повторное умножение — теперь норматив потребления газа (0,112) на мощность котла из предыдущего расчета (не забудьте перевести ватты в киловатты). Результат покажет приблизительный расход газа за час.
Котел функционирует 15-16 часов в день. Определим суточный расход газа. Зная его величину, легко рассчитать расход на месяц и весь отопительный сезон. Расчёты приблизительные, но годятся для понимания принципа расчёта и ожидаемого газового расхода.
Пример.
Допустим, площадь помещения равна 100 м².
Рассчитаем мощность котла: 100 Вт/кв. м * 100 м² = 10000 Вт (или 10 кВт).
Рассчитаем расход газа в час: 0,112 куб. м * 10 кВт = 1,12 куб. м/час.
Рассмотрим расход газа в течение суток (16 часов работы), месяца (30 дней) и всего отопительного сезона (7 месяцев).
1,12 куб. м * 16 = 17,92 куб. м
17,92 куб. м * 30 = 537,6 куб. м
537,6 куб. м * 7 = 3763,2 куб. м
Можно вычислить месячную и сезонную потребляемую мощность котла в киловатт-часах, затем перевести результат в расход газа.
10 кВт * 24/3*2 * 30 = 4800 кВт/час — за месяц
0,112 куб.м * 4800 кВт/час = 537,6 куб. м
4800 кВт/час * 7 = 33600 кВт/час — за сезон
0,112 куб.м * 33600 кВт/час = 3763,2 куб. м
Необходимо рассчитать стоимость по текущему тарифу на газ. Если в проекте предусмотрена двухконтурная система отопления и нагрева воды, мощность оборудования и расход газа увеличатся. напольными газовыми котлами отопления еще 25%.
Котел подключен на магистральный газопровод
Рассмотрим способ расчета расхода природного газа для оборудования, размещенного в жилом помещении с подключением к магистральной газовой сети.
Расчет расхода газа в формулах
Для более точного расчёта мощности газоотопительных агрегатов используют формулу.
Мощность котла = Qт * К,
где
Qт — планируемые теплопотери, кВт;
К — поправочный коэффициент (от 1,15 до 1,2).
Рассчитывают планируемые теплопотери (в ваттах) следующим образом:
Qт = S * ∆t * k / R,
где
S — суммарная площадь ограждающих поверхностей, кв. м;
∆t — перепад внутренней/наружной температур, °C;
k — коэффициент рассеивания;
R — значение теплового сопротивления материала, м2•°C/Вт.
Значение коэффициента рассеивания:
- деревянное строение, металлическая конструкция (3,0 — 4,0);
- Фундамент из одного кирпича, старые оконные проемы и крыша (2,0 – 2,9).
- Двухэтажное строение с кирпичной кладкой, обычным кровельным покрытием, дверями и окнами (с первой по девятую позицию).
- Структурное исполнение включает стены, крышу и пол с термоизоляцией. В качестве остекления использованы двухкамерные стеклопакеты с показателем теплопередачи от 0,6 до 1,0.
Формула для определения максимально возможного годового потребления газа, исходя из полученной мощности:
Объем газа = Qmax / (Qр * ŋ),
где
Qmax — мощность оборудования, ккал/час;
Qр Содержание тепла в природном газе достигает 8000 килокалорий на кубический метр.
ŋ — КПД котла.
Чтобы вычислить расход газа, умножьте значения, взятые из технического паспорта котла и строительных руководств из интернета.
Использование формул на примере
Предположим, что у нас есть здание площадью 100 квадратных метров. Высота здания составляет 5 метров, ширина — 10 метров, длина — 10 метров. В здании двенадцать окон размером 1,5 на 1,4 метра. Внутренняя температура 20 градусов по Цельсию, внешняя — минус 15 градусов.
Считаем площадь ограждающих поверхностей:
- Пол 10 * 10 = 100 кв. м
- Кровля: 10 * 10 = 100 кв. м
- Окна: 1,5 * 1,4 * 12 шт. = 25,2 кв. м
- Стены: (10 + 10 + 10 + 10) * 5 = 200 кв. м
За минусом окон: 200 – 25,2 = 174,8 кв. м
Формула расчета теплового сопротивления материалов.
R = d / λ, где
d – толщина материала, м
λ – коэффициент теплопроводности материала, Вт/[м•°С].
Рассчитываем R:
- Для пола (бетонная стяжка 8 см + минвата 150 кг/м3 х 10 см) R (пол) = 0,08 / 1,75 + 0,1 / 0,037 = 0,14 + 2,7 = 2,84 (м2•°C/Вт)
- Для кровли (сэндвич-панели из минваты 12 см) R (кровля) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (м2•°C/Вт)
- Для окон (двухкамерный стеклопакет) R (окна) = 0,49 (м2•°C/Вт)
- Теплопроводность для стен (панели из минеральной ваты толщиной 12 см) равна 0,12 / 0,037 = 3,24 м. 2•°C/Вт)
Коэффициенты теплопроводности различных материалов были взяты из справочника.
Теперь посчитаем тепловые потери.
Q (пол) = 100 м2 * 20 °С * 1/ 2,84 (м2*К)/Вт = 704,2 Вт = 0,8 кВт
Q (кровля) = 100 м2 * 35 °С *1 / 3,24 (м2*К)/Вт = 1080,25 Вт = 8,0 кВт
Q (окна) = 25,2 м2 * 35 °С * 1/ 0,49 (м2*К)/Вт = 1800 Вт = 6,3 кВт
Q (стены) = 174,8 м2 * 35 °С * 1/ 3,24 (м2*К)/Вт = 1888,3 Вт = 5,5 кВт
Теплопотери ограждающих конструкций:
Q (общ) = 704,2 + 1080,25 + 1800 + 1888,3 = 5472,75 Вт/ч
Можно также учесть теплопотери на вентиляцию. Для подогрева 1 метра куба воздуха… 3 Для нагревания одного кубического метра воздуха с -15°С до +20°С необходимо 15,5 Вт тепла. Человек за минуту вдыхает около 9 литров воздуха (0,54 кубометра в час).
Если в доме проживает шестеро человек, им нужно 3,24 кубических метра воздуха в час (0,54 * 6). Потери тепла за счёт вентиляции составляют 50,22 Вт (15,5 * 3,24).
И суммарные теплопотери: 5472,75 Вт/ч + 50,22 Вт = 5522,97 Вт = 5,53 кВт.
Проведя теплотехнический расчетВначале определяем мощность котла, а потом расход газа за час в кубических метрах.
Мощность котла = 5,53 * 1,2 = 6,64 кВт (округлим до 7 кВт).
Для расчета потребления газа воспользуемся формулой. Преобразуем показатель мощности из киловатт в килокалории: 7 кВт равно 6018,9 ккал. КПД котла примем равным 92% (производители современных напольных газовых котлов указывают данный показатель в диапазоне от 92 до 98%).
Максимальный часовой расход газа = 6018,9 / (8000 * 0,92) = 0,82 м3/ч.
Котел питается от газгольдера или баллона
Формула Объем газа = Qmax / (Qр * ŋ) применима для расчёта потребности в топливе разных видов, включая сжиженный газ. Рассмотрим пример из предыдущего раздела: мощность котла равна 7 кВт. Если для работы такого котла требуется 0,82 м… 3Если известно потребление природного газа, то сколько понадобится пропан-бутана?
Для расчета необходима теплотворная способность. Теплотворная характеристика сжиженных углеводородов составляет 46,8 МДж/кг или 25,3 МДж/л. В киловатт-часах — 13,0 кВт*ч/кг и 7,0 кВт*ч/л соответственно.
Примем эффективность газового отопительного котла равной 92% и определим необходимое количество газа за час.
Объем газа = 7 / (13 * 0,92) = 0,59 кг/ч
Один литр сжиженного газа весит 0,54 килограмма, за час котел сожжет 1,1 литра пропана-бутана. Рассчитаем количество сжиженного газа, потребляемого газовым котлом в сутки и за месяц.
При работе котла в течение 16 часов в сутки расход составит 17,6 литра. За месяц (30 дней) потребление составит 528 литров. В обычном баллоне емкостью 50 литров находится около 42 литров газа. Таким образом, на дом площадью 100 квадратных метров… 2 потребуется 528 / 42 = 13 баллонов на месяц.
Установка газового резервуара предпочтительнее по сравнению с заменой пустых баллонов на полные. За весь отопительный сезон его достаточно дозаправлять 2-3 раза.
Как минимизировать потребление газа
Чтобы тратить меньше на газ для напольного котла и не удивляться высокой цене следующей квитанции, прислушайтесь к этим советам.
Во-первых, обратите внимание на конденсационный котел Сегодня самым экономичным является этот вариант. Его эффективность составляет 98-100% и более. Стоимость высока, но быстро окупается. Прочитайте отзывы покупателей о каждой модели.
Без нагрева воды подойдёт одноконтурный вариант котла. Двухконтурная система потребляет на 20-25% больше газа, чем нужно.
Второе важное условие — качественное утепление не только стен, но и крыши, пола с фундаментом и подвалом. Установите на окна энергосберегающие стеклопакеты. Изучите дом тепловизором, чтобы обнаружить все точки холода и устранить их. На входе в дом (в коридор, холл, прихожую) установите теплый пол.
В качестве третьего пункта следует применять таймеры и датчики. Настройка температуры нагрева воздуха в комнате будет осуществляться автоматически: например, батареи нагреваются перед ночью и немного охлаждаются днем.
Для отъезда на неделю можно уменьшить температуру отопления до минимума, а перед возвращением вернуть нормальный режим работы. Ежегодно проводят техосмотр, очищая засоры и накипь с теплообменника, копоть с горелки и сажу из дымохода.
В-четвертых, установите в систему отопления буферный накопитель с запасом теплоносителя (горячей воды). Благодаря этому «термосу», подпитывающему батареи некоторое время при выключенном котле, удается экономить до 20% топлива.
Не пренебрегайте регулярным проветриванием. Непрерывно приоткрытое окно удаляет наружу больше тепла, чем окно, открытое настежь на несколько минут.
Выводы и полезное видео по теме
В представленных видео обсуждается потребление газа напольными газовыми котлами.
Увеличение расхода пропана для отопления по личным наблюдениям.
Потребление газа напольным газовым котлом HOT SPOT мощностью 12 кВт по отзыву пользователя.
Газ – популярный источник энергии; проблемы рационального потребления газа и снижения расходов на него остаются важными.
Эффективное использование газа возможно благодаря сочетанию нескольких факторов: экономичном котле, квалифицированном монтаже отопительной системы и минимизации теплопотерь.
В случае сомнений в правильности самостоятельных расчетов обратитесь к квалифицированному специалисту, знакомому с тонкостями формул.