Расход газа для отопления дома площадью 150 квадратных метров: примеры расчётов и обзор формул теплотехники.

Отопление занимает существенную долю расходов на ЖКХ. Цены на газ и его потребление для дома площадью 150 кв. метров… ²С достаточной точностью возможно рассчитать расходы на отопление жилых зон. Такие вычисления каждый может провести самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов.

В статье освещены нормативы газопотребления и способы расчета потребления голубого топлива. Узнаете о необходимой энергии для компенсации тепловых потерь дома в отопительный сезон. Поймете, какие формулы применять при расчётах.

Обогрев загородных коттеджей

При определении потребности в газе для отопления жилища наибольшую сложность представляет … вычисление теплопотерьОтопительная система должна полностью компенсировать нагрев в рабочее время.

Объем теплопотерь определяется климатом, архитектурой строения, применяемыми материалами и режимом работы вентиляции.

Расчет компенсируемого количества тепла

В любой постройке система отопления должна уравновешивать её потерю тепла. Q В холодное время года эти явления случаются по двум причинам.

1. теплообмен через периметр дома;
2. Охлаждение из-за притока холодного воздуха вентиляцией.

Тепловые потери через стены и крышу формальны. Q_тп можно рассчитать по следующей формуле:

Q_тп = S * dT / R,

где:

• S – площадь поверхности (м²);
• dT Разница в температуре между теплом внутри помещения и температурой за окном (градусы Цельсия).
• R – показатель сопротивления теплопередаче материалов (м² * °С / Вт).

Последний показатель, именуемый «коэффициентом термического сопротивления», можно найти в таблицах, сопровождающих строительные материалы или изделия.

Пример. Площадь внешней стены комнаты равна 12 квадратным метрам. ², из которой 2 м² занимает окно.

Показатели сопротивления теплопередаче следующие:

• Газобетонные блоки D400: R = 3.5.
• Стеклопакет двухкамерный с аргоном «4М1 – 16Ar – 4М1 – 16Ar – 4I»: R = 0.75.

В данном случае, при температуре воздуха внутри помещения «+22°С» и на улице «-30°С», теплопотери внешней стены помещения будут составлять:

• Q_тп (стена) = 10 * (22 – (– 30)) / 3.5 = 149 Вт:
• Q_тп (окно) = 2 * (22 – (– 30)) / 0.75 = 139 Вт:
• Q_тп = Q_тп (стена) + Q_тп (окно) = 288 Вт.

Данный расчет точен, если нет нерегулируемого проникновения воздуха.

Она может возникать в следующих случаях:

• Необходимо устранить дефекты конструкции, такие как неплотное прилегание оконных рам к стенам или отслоение утеплителя.
• Из-за старения строения в его кладки появляются повреждения — сколы, трещины или пустоты. Такая ситуация требует внесения корректирующих коэффициентов в показатель теплопроводности строительных материалов.

Для определения теплопотерь через крышу объекта, расположенного на последнем этаже, необходимо воспользоваться аналогичным подходом. В случаях с полом значительная потеря энергии происходит только при наличии неотапливаемого продуваемого подвального помещения, например гаража. В землю же тепло практически не уходит.

Вторая причина потерь тепла – вентиляция здания. Потребление энергии на нагрев поступающего воздуха Q_в) можно рассчитать по формуле:

Q_в = L * q * c * dT, где:

• L – расход воздуха (м³ / ч);
• q – плотность воздуха (кг / м³);
• c – удельная теплоемкость поступающего воздуха (кДж / кг *°С);
• dT Разница температур между воздухом в комнате и на улице (градусы Цельсия).

Теплоемкость воздуха при температуре от –50 до +30 °С составляет 1.01 кДж/(кг*°С), или эквивалентно 0.28 Вт*(ч)/(кг*°С). Плотность воздуха, которая изменяется с температурой и давлением, для расчетов может быть принята равной 1.3 кг/м³. ³.

Пример. Для комнаты 12 м² При неизменной разнице температур, как и в прошлом примере, тепловые потери от работы вентилятора будут составлять:

Q_в = (12 * 3) * 1.3 * 0.28 * (22 – (– 30)) = 681 Вт.

Проектировщики определяют расход воздуха, руководствуясь СНиП 41-01-2003 (в данном случае — 3 м). ³ / ч на 1 м² Общая площадь жилых комнат может быть изменена собственником здания.

Всего тепловые потери моделируемой комнаты равны:

Q = Q_тп + Q_в = 969 Вт.

Чтобы вычислить потери тепла за сутки, неделю или месяц, нужно знать среднюю температуру за каждый из этих интервалов.

Формулы показывают необходимость учитывать климат при расчёте потребления газа как на короткий срок, так и на весь холодный сезон.
Типовые решения подходят лишь для схожих природных условий.

При сложной конструкции здания и разновидности использованных в его возведении и теплоизоляции материалов расчет потребляемого тепла лучше доверить специалистам.

Способы минимизации теплопотерь

Для снижения затрат на отопление следует провести работы по уменьшению тепловых потерь. утепления потолка, стен дома, теплоизоляции пола и смежных конструкций.

Применение схем утепления снаружи Использование утеплителя внутри дома может значительно уменьшить теплопотери. Особенно это актуально для старых построек с изношенными стенами и перекрытиями. Пенополистирольные плиты способны не только снизить или исключить промерзание, но и минимизировать проникновение воздуха через защищающее покрытие.

Значительная экономия может быть достигнута путем отключения летних помещений дома, таких как веранды или мансардный этаж, от отопления. Это приведет к сокращению площади обогреваемого пространства в доме.

При точном соблюдении нормативов вентиляции из СНиП 41-01-2003 теплопотери от воздухообмена превысят потери от обмерзания стен и крыши здания. Эти правила обязательны для проектировщиков и организаций, занимающихся производством или предоставлением услуг. Жильцы дома вправе самостоятельно изменять указанные в документе значения.

Для подогрева холодного воздуха можно использовать теплообменники вместо устройств, работающих на электричестве или газе. Пластинчатый рекуператор способен сэкономить более половины энергии, а устройство с теплоносителем – около 75%.

Вычисление необходимого объема газа

Газ, предназначенный для сжигания, должен восполнять тепловые потери. Для этого, кроме учета потерь тепла в доме, требуется знать количество энергии, высвобождаемое при горении, которое зависит от КПД котла и теплотворности смеси.

Правило выбора котла

Выбор нагревателя следует делать, учитывая теплопотери дома.
Его мощности должно хватать на период достижения годового минимума температур. В паспорте напольного… настенного газового котла За это отвечает параметр «номинальная тепловая мощность», которую для бытовых устройств измеряют в киловаттах.

Чтобы определить необходимую мощность котла, за минимальную температуру принимают показатель самой холодной пятидневки из-за тепловой инерции сооружений. Для определённого региона эту информацию можно получить в организациях по сбору и обработке метеоданных или в таблице 1 СНиП 23-01-99 (столбец №4).

Избыточная мощность котла не увеличивает газопотребление, зато увеличивает время простоя.

В некоторых ситуациях разумно выбрать котел с меньшей мощностью. Такие модели могут стоить дешевле как при покупке, так и при использовании. Но в таком случае нужно иметь запасное тепловое оборудование (например, калорифер с бензогенератором), которое можно будет задействовать во время сильных холодов.

Главным показателем работы и экономичности котлов является коэффициент полезного действия. В современных бытовых моделях он лежит в пределах от 88 до 95 процентов. Этот показатель указан в документации на устройство и применяется для расчета использования газа.

Формула выделения тепла

Для точного расчёта потребления природного или сжиженного газа для обогрева дома размером приблизительно в 150 квадратных метров … ² Ещё нужен показатель – теплотворность (удельная теплота сгорания) используемого топлива. По стандарту СИ его определяют в Дж/кг для сжатого газа или в Дж/м³. ³ для природного.

Этот показатель имеет два значения – нижняя и верхняя теплотворность. H_l) и высшая (H_hПроцесс обусловлен влажностью и температурой горючего. При вычислениях используют показатель… H_l – его и нужно узнать у поставщика газа.

В случае отсутствия такой информации расчеты могут быть выполнены с использованием следующих значений.

• для природного газа H_l = 33.5 мДж / м³;
• для сжиженного газа H_l = 45.2 мДж / кг.

Учитывая, что 1 мДж = 278 Вт * ч, получаем такие значения теплотворности:

• для природного газа H_l = 9.3 кВт * ч / м³;
• для сжиженного газа H_l = 12.6 кВт * ч / кг.

Газовый расход по заданному интервалу времени. V (м³ или кг) можно рассчитать по следующей формуле:

V = Q * E / (H_l * K), где:

• Q – теплопотери здания (кВт);
• E – длительность периода отопления (ч);
• H_l – минимальная теплотворность газа (кВт * ч / м³);
• K – КПД котла.

Для сжиженного газа размерность H_l равна кВт * ч / кг.

Пример расчета потребления газа

В качестве примера рассмотрим типовой сборной каркасной деревянной двухэтажной загородной дом. Расположение: Алтайский край, город Барнаул.

Шаг 1. Определим ключевые характеристики дома для расчёта теплопотерь.

• Пол. Если подвальное помещение не проветривается, то потери через пол и фундамент можно оставить без внимания.
• Окна. Стеклопакет двухкамерный «4М1 – 16Ar – 4М1 – 16Ar – 4I»: R_o = 0.75. Площадь остекления S_o = 40 м².
• Стены. Площадь боковой стены составляет 35 квадратных метров, рассчитанная как произведение длины и ширины (10 * 3.5). ²Площадь наружной стены составляет 8,5 на 3,5 плюс 8,5. ² * tg(30) / 4 = 40 м²Общая протяженность границ строения составляет 150 метров. ², а с учетом остекления искомое значение S_s = 150 – 40 = 110 м².
• Стены. В качестве основных теплоизоляционных материалов применяют клееный брус толщиной 200 мм. R_b = 1.27) и базальтовый утеплитель, толщиной 150 мм (R_u Общая величина теплового сопротивления стены составляет 3,95. R_s = R_b + R_u = 5.22.
• Крыша. Утеплитель точно повторяет контуры крыши. S_k = 10 * 8.5 / cos (30) = 98 м².
• Крыша. В качестве основных теплоизоляционных материалов выступает вагонка толщиной 12,5 мм. R_v = 0.07) и базальтовый утеплитель, толщиной 200 мм (R_u Теплотехнический сопротивление крыши. R_k = R_v + R_u = 5.34.
• Вентиляция. Расчет расхода воздуха должен выполняться с учётом обеспечения значения не менее 30 м³, а не по площади дома. ³ На одного человека в сутки. В коттедже постоянно проживает четверо человек, поэтому L = 30 * 4 = 120 м³ / ч.

Шаг. 2. Оценим требуемую мощность котла. При наличии готового оборудования эту стадию можно исключить.

Разница между наименьшей и комфортной температурой равна -65 градусов. dT = 65 °С.

Вычислим теплопотери:

• через окна: Q_o = S_o * dT / R_o = 40 * 65 / 0.75 = 3467 Вт;
• через стены: Q_s = S_s * dT / R_s = 110 * 65 / 5.22 = 1370 Вт;
• через крышу: Q_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5.34 = 1199 Вт;
• по причине вентиляции: Q_v = L * q * c * dT = 120 * 1.3 * 0.28 * 65 = 2839 Вт.

Общий объем теплопотерь для всей постройки за пять дней холодов будет равен:

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

Для этого модельного дома можно выбрать газовый котел мощностью 10-12 кВт. При использовании газа для горячего водоснабжения потребуется устройство большей мощности.

Шаг 3. Оценим продолжительность отопительного сезона и средние тепловые потери.

В период, когда требуется отопление из-за низких среднесуточных температур (менее 8-10 °С), актуальны расчеты по столбцам № 11-12 или № 13-14 таблицы 1 СНиП 23-01-99.

Право выбора принадлежит владельцам дома. Разница в годовом потреблении топлива незначительна. Рассмотрим период с температурой ниже «+10 °С». Его продолжительность — 235 суток, или. E = 5640 часов.

Расчет теплопотерь дома при среднестатистической температуре данного периода выполняется аналогично шагу 2 с одним изменением параметра. dT = 24 – (– 6.7) = 30.7 °С. После проведения вычислений получим Q = 4192 Вт.

Шаг 4. Вычислим объем потребляемого газа.

Пусть КПД котла K Тогда расход газа за период холодов при средних значениях теплотворности газовой смеси будет равен:

• для природного газа: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0.92) = 2763 м³;
• для сжиженного газа: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0.92) = 2040 кг.

Если известно значение цен на газ, то возможно рассчитать финансовую составляющую отопления.

Выводы и полезное видео по теме

Снижение потребления газа путём исправления допущенных при теплоизоляции здания неточностей.

Потребление газа при заданной тепловой мощностью.

Для самостоятельных расчетов потерь тепла достаточно знать теплоизоляционные характеристики стройматериалов дома. В случае старого здания первоначально следует оценить его на предмет продувания и ликвидировать обнаруженные дефекты.

С использованием формул, изложенных в статье, возможно рассчитать расход газа с большой точностью.

Оставьте свои комментарии внизу для обратной связи. Разместите фотографии по теме статьи, задайте вопросы по интересующим моментом. Поделитесь полезной информацией, которая будет полезна гостям нашего сайта.