Методики расчёта природного газа
Разделяют четыре типа вычислений расхода газа: по мощности нагревателя, потерям тепла или виду отопительной системы.
Для централизованной обвязки
Формула достаточно проста:
V = N / (Q * J), где:
- N — необходимая для помещения мощность.
- Q — теплота сгорания топлива.
- J — КПД нагревателя.
Q для газа G20 принимают равной 34,02 МДж на кубометр, для G30 — 45,65. И также есть вещество G31, обладающее немного лучшими характеристиками, нежели G30.
Внимание! КПД зависит от конкретного устройства и прочих факторов, например, наличия утеплителя
Для автономного отопления на площадь 50, 60, 80 кв. м и 400м2
В расчётах принимает участие три показателя: площадь строения, рекомендованная мощность котла и его КПД. Любые значения в Джоулях переводят в Ватт: 1 Вт = 3,6 кДж. Теплота сгорания газа составляет 9,45 кВт. Рекомендованная мощность — размер энергии, необходимой для обогрева дома в отопительный сезон.
Поскольку летом отопление не требуется, используют лишь половину значения. Предположим, что нужно 10 кВт: в расчёте используем пять: V = 5 / (9,45 * 0,9) = 0,588 кубометров в час.
Таким образом, на день понадобится 14,11 м3. Отопительный сезон длится около 7 месяцев: с октября по апрель. За 213 дней уйдёт 3006 кубических метров природного газа.
Этот расчёт выполнен для дома с суммарной площадью 100 квадратных метров. В зависимости от реального значения, расчёт меняется:
- Строение в 50 квадратов потребует вдвое меньше топлива, а в 60 — на 40%.
- Дом площадью 80 м2 займёт 2405 кубов газа, а в 400 м2 — немного больше 12 тысяч.
Расчёты примерны, поскольку не учитывают различные факторы. Например, в некоторые дни бывает теплее и требуется меньше топлива, в другие — наоборот. Результат также зависит от используемого газа. В представленном вычислении использован G 20.
По теплопотерям
Необходимо знать количество теплоты, которое покидает помещение за час. Предположим, что значение составляет 16 кВт в час. Для расчётов берут 70% от показателя. Таким образом, дому требуется 11 кВт в час, 264 в сутки и 7920 в месяц. Для перевода в кубометры достаточно разделить величину на 9,3 кВт/м3 — удельную теплоёмкость сгорания природного газа.
Фото 1. Теплопотери дома через различные его части. Они влияют на расход газа отопительным котлом.
И также нужно внести поправку на КПД, разделив число на паспортный показатель. В предложенном примере расход газа за один месяц составит 864 кубометра. Это усреднённая величина, которую достаточно умножить на количество месяцев в отопительном сезоне.
По мощности газового котла
Наиболее простой расчёт среди представленных. Достаточно узнать в паспорте мощность обогревателя. Показатель делят пополам и переходят к вычислениям. Это связано с действительным расходом: отопительный сезон длится 7 полных месяцев из 12. В особо холодные зимы потребуется гораздо больше тепла.
Допустим, что котёл создаёт 24 кВт энергии. Половина — 12 кВт. Принимаем потребность в тепле за эту величину. Для определения расхода топлива этот показатель делят на удельную теплоёмкость сгорания топлива. Для природного газа — 9,3 кВт/м3. Получается, что в час нужно примерно 1,3 кубометра топлива, в день — 31,2, а в месяц — 936. Полученное значение делят на коэффициент полезного действия и получают действительный результат.
Фото 2. Расход потребления газа в час и за сезон в зависимости от мощности отопительного котла.
Один счетчик или несколько?
Казалось бы, ответ очевиден. Два счетчика требуют дополнительных финансовых затрат на монтаж, проект и покупку непосредственно самого устройства. С другой стороны наличие второго счетчика оправдано, если в доме, кроме газовой плиты используется и другое оборудование, работающее на голубом топливе. При этом разница средних показателей газопотребления очень велика и приборы учета не в состоянии охватить такой диапазон. Он либо не будет улавливать минимальные показатели (0,3 м³/ч), либо не справится с высокими нагрузками (более 7-8 м³/ч). И тогда второй прибор учета становится необходимостью.
Выбор подходящих счетчиков зависит от максимальной (а не минимальной) мощности бытовой техники. Приборы учета имеют специальную маркировку, помогающую подобрать устройство с наиболее подходящими рабочими параметрами. Счетчик с маркировкой G1,6 или G2,5 подойдет для плиты, а расход газа бойлером и газовой колонкой посчитает счетчик с маркировкой от G4 и более.
Важно: если кроме плиты используется двухконтурный котел, а не два отдельных устройства на отопление и нагрев воды, второй счетчик не понадобится
Особенности монтажа учетного устройства
Правила монтажа счетчика газа очень просты — эти работы должен выполнять только специалист. В его задачи входит:
- Выбор места установки счетчика. Следует учитывать, что счетчик должен располагаться на определенном расстоянии от нагревательных элементов и быть доступным для снятия показаний, выполнения монтажных и демонтажных работ;
- Непосредственно монтаж счетчика;
- Пломбировка прибора учета.
Установленный счетчик газа
Ресурсные затраты
Узнать, сколько газа будет уходить на отопление дома с определенной площадью, можно посредством выполнения элементарных расчетов. При этом рекомендуется проводить вычисления, учитывая маркировку голубого топлива и его основные характеристики, среди которых нужно выделить плотность и удельную теплоту. Например, один метр кубический природного газа (маркировка G20, G25) в среднем выделяет 9,2−9,5 кВт удельного тепла. Сжиженное топливо (марка G30) вырабатывает около 12,5 кВт удельного тепла, обладая большей плотностью и калорийностью.
Виды топлива для дешёвого отопления загородного дома
3.1
Магистральный газ
Рассчитывать расход сжиженного газа на отопление дома 100 м² лучше всего по формуле A=Q/q*n, где показатель Q — произведение площади дома и среднего расхода энергии для одного квадратного метра, q — удельная теплота, соответствующая выбранной маркировке голубого топлива, а n — КПД используемого оборудования в сотых долях.
Условный расчет нужного количества энергоресурсов выполняется с учетом нормальных показателей наружной температуры, фасадного утепления и высокой производительности газового котла (КПД=0,95)
Принимая во внимание эти факторы, можно подсчитать, сколько кубов газа на отопительный сезон (Aс) потребуется, если его продолжительность в общей сложности составляет 6 месяцев:
- Q=100*50=5000 Вт или 5 кВт;
- A=5/9,45*0,95=0,56 м3/ч.
- Ас=0,56*24*30*6=2419,2 м³ — понадобится на весь отопительный сезон.
Таким же образом можно просчитать потенциальный расход газа и для любой другой квадратуры жилого помещения. Для приведенной выше маркировки топлива и коэффициента полезного действия отопительной установки будут актуальными следующие значения:
| 80м2 | 1987,2м3 |
| 150м2 | 3628,8м3 |
| 200м2 | 4838,4м3 |
| 250м2 | 6004,8м3 |
| 300м2 | 7214,4м3 |
| 350м2 | 8424м3 |
| 400м2 | 10275м3 |
Кроме того, выбирая котел для отопления, следует учитывать, что в прилагающемся к нему паспорте приводятся максимальные значения производительности, поэтому КПД этой установки может оказаться ниже, чем предполагалось изначально.
3.2
Газгольдерные установки
Рассчитывая норму потребления сжиженного газа, следует учитывать его плотность и удельную теплоту. Например, для отопления дома в 100 квадратов понадобится такое количество пропан-бутановой смеси:
- 1. A=5/12,5*0,95=0,42 м3/ч;
- 2. Aс=0,42*24*30*6=1814,4 м3/ч.
В то же время стоимость смеси пропана и бутана гораздо выше, чем метана, и даже если учесть, что соотношение расходов объемов сырья будет соответствовать 1 к 3, то общие затраты при использовании обоих видов отопления будут приблизительно равными.
Способы уменьшения расхода
Основной причиной значимых теплопотерь, которые приводят к неэффективному расходованию выделяемой котлоагрегатом тепловой энергии, является недостаточное утепление конструктивных элементов дома. Через «мостики холода» попусту растрачивается до 40% тепла.
Через окна с некачественными рамами утекает до 35% вырабатываемого котлом тепла, через стены дома – до 25%, а через крышу и входные двери – до 15%
Чтобы каждый раз не тратить деньги впустую, отапливая улицу, лучше один раз потратиться на качественную термоизоляцию постройки. Поверьте, что расходы на нее полностью окупятся уже через 3-4 года.
Термоизоляция дома включает:
- Утепление стен. Самый простой в реализации и доступный по стоимости вариант – монтаж пенополистирольных панелей. Толщину панелей выбирают, ориентируясь на климатические условия региона строительства, толщину стен постройки и типа материала, используемого при их возведении.
- Утепление кровли или чердачного перекрытия. Для этих целей применяют древесные опилки, минеральную вату или плиточный пенополистирол. Выпускаемый в форме плит теплоизоляционный материал монтируют по внутренним стенкам чердачного пространства или размещают его между балками перекрытия.
- Утепление полов. В хорошей теплоизоляции нуждаются не только бетонные, но и деревянные конструкции. Для формирования термоизолирующей прослойки задействуют насыпные и плитные материалы типа керамзита и пенополистирола.
- Замена окон. Самым надежным щитом, не допускающим проникновение холода внутрь прогретых комнат, выступят ПВХ окна с качественными стеклопакетами. Их изготавливают под конкретное окно.Благодаря этому они герметично закрывают оконный проем, надежно защищая домочадцев не только от «утечки» тепла, но и проникновения уличного шума.
Грамотное устройство теплоизоляции позволяет свести потери тепла к минимальным значениям.
Помимо качественного утепления для повышения эффективности тепловой отдачи специалисты рекомендуют применять и другие не менее действенные меры
К числу дополнительных мер, позволяющих повысить эффективность тепловой отдачи, специалисты относят:
- Оборудование радиаторов термостатическими приборами. Термоголовки будут поддерживать в комнатах необходимую комфортную температуру.
- В дополнение к радиаторам устанавливать конвекторы с функцией направленной циркуляции. Они в зоне проемов будут создавать тепловые завесы из подогреваемого воздуха.
- Подключение оборудования, позволяющего программировать оптимальные режимы отопления. Установка хронометрических термостатов эффективна при наличии в доме пустующих по несколько дней комнат, которые нет смысла интенсивно обогревать.
Затраты на приобретение и установку автоматизации с лихвой окупятся уже в течение первого отопительного сезона.
И напоследок стоит пересмотреть, не слишком ли загружена система. Не исключено, что она вырабатывает избыточное тепло. И вполне вероятно, что без ущерба комфорта домочадцев можно снизить температуру в помещениях на пару градусов. На первый взгляд – мелочь. Но, рассматривая ситуацию в масштабах хотя бы одного месяца, а тем более отопительного сезона, такое решение способно благоприятно сказаться на кошельке.
Формула расчёта
Для определения количества потребляемого топлива можно воспользоваться существующими формулами.
В комплексе они дают полное представление о необходимом для отопления количестве топлива. Сначала нужно определить мощность котла. Её вычисляют по принципу 1 кВт энергии на 10 м2.
При этом запас мощности должен составлять около 20%, так как прибор не принято эксплуатировать на максимальных показателях. В результате, для дома площадью 150 м2оптимальная мощность котла может составить порядка 13 кВт. Исходя из этого закладывается количество необходимого топлива. Если это сжиженный, то в неделю может уйти от одного до четырёх баллонов по 50 л.
Внимание! Баллоны принято заправлять не полностью, так как пропан и бутан расширяются. Поэтому количество сжиженного газа в баллоне обычно составляет около 80% от его объёма. Считается, что в среднем на 100 м2расходуется 15 л сжиженного газа в сутки
Соответственно для коттеджа 150 м2 этот показатель увеличивается до 22,5 л в сутки. В баллон на 50 л обычно заправляют около 40 л. Таким образом, при активной эксплуатации за двое суток можно тратить больше одного баллона
Считается, что в среднем на 100 м2расходуется 15 л сжиженного газа в сутки. Соответственно для коттеджа 150 м2 этот показатель увеличивается до 22,5 л в сутки. В баллон на 50 л обычно заправляют около 40 л. Таким образом, при активной эксплуатации за двое суток можно тратить больше одного баллона.
Но это приблизительные расчёты, а можно провести ещё более точные по формуле: 169,95/12,88/0,98 x S помещения x стоимость 1 кг сжиженного газа. Здесь 169,95 кВт означает тепловую энергию для отопления 1 м2, 12,88 кВт/кг — теплотворную способность сжиженного пропана и 98% — КПД котла.
Каков средний расход за неделю
Определить цифру, демонстрирующую расход сжиженного газа на отопление, можно исходя из целого ряда параметров.
Кроме площади дома, материалов и погодных особенностей это ещё и режим эксплуатации. Поэтому для каждого здания расход будет меняться, даже если у него одинаковая площадь.
Но по словам владельцев домов, в регионах, где зимой от -5 до -20 C на 150 м2в среднем может уходить 3 баллона по 50 л в неделю.
При этом котёл включается 2 раза в сутки на 3 часа. Экономия повышается за счёт использования продвинутых моделей котлов и термостатов, которые регулируют расход топлива пропорционально изменению температуры воздуха.
Расход за сезон для отопления дома площадью 150 м2
Расход сжиженного газа в сезон на отопление коттеджа площадью 150 м2расчитывается, исходя из расходов за неделю. Но стоит помнить, что эта цифра приблизительная, поскольку погода будет неоднократно меняться, а вместе с тем и расход топлива. Между тем, наряду с количеством горючего можно вычислить и финансовые расходы.
Для расчёта стоимости потребления в сезон необходимо умножить мощность конкретного прибора на 24 часа, затем на 30 суток. Поскольку вряд ли всё это время котёл работает на максимальной мощности, результат нужно поделить на 2.
Полученная цифра умножается на 7 месяцев сезона отопления, и это даёт показатель потребления мощности в год.
Узнав стоимость 1кВт/час, необходимо умножить её на годовое количество кВт. Полученный результат и будет демонстрировать финансовые расходы на потребление. Однако и это ещё не всё, ведь баллоны с закончившимся газом нужно регулярно заправлять, а это тоже стоит денег.
Сделать заправку менее частой можно, если экономно расходовать топливо. Например, на время отсутствия дома на терморегуляторе достаточно задавать более низкую температуру обогрева помещений, и тогда финансовые расходы на отопление ощутимо сократятся.
Расчет газа на отопление, ГВС, плиту
Необходимое количество топлива для обогрева помещений узнают по квадратуре или кубатуре помещения. В случае с комнатами 3-метровой высоты и меньше достаточно определить площадь. На 1 кв. метр таких помещений в среднем понадобится 100 Вт.
В южных районах страны удельных параметр на 1 м² снижают до 80 Вт, в условиях крайнего севера — повышают до 200 Вт на м². Водонагреватель подбирают с запасом выше максимальной нагрузки.
При объемном методе подсчета на кубометр отводят от 30 до 40 Вт, с уменьшением числа для южных областей. Все методики хорошо работают зимой, но показатели на 1 м² снижают по мере того, как разница внешней температуры и комнатной опускается с 40 градусов до 10.
Потребность в обогреве комнаты того или иного размера определяют перед установкой бойлера или системы «теплый водяной пол», которая тоже может работать от газового котла
Максимальный расход газа котлом рассчитывают по формуле V = Q/(q×КПД/100), где:
- V — объем топлива, м³;
- Q — мощность отопительной системы и теплопотери, кВт;
- q — низшая удельная калорийность топлива, кВт/м³ (в среднем 9,2);
- КПД — коэффициент полезного действия газового котла, обычно 96%.
По этой же, но модифицированной формуле можно рассчитать максимальное потребление плитой, в том числе за единицу времени.
При замере расхода сжиженного газа (СУГ), вместо низшей удельной калорийности подставляют удельную теплоту сжигания. Она отличается для разных смесей, а для пропан-бутановой равняется 46 МДж на кг. КПД газового котла при использовании СУГ снижается с 96 до 88%.
Количество топлива для индивидуального ГВС определяют по нуждам на 1 человека. Информация есть в документации по потреблению воды, но расчет можно произвести самостоятельно. Для семьи из 4 человек хватает 1 нагревания 80 литров в сутки, от +10 до +75 °C.
Нужную мощность определяют формулой Q = c×m×Δt, в которой:
- Q — собственно, необходимая мощность, в кВт;
- c — теплоемкость воды, 4 183 кДж/кг×°C;
- m — расход воды, кг;
- Δt — разница начальной и конечной температур, обычно 65 °C.
Экономят на топливе за счет системных и внешних способов. Выгоду дают конденсационные плиты, бойлеры косвенного нагрева с таймером. Поможет автоматизация с изменением температуры в помещении с комфортной для человека до +10…+15 °C на время отсутствия. Внешние варианты экономии включают теплоизоляцию дома и полы с обогревом.
На каждом квадратном метре наружной стены можно сэкономить до 80 % газа, а всего через стены уходит примерно 15 % тепла — в 4 раза больше, чем через крышу частного дома
Сберечь газ при использовании плиты можно такими методами:
- «не выпускать» пламя из-под дна емкостей;
- закрывать чайники и кастрюли крышками;
- для закипания использовать только максимальный огонь;
- греть еду большими порциями.
Расход газа определяют также перед кровельными работами, в горелках для наплавления. 50-литрового баллона со смесью пропана-воздуха хватит на 10,8 часов, потому что расход составит примерно 2 кг/час. На 1 м² покрытия потребуется 0,2 кг весной — осенью и 0,3—0,4 кг зимой.
Также предлагаем прочесть другие наши статьи, где мы подробно рассказали о том, как правильно рассчитать расход газа на отопление дома:
- Расход газа напольным котлом.
- Расчет расхода газа на отопление дома.
Как определить расход газа газовой плиты в час
Как правильно рассчитать расход газа в м³, зная лишь мощность горелок? Для этого общую мощность плиты делят на теплопроводность газа (средние показатели 8-11 кВт*час/м³).
Если для примера взять печь со средними показателями мощности конфорок 0,6 кВт (1 шт.), 1,7 кВт (2 шт.) и 2,6 кВт (1 шт.), то расход газа в час составит:
6,6/9,5=0,7 м³
Если в расчет брать и газовый духовой шкаф, получаем следующие данные:
(6,6+2,5)/9,5=0,95 м³
Эти расчеты являются условными и подразумевают одновременную работу всех 4-х конфорок на полную мощность в течение 1 часа (+ духовой шкаф). Реальные параметры расхода газа всегда можно узнать по счетчику, фиксирующему количество использованного голубого топлива.
Определение часового расхода газа
Расчетный часовой расход газа на технологические и отопительно-вентиляционные нужды промышленных предприятий следует определять как долю годовых расходов по формуле, м3/ч:
, (2.24)
где — количество часов использования максимума для данного вида нагрузки.
Число часов использования максимума промышленных предприятий зависит от вида производства, технологического процесса, соотношения технологической и отопительной нагрузок.
Число часов использования максимума для промышленных предприятий ориентировочно можно принять:
— для предприятий, работающих в 3 смены с непрерывным технологическим процессом mп.т = 6500ч/год.
— для предприятий, работающих в 2 смены mп.т = 4750ч/год.
— для предприятий, работающих в 1 смену mп.т = 3500ч/год.
Число часов использования максимума для отопительных котельных определяют по формуле:
, (2.25)
Расчетный часовой расход газа на дежурное отопление определяют как часть расчетного расхода газа на отопление по формуле:
, (2.26)
где — расчетный расход газа на отопление, м3/ч.
Коэффициент Кд учитывает расход газа на отопление в нерабочее время для поддержания температуры и рассчитывается по формуле:
, (2.27)
где — температура внутреннего воздуха в рабочее время, принимают .
Результаты расчета часового расхода газа приведены в таблице 2.13.
Таблица 2.13 – Часовой расход газа промышленными предприятиями
| № | Шифр предприятия | Количество часов работы в сутки | Количество часов использования максимума | Расчетный часовой расход газа, м3/ч | Расход газа на дежурное отопление,м3/ч | Общий часовой расход газа, м3/ч |
| mп.т | на технологию | на отопление | ||||
| ПП-1 | 1384,62 | 4310,34 | — | 5694,96 | ||
| ПП-2 | 276,32 | 785,74 | 563,38 | 1625,44 | ||
| ПП-3 | 1582,42 | 4926,11 | — | 6508,53 | ||
| ПП-4 | 821,2 | 1877,09 | 1345,87 | 4044,16 | ||
| ПП-5 | 978,95 | 2783,76 | 1995,96 | 5758,67 | ||
| ПП-6 | 577,88 | 1320,91 | 947,09 | 2845,88 | ||
| Итого: | 5621,39 | 16003,95 | 4852,3 | 26477,64 |
Режим газопотребления
Все городские потребители (бытовые, коммунальные, общественные и промышленные) потребляют газ неравномерно. Указанная неравномерность имеет место по месяцам года, дням недели и часам суток.
Неравномерность расхода газа определяется укладом жизни населения, режимом работы предприятий, учреждений и лечебных заведений, климатическими условиями, зависит от характеристики и количества газопотребляющих установок.
Неравномерность газопотребления отрицательно сказывается на функционировании газотранспортных систем. Для сглаживания неравномерности потребления газа принимают разные способы, суть которых сводится к следующему:
— выравнивание режимных графиков расхода газа;
— покрытие пиковых нагрузок за счет других источников.
Оба указанных способа ведут к удорожанию транспорта и сбыта газа, снижают экономические показатели систем газоснабжения.
Важно отметить
Как правильно установить газовый счетчик в квартире и частном доме
В случае некорректного определения пропускного уровня счётчика, газомер может выйти из строя, так как устройство не выдерживает продолжительных превышений максимального расхода не более 20% и до 10% минимального рабочего давления. Покупая устройство, следует учитывать местонахождение труб.
Проконсультируйтесь у специалиста перед приобретением. Установкой прибора должны заниматься фирмы, которые имеют на это законные полномочия. Нарушения в установке ведёт к неисправностям в работе. Газомер проверить стоит на регистрацию в списке импортных и отечественных приборов, которые прошли сертификацию и разрешены на территории России.
Приобретая счётчик, следует визуально проверить его на наличие внешних повреждений. Обязательно заполните гарантийный талон. Рабочие не станут устранять неисправности и повторно устанавливать устройство, если во время монтажа купленного прибора не у газовиков, обнаружатся повреждения.
Устанавливать счётчик можно горизонтально и вертикально. При установке прямой участок трубопровода не требуется. Степень очистки перед газомером должна быть не менее 100 микрометров. Для поступлению чистого газа необходимо установить соответствующий фильтр. Существуют различные фильтры с волосяным, сетчатым и синтетическим материалом.
Выводы и полезное видео по теме
Расчетное потребление газа котлом при определенной мощности:
Большой расход газа при использовании газобаллонного оборудования для автомобиля:
Простые способы, благодаря которым можно снизить расход топлива в квартире/доме:
Время показало, что у себя в квартире лучше иметь один или несколько счетчиков. Только при больших объемах потребления и высокой цене газомеров становится выгодной плата по нормативам. В бытовых условиях для измерения расхода газа применяют расходомеры с роторами и мембранами, умным подсчетом.
В коммерческих целях используют турбинные, вихревые и левитационные. Для самых точных измерений в условиях лабораторий устанавливают барабанные модели. Мало иметь газомер, иногда нужно считать самому. Определять расчетное количество газа для текущих и планируемых нужд следует по формулах или вместе с приглашенным специалистом.
Пишите комментарии по теме статьи. Расскажите, приходилось ли вам определять расход газа самостоятельно, а если да, то с какой целью вы это делали. Задавайте вопросы в форме, которая расположена под статьей.
