Средний расход газа на отопление дома 150 м²: пример вычислений и обзор теплотехнических формул

Один литр сжиженного газа весит примерно 0.55 кг, что означает, что для часового отопления дома потребуется: 0.62 / 0.55 = 1.12 литра. Таким образом, за сутки потребуется 27 литров, а за месяц – 811 литров.

Расход газа на отопление дома площадью 150-200 м2 – как посчитать и сэкономить?

Обогрев на основе сжиженного газа обходится дороже, чем подключения объекта к магистральному газопроводу. Тем не менее, голубое топливо продолжает оставаться одним из самых доступных источников энергии для систем отопления как жилых, так и промышленных зданий. При этом целесообразность использования сжиженного или природного газа может быть определена только после детального расчета его расхода на отопление дома. Это мы и собираемся сделать.

Упрощенная формула расчета выглядит просто – 1 кВт тепловой энергии достаточно для обогрева 10 м² площади здания. Более точная формула учитывает не только площадь, но и объем строения, принимая в расчет высоту потолков. Однако для стандартных зданий с высотой потолка 2,5-2,7 метра применима именно представлена выше упрощенная формула. Точный расчет потребности в тепловой энергии должен учитывать также теплостойкость стен, оконных проемов и перекрытий. Кроме того, важно принимать во внимание среднегодовую температуру и другие факторы.

Тем не менее, для вычисления необходимых объемов топлива нам будет достаточно и простой формулы: 1 киловатт = 10 квадратным метрам. В итоге на обогрев здания площадью 150 или 200 квадратных метров потребуется 15 и 20 кВт электроэнергии соответственно за один час. Однако котел не потребляет газ постоянно. Период его работы и простоя разделяется в соотношении 50/50 процентов. Поэтому за сутки дом на 150 квадратных метров потратит 180 кВт (15 х 24/2), а дом площадью в 200 квадратных метров – 240 кВт.

Холодный период в наших регионах длится с октября по апрель – 7 месяцев или 210 дней. Следовательно, годовые расходы тепловой энергии составят 37 800 и 50 400 кВт. На эти значения мы и будем ориентироваться в дальнейшем.

Какое количество тепла отдает сжиженный или природный газ

Теперь, когда мы знаем годовое потребление энергоресурса для отопления, необходимо оценить теплотворную способность самого источника энергии – сжиженного и природного газа. Используя эти показатели, мы сможем рассчитать объем газа, сжигаемого в топке газового котла за год.

Теплотворная способность – это соотношение количества энергии, выделяемого при сгорании топлива, к его массе или объему. Поскольку нас интересует магистральный (природный) или сжиженный газ, используемый для отопления, мы будем измерять его объем в кубических метрах или литрах. По данным из таблиц, теплотворная способность природного газа составляет 33,5 МДж/м³ или 9,3 кВт/м³ (для перевода используется коэффициент 1 кВт = 3,6 МДж). Это значит, что при сгорании одного кубического метра газа выделяется 9,3 кВт тепловой энергии.

Сжиженный газ представляет собой смесь пропана, этилена и других углеводородов, и он более калориен, чем природный газ. Согласно табличным данным, теплотворная способность одного килограмма такого газа равна 45,20 МДж или 12,5 кВт. Поскольку сжиженный газ измеряется в литрах, а его плотность составляет 0,524 кг/л, мы можем сделать вывод, что при сгорании одного литра сжиженного топлива выделяется 6,55 кВт тепловой энергии.

Обогрев загородных коттеджей

Расчет расхода газа, необходимого для обогрева дома, включает определение теплопотерь, которые отопительная система должна компенсировать.

Суммарные теплопотери зависят от климатических условий, конструктивных особенностей здания, используемых веществ и состояния системы вентиляции.

Расчет компенсируемого количества тепла

Система отопления любого здания обязана компенсировать его теплопотери Q (Вт) в холодное время года. Эти потери могут происходить по двум основным причинам:

1. теплообмен через периметр здания;
2. потери тепла вследствие поступления холодного воздуха через вентиляцию.

Формально теплопотери через стены и крышу Q_тп можно оценить по следующей формуле:

Q_тп = S * dT / R,

• S – площадь поверхности (м²);
• dT – разница температур между внутренним и наружным воздухом (°C);
• R – коэффициент сопротивления теплопередаче материалов (м² * °C / Вт).

Коэффициент R можно найти в таблицах, сопутствующих строительным материалам или изделиям.

Тип стеклопакета существенно влияет на уровень теплопотерь в здании. Более высокая цена утепленных окон оправдывает себя благодаря экономии топлива.

Пример. Предположим, что наружная стена комнаты имеет площадь 12 м², из которых 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.

Таким образом, если температура внутри помещения составляет +22°С, а снаружи – -30°С, теплопотери наружной стены комнаты будут составлять:

Такой расчет будет корректным только при условии отсутствия неконтролируемого воздухообмена (инфильтрации).

Инфильтрация может возникать в следующих случаях:

• Наличие конструктивных недостатков, таких как неплотное прилегание оконных рам к стенам или отслоение утеплительного материала. Данные недочеты необходимо устранить.
• Старение здания, из-за которого в кладке образуются трещины, сколы или пустоты. В этом случае целесообразно ввести поправочные коэффициенты в расчет сопротивления теплопередаче материалов.

По аналогии следует определить теплопотери через крышу, если здание находится на последнем этаже. Через пол может произойти значительная потеря тепла только в случае наличия неотапливаемого продуваемого подвала, например гаража. Утечки тепла в землю фактически отсутствуют.

Чтобы вычислить показатель сопротивления теплопередаче многослойных материалов, нужно сложить показатели отдельных слоев. Обычно в расчет берутся только наименее теплопроводные материалы.

Теперь давайте рассмотрим вторую причину теплопотерь – вентиляцию здания. Расход энергии на подогрев приточного воздуха (Q_в) можно рассчитать по следующей формуле:

Вычисление необходимого объема газа

Для компенсации теплопотерь необходимого объема газа необходимо учитывать не только прямые потери дома, но и объём энергии, выделяемой при сгорании топлива, которая зависит от КПД котла и его теплотворности.

Выбор котла

При выборе нагревательного оборудования важно учитывать теплопотери дома. Он должен быть достаточно мощным для покрытия потребностей в отоплении в период, когда температура достигает годового минимума. В техническом паспорте настенного или напольного газового котла указан параметр номинальной тепловой мощности, измеряемый в кВт.

Поскольку любые сооружения обладают тепловой инерцией, для расчета необходимой мощности котла обычно используется показатель самой холодной пятидневки. Данные для конкретной местности можно получить через организации, собирающие и обрабатывающие метеосведения, либо при помощи таблицы 1. СНиП 23-01-99 (столбец №4).

Фрагмент таблицы 1 из СНиП 23-01-99, с помощью которой можно получить необходимую климатическую информацию о местности, в которой расположено отапливаемое здание.

Если мощность котла превышает те значения, которые достаточно для обогрева помещения, это не ведет к увеличению расхода газа. В этом случае время простаивания оборудования будет более продолжительным.

Иногда разумно выбрать котел немного меньшей мощности. Такие устройства могут стоить значительно дешевле как на этапе приобретения, так и в процессе эксплуатации. Однако в этом случае настоятельно рекомендуется иметь резервный источник тепла (например, калорифер в комплекте с бензогенератором), который можно использовать в случае сильных морозов.

Основной показателем эффективности и экономичности котла является коэффициент полезного действия (КПД). У современных бытовых систем КПД колеблется от 88 до 95%. Этот коэффициент указывается в паспорте устройства и используется при расчете потребления газа.

Формула выделения тепла

Чтобы точно вычислить расход природного или сжиженного газа для отопления дома площадью около 150 м², необходимо определить еще одну величину – теплотворность (или удельная теплота сгорания) используемого топлива. Согласно системе СИ это значение измеряется в Дж/кг для сжиженного газа или в Дж/м³ для природного.

Газгольдеры (емкости для хранения сжиженного газа) характеризуют в литрах. Чтобы определить, сколько топлива влезет в них в килограммах, применяют соотношение 0.54 кг/1 л.

Существует два значения этого критерия – низшая теплотворность (H_l) и высшая (H_h). Они зависят от влажности, температуры топлива и других факторов. При расчетах обычно учитывают H_l – его можно уточнить у поставщика газа.

Если такой информации нет, то для вычислений можно использовать следующие значения:

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

При учете того, что 1 мДж = 278 Вт * ч, получаем следующие значения теплотворности:

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

Объем газа, потребляемого за определенный период времени V (м³ или кг), можно рассчитать по приведенной формуле:

Калькулятор расхода газа на отопление дома

Расчет потребления сжиженного углеводородного газа (СУГ) можно провести тремя способами: по мощности котла, по площади дома и по советской формуле (27 л на м² в год). Все варианты дают усредненные результаты, так как они не учитывают реальные условия проживания.

Мы разработали калькулятор на базе теплопотерь здания. Здание эффективно прогревается, если система отопления компенсирует ту тепловую энергию, которую теряет здание через крышу, двери, стены и окна за единицу времени.

В расчетах учтены высота потолков, наличие мансарды/подвала и различные строительные материалы с их теплопотерями:

• пеноблоки — 32.7 кВт/м²;
• кирпич — 27.6 кВт/м²;
• дерево — 26.1 кВт/м².

Рассчитайте онлайн

Введите площадь дома (м²)

Высота потолков (м)

Наличие мансарды: Нет, Есть

Наличие подвала: Нет, Отапливаемый, Неотапливаемый

Материал дома: Пеноблоки, Кирпич, Дерево (литров в год, рублей в год, рублей в месяц)

Как именно проходит расчет

Общий годовой расход СУГ рассчитывается по нескольким формулам:

1. Вычисляем расход газа без ГВС (кВт/ч): площадь дома × высота потолков × теплопотери материала × коэффициент мансарды и подвала.
2. Находим расход газа с ГВС (кВт/ч): расход без ГВС × коэффициент для ГВС.
3. Переводим показатель кВт/ч в Ккал/ч, затем в м³/ч и, наконец, в л/ч.
4. Считаем годовой расход: л/ч × часы работы котла в год.

В расчетах мы учитываем ряд показателей:

• Коэффициент для учета ГВС — 1.15.
• Коэффициент для мансарды и отапливаемого подвала — 0.95.
• Коэффициент для мансарды и неотапливаемого подвала — 1.
• Коэффициент без мансарды + отапливаемый подвал — 1.
• Коэффициент без мансарды + неотапливаемый подвал — 1.05.
• Коэффициент без мансарды и без подвала — 1.1.
• Коэффициент для перевода энергии (кВт) в калории (Ккал) — 1.163.
• Коэффициент перевода из м³ в литры СУГ — 2.37.
• Часы работы котла в год — 2265.
• КПД котла — 0.92.

Неучтенные переменные расхода газа в частном доме

Калькулятор все равно выдает усредненный результат. Для более точного прогнозирования следует учитывать множество факторов:

1. Необходимая температура в помещении.
2. Средняя температура за самую холодную неделю в году.
3. Количество окон, их размеры (высота и ширина).
4. Соотношение площадей окон и пола: 10–50%.
5. Тип окон: простые с двойными рамами, стеклопакеты, двухкамерные стеклопакеты.
6. Число этажей, верхние и нижние перекрытия.
7. Характеристика наружных стен:

• кладка в 1-3 кирпича толщиной 25-76 см;
• сруб из бревен диаметром 20-25 см;
• сруб из бруса толщиной 10-20 см;
• каркасная стена толщиной 20 см (доска, минеральная вата, доска);
• пенобетон толщиной 20-30 см.

Важные поправки могут также вносить внутренние газовые приборы:

• число конфорок на плите;
• наличие духового шкафа;
• фактическая (не паспортная) мощность газового котла;
• тип устройства: стандартный или конденсационный котел.

Конденсационные котлы используют потенциал водяного пара от продуктов сгорания газа, чем достигают максимальной эффективности и снижают расход топлива на 15%.

Автономная газификация и газгольдеры
в центральном регионе России

ПОЛИТИКА КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ

Настоящая Политика конфиденциальности персональных данных (далее – Политика конфиденциальности) применяется ко всей информации, которую данный сайт, на котором опубликован текст этой Политики, может получать о Пользователе, а также к любым программам и продуктам, размещенным на сайте.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМИНОВ

1.1. В настоящей Политике конфиденциальности приведены следующие термины:

1.1.1. Администрация сайта – уполномоченные сотрудники, которые управляют сайтом и от его имени организуют и (или) осуществляют обработку персональных данных, определяя цели обработки данных, их состав, действия (операции) с персональными данными.

1.1.2. Персональные данные — информация, относящаяся к определенному или потенциально определяемому физическому лицу (субъекту персональных данных).

1.1.3. Обработка персональных данных — любые действия (операции) или совокупность действий (операций), которые совершаются с использованием автоматизированных или неавтоматизированных средств с персональными данными, включая сбор, запись, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передачу (распространение, предоставление, доступ), обезличивание, блокировку, удаление и уничтожение персональных данных.

1.1.4. Конфиденциальность персональных данных — требование, обязательное для соблюдения Администрацией сайта о недопустимости умышленного раскрытия данных без согласия субъекта персональных данных или при наличии другого законного основания.

1.1.5. Пользователь сайта (далее Пользователь) – лицо, имеющее доступ к сайту через Интернет и использующее его для своих целей.

1.1.6. Cookies — небольшой фрагмент данных, отправленный веб-сервером и сохраняемый на компьютере пользователя, который веб-клиент или браузер передает серверу каждый раз, когда пытается открыть страницу соответствующего сайта.

1.1.7. IP-адрес — уникальный адрес узла в компьютерной сети, созданной по протоколу IP.

2.1. Использование Пользователем сайта подразумевает согласие с настоящей Политикой конфиденциальности и условиями обработки персональных данных Пользователя.

2.2. В случае несогласия с условиями Политики конфиденциальности Пользователь должен прекратить использование сайта.

2.3. Настоящая Политика конфиденциальности применяется исключительно к данному сайту. Администрация сайта не несет ответственности за третьи стороны, на которые Пользователь может перейти по ссылкам, доступным на сайте.

2.4. Администрация сайта не проверяет точность персональных данных, предоставленных Пользователем.

ПРЕДМЕТ ПОЛИТИКИ КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ

3.1. Настоящая Политика конфиденциальности устанавливает обязательства Администрации сайта обязываться к неразглашению предоставленных Пользователем персональных данных по различным запросам (например, при регистрации, оформлении заказа или подписке на уведомления и т.д.).

3.2. Персональные данные, разрешенные к обработке в рамках настоящей Политики, предоставляются Пользователем с помощью заполнения специальных форм на Сайте и обычно включают:

3.2.1. фамилию, имя, отчество Пользователя;

3 Расчет объема топлива для отопления дома

Таким образом, из вышеприведенного текста следует, что с одного кубометра или литра природного или сжиженного газа выделяется 9,3 или 6,55 кВт тепловой энергии соответственно. Это подразумевает, что для генерации 37 800 и 50 400 кВт (расходы на холодный сезон для домов площадью 150 и 200 квадратных метров) потребуется:

• 4064 и 5419 кубических метров природного газа (37800/9,3 и т.п.).
• 5771 и 7695 литров сжиженного газа (37800/6,55 и т.п.).

Чтобы повысить точность, нужно учесть 10%, так как КПД газового котла составляет 90%, и десятая часть энергии, выделяемой при сгорании, теряется. В итоге получаем следующие значения:

• Примерный расход газа на обогрев дома площадью 150 м² – 4471 м³ или 6348 литров.
• Приблизительное потребление топлива для обогрева здания площадью 200 м² – 5960 м³ или 8464 литра.

Баллоны с пропаном

Указанные объемы газа рассчитаны на весь холодный сезон – семь месяцев, с начала октября по конец апреля. Поэтому в более теплом году вы, скорее всего, потратите на газ меньше, чем указано. Тем не менее, даже эти данные позволяют сделать вывод о том, что выгоднее – природный или сжиженный газ.

4 Какой газ выбрать – что выгоднее?

При подключении к магистральному газопроводу пользователю необходимо покрыть затраты на проектирование и монтажные работы, что составляет значительную сумму. Растущие требования газовых служб делают газификацию жилья дорогим процессом. Однако все эти затраты оправдываются во время эксплуатации. На март 2017 года стоимость кубометра газа в зависимости от региона России составила от 4,44 до 8,66 рубля, а средняя цена составила 6,55 рубля. Таким образом, отопление домов площадью 150 и 200 квадратных метров с учетом расчетного расхода газа за сезон обойдется в 29 825 и 39 038 рублей соответственно.

Сжиженный газ не требует подключения к магистральному газопроводу, но для его хранения необходимо установить газгольдер – специальную емкость для хранения необходимого объема топлива. Также эту емкость придется периодически заполнять сжиженным газом, который доставляется на участок специализированным транспортом, что также связано с определенными затратами. Кроме того, газгольдер требует регулярного обслуживания и ремонта, поскольку его состояние непосредственно влияет на безопасность всех жильцов дома, который обогревается сжиженным газом.

Хранение сжиженного топлива

На начало весны 2017 года литр сжиженного газа на заправках стоил от 11 до 20 рублей, в зависимости от региона России, при этом средняя стоимость составляла 15,5 рубля. Поэтому отопление сжиженным газом дома площадью 150 квадратов обойдется в 98 394 рубля. За жилье площадью 200 квадратных метров придется отдать еще больше – 131 192 рубля. Как видно, сжиженное топливо стоит в 3,3 раза дороже природного газа. Таким образом, выводы о том, что природный (магистральный) газ, несмотря на бюрократию и сложности с подключением, оказывается значительно выгоднее, чем сжиженное топливо, напрашиваются сами собой.

Как правильно рассчитать?

Для определения расхода газа на обогрев дома можно использовать показатели калорийности, предоставленные управляющей компанией. Если это невозможно, предполагаемое значение можно взять с небольшим запасом, например, 8 кВт/м³. В некоторых случаях продавцы могут предоставлять информацию о теплоте сгорания, выраженной в других единицах, таких как ккал/ч. Не стоит переживать по этому поводу; эти данные можно конвертировать в Ватты, просто умножив на коэффициент 1,163.

Еще одним фактором, который напрямую влияет на расход топлива является тепловая нагрузка на отопительную систему, образующаяся из теплопотерь из-за дополнительных строительных конструкций, а также потерь при прогреве вентиляционного воздуха. Наиболее надежный вариант расчета – это проведение или заказ детального и точного анализа всех теплопотерь. Однако если такая возможность недоступна и вас устраивает более ориентировочная оценка, то можно прибегнуть к укрупненному методу расчета.

• При высоте потолков до трех метров можно рассчитывать на тепло 0,1 кВт на 1 кв. м обогреваемой площади. Следовательно, для здания площадью до 100 м² потребуется 10 кВт тепла, для 150 м² — 15 кВт, для 200 м² — 20 кВт, и для 400 м² — 40 кВт.
• Если расчет производится в других единицах измерения, то на 1 м³ объема отапливаемого помещения потребуется 40-45 Вт тепла. Это значение проверяется путем умножения указанного показателя на общий объем отапливаемых помещений в здании.

Коэффициент полезного действия теплового генератора, влияющий на максимальную эффективность использования топлива, обычно указывается в техническом паспорте оборудования.

Если вы еще не приобрели оборудование для отопления, то можете обратить внимание на данные КПД газовых котлов различных типов:

• газовый конвектор — 85%;
• котел с открытой камерой сгорания — 87%;
• теплогенератор с закрытой камерой сгорания — 91%;
• котел конденсационный — 95%.

Изначально рассчитать потребление сжиженного газа для отопления можно с помощью следующих формул:

V = Q / (q × КПД / 100), где:

• q — калорийность топлива (если точные данные у производителя не доступны, рекомендуется использовать общепринятую норму в 8 кВт/м³);
• V — требуемый расход магистрального газа, который нужно определить, м³/ч;
• КПД — эффективность использования топлива с имеющимся источником тепла, указывается в процентах;
• Q — предполагаемая нагрузка на отопление частного дома, кВт.

Чтобы точно понять, как проходит данный расчет, даже на примере мы можем рассмотреть потребление газа в здании, площадью 150 м², если нагрузка на отопление достигает 15 кВт. Предположим, что обогревать это здание будет оборудование с закрытой камерой сгорания, показатель КПД которого достигает 92%.

Подсчитывая потребление газа в час в самую холодную пору, мы получаем следующий результат:

15 / (8 × 92 / 100) = 2,04 м³/ч.

Если котел будет работать 24 часа без остановки, объем газа, который он израсходует, составит: 2,04 × 24 = 48,96 м³ (для удобства измерения лучше округлить до 49 кубов). Конечно, в течение отопительного сезона температура меняется, поэтому случаются как очень холодные дни, так и теплые. Поэтому среднее суточное потребление газа, которое мы нашли выше, необходимо делить на 2, в результате получаем: 49/2=25 кубов.

Советы и рекомендации

Чтобы сократить средний расход газа, необходимо минимизировать затраты на отопление. Первое, что следует сделать – это утеплить помещение, поскольку качественное утепление может сохранить до 50 процентов тепла в доме.

По советам людей, которые уже занимались такими работами, желательно вложить максимальное количество средств в утепление здания, чтобы затем избежать перерасхода топлива. Даже значительные затраты на полное утепление здания окупятся в течение нескольких лет, и вложенные средства оправдают себя.

Для грамотного утепления необходимо тщательно рассчитать дополнительное покрытие в таких местах:

• утепленные полы и стены;
• утепленные чердачные перекрытия и крыша;
• замена окон и дверей на современные модели, способствующие энергосбережению.

Если вы выполните все эти мероприятия, ваш дом будет полностью готов к установке отопительного оборудования, и вы избегнете непредвиденных затрат. Таким образом, вы сможете существенно уменьшить затраты на отопление вашего жилья.

Дополнительную информацию о расходе газа на отопление квартиры можно узнать в следующем видео.