Типовая методика расчета норм потребления природного газа населением в квартирах (домах) на приготовление пищи, горячей воды и отопление в условиях отсутствия приборов учета расхода газа

Что влияет на расход газа?

Топливный расход определяется, во-первых, мощностью — чем мощнее котел, тем интенсивнее расходуется газ. При этом влиять извне на эту зависимость трудно.

Даже если вы приглушите 20-киловаттный аппарат до минимума, он все равно будет потреблять топлива больше, чем его менее мощный 10-киловаттный собрат, включенный на максимум.

Во-вторых, берем во внимание тип котла и принцип его функционирования:

• 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 более экономно, чем в открытой камере. КПД конденсационного агрегата благодаря встроенному дополнительному теплообменнику для конденсации паров, присутствующих в продукте сгорания, повышается до 98-100% в сравнении с 90-92% КПД конвекционного агрегата.

С коаксиальным дымоходом также повышается значение КПД — холодный воздух с улицы подогревается разогретой выхлопной трубой. Из-за второго контура идет, конечно, увеличение расхода газа, но и газовый котел в этом случае обслуживает не одну, а две системы — отопление и горячее водоснабжение.

Автоматические датчики – полезная вещь, они ловят внешнюю температуру и настраивают работу котла на оптимальный режим.

В-третьих, смотрим на техническое состояние оборудования и качество самого газа. Накипь и окалина на стенках теплообменника существенно понижают теплоотдачу, компенсировать ее недостаток приходится увеличением мощности.

Увы, и газ может быть с водяной и прочей примесью, но вместо того, чтобы выставлять претензии поставщикам, мы переключаем регулятор мощности на несколько делений в сторону максимальной отметки.

И, в-четвертых, площадь отапливаемых помещений, естественная убыль тепла, продолжительность отопительного сезона, погодные особенности. Чем просторнее площадь, чем выше потолки, чем больше этажей, тем больше топлива потребуется, чтобы отопить такое помещение.

Учитываем некоторую утечку тепла сквозь окна, двери, стены, крышу. Год на год не приходится, бывают и теплые зимы, и трескучие морозы – погоду не предугадаешь, но кубометры расходуемого на отопление газа от нее зависят напрямую.

Порядок расчетов

Главный показатель, от которого зависит результат вычислений – потребляемая мощность для обогрева. В соответствии с нормативами она рассчитывается для каждого помещения при уличной температуре зимой во время самой холодной пятидневки. Подобные расчеты достаточно сложны и проводятся с целью правильного подбора котельного оборудования.

В реальности тепловая энергия расходуется в среднем наполовину меньше, чем вышло по расчету. Это понятно, ведь в течение отопительного сезона температура наружного воздуха колеблется от плюсовой до самой низкой, изменяется и норма расхода газа. Учитывая этот момент, пойдем по общепринятому пути определения ориентировочного количества теплоты для здания. То есть, вместо 100 Вт энергии, требуемой на каждый квадратный метр площади, примем реальное среднее значение – 50 Вт / м2 за 1 час.

Соответственно, дом площадью 100 м2 будет  потреблять 5000 Вт / ч или 5 кВт/ч. Чтобы вычислить объемное количество топлива для данной площади, применяется следующая формула для расчета затрат газа для отопления:

• L = Q / (qН х 0.92), где:
• L – объемный расход топлива за 1 час, м3;
• Q – необходимая тепловая мощность на отопление, кВт;
• qН – низшая теплота сгорания топлива, для природного газа равна 10.175 кВт/м3;
• 0.92 – КПД котельной установки, сжигающей горючее.

5 / (10.175 х 0.92) = 0.53 м3 / ч природного газа.

Дальше все просто: в сутки объем горючего составит 0.53 х 24 = 12.7 м3, а за месяц – 12.7 х 30 = 381 м3. Тем домовладельцам, кому удобно определять все величины относительно к 1 м2 площади, чтобы впоследствии можно было подсчитать расход для любого здания, предлагается полученное значение разделить на квадратуру здания. Тогда получится, что за месяц расход газа на 1 м2 составляет 3.81 м3.

Следует отметить, что при данном алгоритме точность расчетов не слишком высокая и применима на этапе экономического подсчета стоимости отопления и сравнения с обогревом другими теплоносителями. Кстати, приведенная выше формула пригодна для определения массового или объемного расхода других видов горючего, как твердого, так и жидкого.

Быстрый предварительный расчет

Приблизительно прикинуть на глаз, сколько газа будет потребляется вашим газовым котлом, довольно просто.

Будем отталкиваться или от объема обогреваемого помещения, или от его площади:

• в первом случае пользуемся нормативом 30-40 Вт/куб. м;
• во втором случае — 100 Вт/кв. м.

Нормативы взяты с учетом высоты потолка в помещении до 3-х метров. Если вы живете в южных краях, цифры можно уменьшить на 20-25%, а для севера, наоборот, увеличить в полтора раза или вдвое. Т.е. взять во втором случае, например, 75-80 Вт/кв.м или 200 Вт/кв.м.

Перемножив соответствующий норматив на объем или площадь, получим, сколько ватт мощности котла необходимо для обогрева помещения. Далее исходим из стандартного утверждения о том, что современное газовое оборудование потребляет 0,112 кубометра газа на выработку 1 кВт тепловой мощности.

Снова перемножаем — на этот раз норматив потребления газа (число 0,112) на полученную в предыдущем умножении мощность котла (не забываем перевести ватты в кВт). Получаем примерный расход газа в час.

Котел обычно работает 15-16 часов в сутки. Считаем суточный расход газа. Ну, а когда уже известен суточный расход, легко определяем расход газа на месяц и на весь отопительный сезон. Вычисления приблизительные, но вполне достаточные для того, чтобы осмыслить и сам принцип расчета, и ожидаемый газовый расход.

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.

1,12 куб. м * 16 = 17,92 куб. м17,92 куб. м * 30 = 537,6 куб. м537,6 куб. м * 7 = 3763,2 куб. м

Примечание: можно сразу определить месячную и сезонную потребляемую мощность котла в кВт/час, а потом пересчитать ее в расход газа.

10 кВт * 24/3*2 * 30 = 4800 кВт/час — за месяц0,112 куб.м * 4800 кВт/час = 537,6 куб. м4800 кВт/час * 7 = 33600 кВт/час — за сезон0,112 куб.м * 33600 кВт/час = 3763,2 куб. м

Остается взять текущий тариф на газ и перевести итог в деньги. А если в проекте установка двухконтурной системы, которая будет не только отапливать дом, но и греть воду для бытовых нужд, прибавьте к мощности оборудования и, соответственно, к расходу газа напольными газовыми котлами отопления еще 25%.

Расход сжиженного газа

Многие современные котлы устроены таким образом, что  сжигать  сжиженный газ даже без замены горелки. Поэтому интерес представляют не только расходы на потребление газа метана, но также и пропан-бутана, поставляемого в баллонах. Узнать эти величины будет полезно тем домовладельцам, кто планирует организовать автономное газовое отопление ввиду временного отсутствия магистрального топлива.

5 / (12.8 х 0.92) = 0.42 кг / ч сжиженного газа.

1 л пропан-бутана весит 0.54 кг, значит, отопление дома газовым котлом за 1 час потребует 0.42 / 0.54 = 0.78 л сжиженного газа. За сутки — это 18.7 л, за месяц – 561 л. Принимая во внимание, что в обычном баллоне содержится порядка 42 л топлива, за месяц на обогрев здания 100 м2 придется израсходовать 561 / 42 = 14 баллонов, это довольно много и обойдется недешево.

В качестве итогов представим результаты, согласно которым за месяц примерный расход сжиженного газа на отопление дома составляет:

• 100 м2 – 561 л;
• 150 м2 – 841.5 л;
• 200 м2 – 1122 л;
• 250 м2 – 1402.5 л.

Котел питается от газгольдера или баллона

Разберем алгоритм вычислений, позволяющих с точностью определить расход голубого топлива для агрегата, установленного в доме или квартире с подключением к централизованным сетям газоснабжения.

Мощность котла = Qт * К,

гдеQт — планируемые теплопотери, кВт;К — поправочный коэффициент (от 1,15 до 1,2).

Qт = S * ∆t * k / R,

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);
• кладка в один кирпич, старые окна и кровля (2,0 — 2,9);
• двойная кирпичная кладка, стандартная крыша, двери, окна (1,1 — 1,9);
• стены, крыша, пол с утеплением, двойные стеклопакеты (0,6 — 1,0).

Объем газа = Qmax / (Qр * ŋ),

гдеQmax — мощность оборудования, ккал/час;Qр — теплотворная способность природного газа (8000 ккал/м3);ŋ — КПД котла.

Для того чтобы определить расход газообразного топлива, нужно просто перемножить данные, часть которых нужно взять из техпаспорта вашего котла, часть из строительных справочников, опубликованных в интернете.

Предположим, что мы имеем здание общей площадью 100 кв м. Высота здания — 5 м, ширина — 10 м, длина — 10 м, двенадцать окон размером 1,5 х 1,4 м. Внутренняя/внешняя температура: 20 °С/-15 °С.

Считаем площадь ограждающих поверхностей:

1. Пол 10 * 10 = 100 кв. м
2. Кровля: 10 * 10 = 100 кв. м
3. Окна: 1,5 * 1,4 * 12 шт. = 25,2 кв. м
4. Стены: (10 10 10 10) * 5 = 200 кв. м
   За минусом окон: 200 – 25,2 = 174,8 кв. м

R = d / λ, гдеd – толщина материала, мλ – коэффициент теплопроводности материала, Вт/[м•°С].

Рассчитываем R:

1. 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)
2. Для кровли (сэндвич-панели из минваты 12 см) R (кровля) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (м²•°C/Вт)
3. Для окон (двухкамерный стеклопакет) R (окна) = 0,49 (м²•°C/Вт)
4. Для стен (сэндвич- панели из минваты 12 см) R (стены) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (м²•°C/Вт)

Значения коэффициентов теплопроводности для разных материалов были выписаны из справочника.

Теперь посчитаем тепловые потери.

Q (пол) = 100 м2 * 20 °С * 1/ 2,84 (м2*К)/Вт = 704,2 Вт = 0,8 кВтQ (кровля) = 100 м2 * 35 °С *1 / 3,24 (м2*К)/Вт = 1080,25 Вт = 8,0 кВтQ (окна) = 25,2 м2 * 35 °С * 1/ 0,49 (м2*К)/Вт = 1800 Вт = 6,3 кВтQ (стены) = 174,8 м2 * 35 °С * 1/ 3,24 (м2*К)/Вт = 1888,3 Вт = 5,5 кВт

Q (общ) = 704,2 1080,25 1800 1888,3 = 5472,75 Вт/ч

Еще можно добавить потерю тепла на вентиляцию. Чтобы нагреть 1 м3 воздуха с –15 °С до 20°С требуется 15,5 Вт тепловой энергии. Человек потребляет примерно 9 л воздуха в минуту (0,54 куб. метра в час).

Предположим, что в нашем доме находятся 6 человек. Им требуется 0,54 * 6 = 3,24 куб. м воздуха в час. Считаем потерю тепла на вентиляцию: 15,5 * 3,24 = 50,22 Вт.

И суммарные теплопотери: 5472,75 Вт/ч 50,22 Вт = 5522,97 Вт = 5,53 кВт.

Мощность котла = 5,53 * 1,2 = 6,64 кВт (округлим до 7 кВт).

Чтобы воспользоваться формулой для расчета расхода газа, переведем полученный показатель мощности из киловатт в килокалории: 7 кВт = 6018,9 ккал. И примем КПД котла = 92% (производители современных газовых напольных котлов заявляют данный показатель в рамках 92 – 98%).

Максимальный часовой расход газа = 6018,9 / (8000 * 0,92) = 0,82 м3/ч.

Формула Объем газа = Qmax / (Qр * ŋ) годится для определения потребности в различном топливе, в т.ч. и сжиженном газе. Возьмем из предыдущего примера полученный показатель мощности котла — 7 кВт. Если для такого котла требуется 0,82 м3/ч природного газа, сколько же тогда потребуется пропан-бутана?

Для расчета надо знать, какова его теплотворная способность. Уд. теплота сгорания (это и есть теплотворная характеристика) сжиженных углеводородов в мегаджоулях — 46,8 МДж/кг или 25,3 МДж/л. В киловатт-часах — 13,0 кВт*ч/кг и 7,0 кВт*ч/л соответственно.

Объем газа = 7 / (13 * 0,92) = 0,59 кг/ч

Один литр сжиженного газа весит 0,54 кг, за час котел сожжет 0,59 / 0,54 = 1,1 л пропан-бутана. Теперь считаем, сколько потребляется газовым котлом сжиженного газа в сутки и за месяц.

Если котел будет работать по 16 часов, то за сутки — 17,6 литров, за месяц (30 дн.) – 528 литров. В обычном 50-литровом баллоне находится около 42 литров газа. Получается, что на наш дом площадью 100 м2 потребуется 528 / 42 = 13 баллонов на месяц.

Установить газовый резервуар намного удобнее, чем менять пустые баллоны на полные. Газгольдер достаточно дозаправить за весь отопительный сезон 2-3 раза.

Как уменьшить расход газа

Мероприятия, позволяющие снизить потребление горючего на отопление одного квадратного метра помещения, а значит, и на весь коттедж, общеизвестны. Это замена старых окон в квартирах, утепление наружных стен, полов и кровли (особенно касается железобетонных и кирпичных домов), а также применение различных способов автоматического регулирования температуры воздушной среды.

Но есть и другие способы экономии, влияющие на расход газа в котлах:

• применение системы напольного отопления: теплоноситель греется максимум до 50 ºС вместо 90 ºС при радиаторной системе, что дает немалую экономию горючего;
• устройство организованного притока воздуха с подогревом: львиная доля теплоты (около 60%), производимой котлом, идет на нагрев холодного воздуха, беспорядочно проникающего в здание извне;
• запрограммированное автоматическое понижение температуры воздушной среды в определенное время суток: нет смысла прогревать весь объем помещения, когда в нем никого нет.

Приложение. Методика расчета норм потребления природного газа населением при отсутствии приборов учета газа

1. Утвердить прилагаемую Методику расчета норм потребления газа населением при отсутствии приборов учета газа.

2. Департаменту жилищно-коммунального хозяйства довести Методику расчета норм потребления газа населением при отсутствии приборов учета газа до органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации и оказывать им помощь по ее практическому применению.

МинистрВ.А.Яковлев

Зарегистрированов Министерстве юстицииРоссийской Федерации27 июля 2006 года,регистрационный N 8115

Приложение

Методика предназначена для расчета норм потребления природного газа населением при отсутствии приборов учета газа, а также в случае их неисправности или истечения межповерочного периода.Органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации при определении норм потребления природного газа населением руководствуются настоящей Методикой.

— при наличии газового водонагревателя;- при отсутствии газового водонагревателя;- индивидуальное (поквартирное) отопление жилых помещений (жилых домов, квартир, комнат);- отопление бань, теплиц, гаражей;- содержание животных (лошадей, коров, свиней, овец и коз, домашней птицы) в личном подсобном хозяйстве (приготовление кормов, подогрев воды для питья и санитарных целей).

2.2. При использовании в жилых помещениях газа по нескольким направлениям объемы потребления природного газа, определенные по соответствующим нормам, складываются.

2.3. Для удобства расчеты норм производятся исходя из равномерного распределения потребляемого газа по месяцам года.Нормы потребления газа на приготовление пищи и горячей воды устанавливаются в кубических метрах на одного человека в месяц.Нормы потребления газа на отопление жилых помещений устанавливаются в кубических метрах на один квадратный метр отапливаемой площади или на один кубический метр отапливаемого объема.

Отапливаемая площадь здания определяется как площадь этажей (в том числе и мансардного, отапливаемых цокольного и подвального) здания, измеряемая в пределах внутренних поверхностей наружных стен, включая площадь, занимаемую перегородками и внутренними стенами. В отапливаемую площадь здания не включаются площади теплых чердаков и подвалов, подвала (подполья), холодных неотапливаемых веранд, а также холодного чердака или его части, не занятой под мансарду.

Отапливаемый объем здания определяется как произведение отапливаемой площади этажа на внутреннюю высоту, измеряемую от поверхности пола первого этажа до поверхности потолка последнего этажа.Нормы потребления газа на отопление бань, теплиц, гаражей устанавливаются в кубических метрах на один кубический метр отапливаемого объема.

2.4. Нормы потребления газа на бытовые нужды населения определяются теплотехническими расчетами с учетом требований действующих нормативных документов, устанавливающих нормы расхода теплоты на соответствующие цели.

2.5. Нормы потребления природного газа населением рассчитываются для каждого региона (субъекта Российской Федерации) (далее — региона) с учетом его природно-климатических, демографических и социально-экономических особенностей.

3.1. Нормы потребления газа на приготовление пищи при установке в жилых помещениях газовых плит определяются на основании годовых норм расхода теплоты, приведенных в приложении А.

Q — годовая норма расхода теплоты на пищеприготовление, МДж/чел. (ккал/чел.);

Q — средняя фактическая теплота сгорания природного газа по региону, МДж/м (ккал/м); определяется как средняя величина за предшествующие 3-5 лет;

12 — количество месяцев в году, мес.;К — территориальный коэффициент, учитывающий особенности газопотребления в данном регионе (природно-климатические условия, демографические условия, уровень развития сферы коммунально-бытового обслуживания), а также учитывающий повышенное потребление газа при отсутствии приборов учета газа.Значения коэффициентов Кпо регионам приведены в приложении Б.

4.1. Приготовление горячей воды в условиях отсутствия централизованного горячего водоснабжения производится с использованием газового водонагревателя, а при его отсутствии — с использованием газовой плиты.

4.2. Нормы потребления газа на приготовление горячей воды определяются на основании годовых норм расхода теплоты, приведенных в приложении А.

4.3. Расчет среднемесячной нормы потребления природного газа на приготовление горячей воды с использованием газового водонагревателя Н, м/чел., производится по формуле

где Q — годовая норма расхода теплоты на приготовление горячей воды при наличии газового водонагревателя, МДж/чел. (ккал/чел.);К — территориальный коэффициент, учитывающий природно-климатические условия региона, а также учитывающий повышенное потребление газа при отсутствия приборов учета газа.Значения коэффициентов К по регионам приведены в приложении Б.

где Q — годовая норма расхода теплоты на приготовление горячей воды при отсутствии газового водонагревателя, МДж/чел. (ккал/чел.);К — территориальный коэффициент, учитывающий природно-климатические условия региона, а также учитывающий повышенное потребление газа при отсутствии приборов учета газа.Значения коэффициентов К по регионам приведены в приложении Б.

5.1. Нормы потребления природного газа на отопление жилых помещений, имеющих индивидуальное (поквартирное) отопление и не оснащенных приборами учета газа, определяются в соответствии с расчетными годовыми расходами тепловой энергии. При этом исходными данными для расчетов являются:- климатические параметры региона;

5.2. Средняя по региону месячная норма потребления природного газа на отопление жилых зданий (домов) Н, м/(м·мес.) или м/(м·мес.), в зависимости от наличия информации по жилищному фонду определяется по одному из двух вариантов:- укрупненно на основе общих статистических данных по жилищному фонду региона;- дифференцированно для характерных групп жилых зданий (домов) с последующим усреднением в соответствии с долей группы зданий.

5.3. При использовании общих статистических данных по жилищному фонду, величина Н, м/(м·мес.) или м/(м·мес.), рассчитывается на основе средней площади одной квартиры по региону.

— объемно-планировочным показателям (величине отапливаемой площади , внутренней высоте этажа здания и числу этажей);- материалу стен зданий (домов);- физическому износу зданий (домов).Усредненные объемно-планировочные показатели, необходимые для выполнения расчетов для наиболее распространенных в регионах характерных групп жилых зданий (домов) представлены в приложении В.

При определении региональных норм потребления газа на отопление с помощью указанной в приложении Г формы выделяются несколько (i) характерных групп зданий (домов), имеющих наибольшую долю в жилищном фонде региона. Дальнейшие расчеты выполняются по усредненным объемно-планировочным показателям для одного здания из каждой i-й характерной группы с последующим усреднением норм газопотребления по формуле

5.5. Расчет среднемесячной нормы потребления газа на отопление жилых зданий (домов) для выделенной характерной группы производится:- либо в расчете на 1 м отапливаемой площади , м/(м·мес.)

— либо в расчете на 1 м отапливаемого объема , м/(м·мес.)

где — расчетный среднегодовой расход природного газа на отопление здания, м/год; — отапливаемая площадь здания, м; — отапливаемый объем здания, м.

где — расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода, характеризующегося средней суточной температурой наружного воздуха, равной и ниже 8°С, МДж; — то же в переходный период, в течение которого необходимо продолжать отопление с целью недопущения снижения температуры внутренних поверхностей ограждающих конструкций ниже температуры точки росы внутреннего воздуха, МДж;

Выводы и полезное видео по теме

В размещенных ниже видео речь идет о расходе газа для напольных котлов.

Газ – востребованный энергоресурс, проблема экономии как самого ресурса, так и средств на его оплату не теряет своей актуальности.

Разумный расход газа — это и хороший экономичный котел, и профессиональный монтаж отопительной системы, и борьба с теплопотерями. Высокий КПД агрегата — гарантия долгосрочной экономии на расходах на газ.

Если вы сомневаетесь в точности самостоятельных расчетов, попросите помощи у квалифицированного специалиста, который владеет мельчайшими нюансами формул. Его авторитетное мнение избавит вас от ошибок и на этапе проектирования отопительной системы, и в процессе ее эксплуатации.

Все вычисления теплопотерь можно провести самостоятельно только тогда, когда известны теплосберегающие свойства материалов, из которых построен дом. Если здание старое, то в первую очередь необходимо проверить его на промерзание и устранить выявленные проблемы.

После этого по представленным в статье формулам можно выполнить расчет расхода газа с высокой точностью.