Расход газа на отопление дома примерный расчет

Вычисляем потребление по мощности котла

Чтобы получить хотя бы примерное представление о размерах будущих затрат, ориентировочный расчет потребления газа на отопление частного дома производят на основании мощности отопительного котла. В техническом паспорте котла указывают максимальную мощность оборудования, с которой оно может работать при минимальных температурах. Это связано с тем, что котел должен справляться с обогревом дома даже в условиях очень суровых зим.

Тем не менее, расчет расхода газа на отопление не совсем корректно проводить по максимальному значению, поскольку температура воздуха на улице обычно намного выше заложенных показателей. Следовательно, расход газа будет существенно ниже. В связи с этим усредненное значение расхода природного газа для отопления принято рассчитывать, исходя из половины мощности котла или уровня теплопотерь.

https://www.youtube.com/watch?v=8F_WSWl1_Qo

Вычислить, сколько потребляет газовый котел отопления в месяц, исходя из его мощности, намного проще, чем в предыдущем примере, поскольку в данном случае запасы на вентилирование и ГВС уже учтены. Для расчета находим 50 % мощности котла, а затем вычисляем потребление в сутки, за месяц или за весь период работы отопления.

Для примера возьмем котел с проектной мощностью в 24 кВт. Половина этой мощности, то есть показатель среднего потребления тепла в час, составит 12 кВт. Для дальнейшего расчета потребления топлива в час полученный показатель нужно разделить на удельную теплотворность топлива. В нашем примере получается: 12÷9,3=1,3 м3/ч.

Дальнейшие расчеты выглядят так:

• потребление в сутки — 12×24=288 кВт или в объеме газа — 1,3×24=31,2 м³;
• расход за месяц — 288×30=8640 кВт или в перерасчете на природный газ — 31,2×30=936 м³.

В данном примере мы не учили 10 % потерь на работу котла. Поэтому общее потребление природного газа в месяц составит немного более 1000 м3 (1029,3 м3). Этот пример расчета намного проще предыдущего, но общий принцип – аналогичный.

Примерный расход газа на отопление считается исходя из половинной мощности установленного котла. Все дело в том, что при определении мощности газового котла закладывается самая низкая температура. Это и понятно — даже когда на улице очень холодно, в доме должно быть тепло.

Но считать расход газа на отопление по этой максимальной цифре совсем неверно — ведь в основном температура значительно выше, а значит, топлива сжигается намного меньше. Потому и принято считать средний расход топлива на отопление — порядка 50% от теплопотерь или мощности котла.

Если котла еще нет, и вы оцениваете стоимость отопления разными способами, считать можно от общих теплопотерь здания. Они, скорее всего, вам известны. Методика тут такая: берут 50% от общих теплопотерь, добавляют 10% на обеспечение ГВС и 10% на отток тепла при вентиляции. В результате получим средний расход в киловаттах в час.

Далее можно узнать расход топлива в сутки (умножить на 24 часа), в месяц (на 30 дней), при желании — за весь отопительный сезон (умножить на количество месяцев, на протяжении которых работает отопление). Все эти цифры можно перевести в кубометры (зная удельную теплоту сгорания газа), а потом перемножить кубометры на цену газа и, таким образом, узнать затраты на отопление.

Пусть теплопотери дома составляют 16 кВт/час. Начинаем считать:

• средняя потребность в тепле в час — 8 кВт/ч 1,6 кВт/ч 1,6 кВт/ч = 11,2 кВт/ч;
• в день — 11,2 кВт * 24 часа = 268,8 кВт;
• в месяц — 268,8 кВт * 30 дней = 8064 кВт.

Переводим в кубометры. Если использовать будем природный газ, делим расход газа на отопление в час: 11,2 кВт/ч / 9,3 кВт = 1,2 м3/ч. В расчетах цифра 9,3 кВт — это удельная теплоемкость сгорания природного газа (есть в таблице).

Так как котел имеет не 100% КПД, а 88-92%, придется внести еще поправки на это — добавить порядка 10% от полученной цифры. Итого получаем расход газа на отопление в час — 1,32 кубометра в час. Далее можно рассчитать:

• расход в день: 1,32 м3 * 24 часа = 28,8 м3/день
• потребность в месяц:28,8 м3/день * 30 дней = 864 м3/мес.

Средний расход за отопительный сезон зависит от его длительности — умножаем на количество месяцев, пока длится отопительный сезон.

Этот расчет — приблизительный. В какой-то месяц потребление газа будет намного меньше, в самый холодный — больше, но в среднем цифра будет примерно такой же.

Расчеты будут немного проще, если имеется рассчитанная мощность котла — тут уже учтены все необходимые запасы (на ГВС и вентиляцию). Потому просто берем 50% от расчетной мощности и далее считаем расход в день, месяц, за сезон.

Например, проектная мощность котла — 24 кВт. Для расчета расхода газа на отопление берем половину: 12 к/Вт. Это и будет средняя потребность в тепле в час. Чтобы определить расход топлива в час, делим на теплотворную способность, получаем 12 кВт/час / 9,3 к/Вт = 1,3 м3. Далее все считается как в примере выше:

• в день: 12 кВт/ч * 24 часа = 288 кВт в перерасчете на количество газа — 1,3 м3 * 24 = 31,2 м3
• в месяц: 288 кВт * 30 дней = 8640 м3, расход в кубометрах 31,2 м3 * 30 = 936 м3.

Далее добавим 10% на неидеальность котла, получим, что для этого случая расход будет чуть больше 1000 кубометров в месяц (1029,3 куб). Как видите, в этом случае все еще проще — меньше цифр, но принцип тот же.

По квадратуре

Еще более приблизительные расчеты можно получить по квадратуре дома. Есть два способа:

• Можно посчитать по СНиПовским нормам — на обогрев одного квадратного метра в Средней Полосе России в среднем требуется 80 Вт/м2 . Эту цифру можно применять, если ваш дом построен по всем требованиям и имеет хорошее утепление.
• Можно прикинуть по среднестатистическим данным:
  • при хорошем утеплении дома требуется 2,5-3 куб/м2;
  • при среднем утеплении расход газа 4-5 куб/м2.

  

  Каждый хозяин может оценить степень утепления своего дома, соответственно, можно прикинуть, какой расход газа будет в данном случае. Например, для дома в 100 кв. м. при среднем утеплении потребуется 400-500 кубометров газа на отопление, на дом в 150 квадратов уйдет 600-750 кубов в месяц, на отопление дома площадью 200 м2 — 800-100 кубов голубого топлива. Все это — очень приблизительно, но цифры выведены на основании многих фактических данных.

  Расчет расхода сжиженного газа

  Многие котлы могут работать от сжиженного газа. Насколько это выгодно? Какой будет расход сжиженного газа на отопление? Все это тоже можно посчитать. Методика такая же: надо знать или теплопотери, или мощность котла. Далее требуемое количество переводим в литры (единицы измерения сжиженного газа), а при желании, считаем количество необходимых баллонов.

  Давайте рассмотрим расчет на примере. Пусть мощность котла 18 кВт, соответственно, средняя потребность в тепле — 9 кВт/час. При сжигании 1 кг сжиженного газа получаем 12,5 кВт тепла. Значит, чтобы получить 9 кВт, потребуется 0,72 кг (9 кВт / 12,5 кВт = 0,72 кг).

  Далее считаем:

  • в день: 0,72 кг * 24 часа = 17,28 кг;
  • в месяц 17,28 кг * 30 дней = 518,4 кг.

  Добавим поправку на КПД котла. Надо смотреть в каждом конкретном случае, но возьмем 90%, то есть, добавим еще 10%, получится, что за месяц расход составит 570,24 кг.

  

  Чтобы посчитать количество баллонов, данную цифру делим на 21,2 кг (именно столько в среднем находится кг газа в 50 литровом баллоне).

  

  Итого, для данного котла потребуется 27 баллонов сжиженного газа. А стоимость считайте сами — цены в регионах отличаются. Но не забудьте про расходы на транспортировку. Их, кстати, можно уменьшить, если сделать газгольдер — герметичную емкость для хранения сжиженного газа, которую заправлять можно раз в месяц или реже — зависит от объема хранилища и потребности.

  И снова-таки не стоит забывать, что это — лишь приблизительная цифра. В холодные месяцы расход газа для отопления будет больше, в теплые — значительно меньше.

  P.S. Если вам удобней считать расход в литрах:

  • 1 литр сжиженного газа весит примерно 0,55 кг и при сжигании даёт примерно 6500 кВт тепла;
  • в 50 литровом баллоне около 42 литров газа.

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.

Методика вычислений по теплопотерям

Сгораемый газ должен компенсировать потери тепла. Для этого помимо теплопотерь дома необходимо знать объем выделяемой при сгорании энергии, которая зависит от КПД котла и теплотворности смеси.

Выбор нагревателя необходимо осуществлять с учетом теплопотерь дома. Его должно хватить на период, когда достигается годовой минимум температур. В паспорте напольного или настенного газового котла за это отвечает параметр “номинальная тепловая мощность”, который для бытовых приборов измеряют в кВт.

Так как любое сооружение обладает тепловой инерцией, то для расчета необходимой мощности котла за минимальную температуру обычно берут показатель самой холодной пятидневки. Для конкретной местности его можно узнать в организациях, занимающихся сбором и обработкой метеоинформации, либо из таблицы 1. СНиП 23-01-99 (столбец №4).

Если мощность котла превышает достаточный для отопления помещения показатель, то это не приводит к увеличению потребления газа. В этом случае период простоя оборудования будет более длительным.

Иногда есть резон выбрать котел немного меньшей мощности. Такие устройства могут быть значительно дешевле и при покупке и при эксплуатации. Однако в этом случае необходимо иметь запасной источник тепла (например, калорифер в комплекте с бензогенератором), который можно будет использовать при сильных морозах.

Основной показателем эффективности и экономичности котла – коэффициент полезного действия. У современного бытового оборудования он находится в диапазоне от 88 до 95%. КПД прописан в паспорте устройства и его используют при расчете потребления газа.

Чтобы правильно вычислить расход природного или сжиженного газа на отопление дома площадью около 150 м2 необходимо узнать еще один показатель – теплотворность (удельная теплота сгорания) подаваемого топлива. Согласно системе “СИ” его измеряют в Дж / кг для сжиженного газа или в Дж / м3 для природного.

Существует два значения этого показателя – низшая теплотворность (Hl) и высшая (Hh). Она зависит от влажности и температуры топлива. При расчете берут показатель Hl – его и нужно узнать у поставщика газа.

Если такой информации нет, то при вычислениях можно принять следующие значения:

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

С учетом 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.

V = Q * E / (Hl * 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 Hl равна кВт * ч / кг.

Для примера возьмем типовой сборный каркасный деревянный двухэтажный коттедж. Регион – Алтайский край, г. Барнаул.

Шаг 1. Вычислим основные параметры дома для расчета теплопотерь:

• Пол. В случае отсутствия продуваемого подвального помещения потерями через пол и фундамент можно пренебречь.
• Окна. Стеклопакет двухкамерный “4М1 – 16Ar – 4М1 – 16Ar – 4I”: R_o = 0.75. Площадь остекления S_o = 40 м².
• Стены. Площадь продольной (боковой) стены равна 10 * 3.5 = 35 м². Площадь поперечной (фасадной) стены равна 8.5 * 3.5 8.5² * tg(30) / 4 = 40 м². Таким образом, суммарная площадь периметра здания равна 150 м², а с учетом остекления искомое значение S_s = 150 – 40 = 110 м².
• Стены. Основными теплоизоляционными материалами служат клееный брус, толщиной 200 мм (R_b = 1.27) и базальтовый утеплитель, толщиной 150 мм (R_u = 3.95). Суммарный показатель сопротивления теплопередаче для стены R_s = R_b R_u = 5.22.
• Крыша. Утепление полностью повторяет форму крыши. Площадь кровли без свесов S_k = 10 * 8.5 / cos (30) = 98 м².
• Крыша. Основными теплоизоляционными материалами служат вагонка, толщиной 12.5 мм (R_v = 0.07) и базальтовый утеплитель, толщиной 200 мм (R_u = 5.27). Суммарный показатель сопротивления теплопередаче для крыши R_k = R_v R_u = 5.34.
• Вентиляция. Пусть расход воздуха будет рассчитан не по площади дома, а с учетом требований обеспечить значение не менее 30 м³ на человека в час. Так как в коттедже постоянно проживают 4 человека, то L = 30 * 4 = 120 м³ / ч.

Шаг. 2. Рассчитаем необходимую мощность котла. Если оборудование уже приобретено, то этот этап можно пропустить.

Температура наиболее холодной пятидневки равна “–41 °С”. Комфортную температуру примем за “ 24 °С”. Таким образом, средняя разница температур за этот период составит 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.

Q = Qo Qs Qk Qv = 3467 1370 1199 2839 = 8875 Вт.

Таким образом, для этого модельного дома можно выбрать газовый котел с параметром максимальной тепловой мощности равным 10-12 кВт. Если газ используют также для обеспечения горячего водоснабжения, то придется брать более производительное устройство.

Шаг 3. Рассчитаем длительность периода отопления и усредненные теплопотери.

Под холодным временем года, когда необходимо отопление, понимают сезон со среднесуточными температурами ниже 8-10 °С. Поэтому для расчетов можно взять или столбцы № 11-12 или столбцы № 13-14 таблицы 1 СНиП 23-01-99.

Этот выбор остается за хозяевами коттеджа. При этом существенной разницы в годовом расходе топлива не будет. В нашем случае остановимся на периоде с температурой ниже “ 10 °С”. Длительность этого периода составляет 235 суток или E = 5640 часов.

Теплопотери дома для усредненной температуры за этот период рассчитывают также как и в шаге 2, только параметр dT = 24 – (– 6.7) = 30.7 °С. После проведения вычислений получим Q = 4192 Вт.

Шаг 4. Вычислим объем потребляемого газа.

Пусть КПД котла K = 0.92. Тогда объем потребляемого газа (при усредненных показателях минимальной теплотворности газовой смеси) за холодный период времени составит:

• 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.

Зная цены на газ, можно вычислить и финансовые затраты на отопление.

В тех случаях, когда газовый котел еще не приобрели, но есть необходимость в оценке будущих затрат, расчет потребления газа в частном доме выполняют, исходя из теплопотерь. В большинстве случаев данный показатель хозяевам уже известен. Принцип расчета в данном случае таков: находим 50 % от количества потребляемого тепла, прибавляем к ним по 10 % на вентиляционную систему и обеспечение ГВС. Таким способом получают примерный расход тепла в кВт/ч.

Дальнейшим умножением можно выяснить значения потребления газа в сутки, в месяц или за весь отопительный сезон. Получив общее значение теплопотерь, их нужно перевести в кубометры (понадобится значение удельной теплоты сгорания топлива). Таким образом, когда вы определите объем потребляемого газа, его можно умножить на цену и определить общий размер затрат на отопление.

Можно ли уменьшить расход газа?

Существуют общеизвестные меры по снижению расходов на отопление загородных коттеджей и домов. Проще всего это сделать заблаговременно, при строительстве здания, применив соответствующие материалы, современные конструкции окон, дверей, крыши. В уже построенном доме также можно сделать утепление, чтобы не было больших теплопотерь, из-за которых вырабатываемая котлом энергия расходуется не эффективно.

По подсчетам специалистов неутепленные стены пропускают 23-25% тепла, двери и пол — 14-15%, крыша — 14%, а через окна может утекать 30-35% тепловой энергии. Таким потерям прямопропорциональны затраты на отопление: чем больше утечки, тем больше денег вы заплатите.

Чтобы уменьшить расход газа на отопление следует утеплить стены, кровлю, чердачные перекрытия, пол современными материалами, специально для этого предназначенными. Для стен применяется пенополистирол, он прост в монтаже и доступен по цене. Можно использовать и минеральную вату. Снаружи стены можно отделать фасадными панелями из сайдинга, декоративной вагонки, применить систему вентилируемого фасада.

Для крыш и чердачных перекрытий можно применять те же материалы или еще более эффективный напыляемый пенополиуретан. Полы обычно утепляют на этапе строительства, поэтому с ними не должно возникнуть вопросов. Важный момент — замена старых окон на качественные стеклопакеты, которым не страшны даже самые сильные морозы. Я упомянул общепринятые способы сохранения тепла в доме, но существуют и другие варианты:

• использование автоматических систем регулирования температуры воздуха. Например, в комнатах, где никого нет, отопление снижается или отключается совсем в определенное время суток;

• установка (дополнительно к радиаторам) конвекторов, создающих тепловые завесы возле дверей и окон;

• оборудование радиаторов регулируемыми термостатическими устройствами, а также закрепление за батареями отражающего теплоэкрана;

• снижение избыточной температуры в комнатах хотя бы на 2-3^оС тоже дает существенную экономию газа.

Мы провели с вами несложные расчеты по расходу газа на отопление дома, и теперь, зная площадь своего построенного или будущего дома, вы сможете получить результат для конкретного случая. Возможно, он заставит вас изыскать способ по сокращению расходов теплоносителя, а значит, и вашего бюджета. Пусть в вашем доме всегда будет тепло!

Ваш Кузьмич

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.

Примерный расчет, сколько нужно газа

Чтобы наглядно проиллюстрировать, как рассчитать расход газа на отопление, для примера возьмем дом с потреблением тепла на уровне 16 кВт/ч.

Считаем:

• среднее потребление тепла в час — 16×50% 16×10% 16×10%=11,2 кВт/ч;
• ежесуточный расход – 11,2×24=268,8 кВт;
• потребление за месяц – 268,8×30=8064 кВт.

Далее нужно киловатты перевести в кубометры. Для этого используем значение удельной теплоты сгорания газа в 9,3 кВт.

11,2 кВт/ч÷9,3 кВт=1,2 м3/ч.

Аналогичным образом высчитывают расход любого другого типа топлива, используя соответствующий ему показатель теплоемкости. Таким способом можно узнать, сколько газа потребляет газовый котел в сутки, рассчитать заранее затраты.

Поскольку газовая установка работает с уровнем КПД в пределах 88-92 %, потребуются дополнительные правки, и на этот случай нужно будет прибавить порядка 10 % от полученного значения. В нашем примере ежечасное потребление газа составит 1,2 10 %=1,32 м3.

Дальнейшие расчеты будут выглядеть так:

• ежедневное потребление – 1,32×24=28,8 м³;
• объем за месяц – 28,8×30=864 м³.

Общее потребление газа будет зависеть от продолжительности отопительного сезона, то есть полученное значение за месяц нужно перемножить на число месяцев в сезоне.

Техника расчета по площади

Рассчитать расход природного газа, исходя из общей площади дома, можно двумя способами, однако результаты получатся весьма неточными.

Второй способ предполагает использование данных статистических исследований:

• если дом хорошо утеплен, для его обогрева требуется 2,5-3 м³/м²;
• помещение со средним уровнем утепления будет расходоваться по 4-5 м³ газа на 1 м².

Таким образом, владелец дома, зная уровень утепления его стен и перекрытий, сможет примерно оценить, какое количество газа будет использоваться для его отопления. Так, для отопления дома со средним уровнем утепления площадью в 100 м2 потребуется примерно 400-500 м3 природного газа ежемесячно. Если площадь дома составляет 150 м2, для его обогрева придется сжечь 600-750 м3 газа.

Пример расчета сжиженного газа для отопления дома

Некоторые модели отопительных котлов способны работать на сжиженном газе. Чтобы понять, насколько целесообразна покупка такого оборудования, можно выполнить расчет расхода сжиженного газа на отопление дома. Принцип вычислений будет таким же, как и с природным газом – нужно определить уровень теплопотерь или мощность самого котла. Полученные данные переводят в литры и, при желании, в количество баллонов.

Приведем пример. Для котла мощностью в 18 кВт среднее потребление тепла составит 9 кВт/час. 1 л сжиженного газа при сгорании дает 12,5 кВт тепла. Следовательно, 9 кВт мы получим при сжигании 0,72 л топлива (9÷12,5=0,72 л).

Таким образом:

• расход в день – 0,72×24=17,28 л;
• расход в месяц – 17,28×30=518,4 л.

С учетом КПД котла в пределах 90 % ежемесячное потребление сжиженного газа составит 570,24 л (518,4 10 %).

В одном баллоне содержится примерно 42 л газа. Значит, чтобы протопить котел, за месяц потребуется 14 баллонов газа (13,57). Исходя из цены на топливо, можно будет вычислить размер расходов на такое отопление. Правда, стоит учесть еще и транспортные расходы. Если поставить газгольдер для хранения газа, то транспортную составляющую можно сократить.