Átlagos gázfogyasztás egy 150 m²-es ház fűtéséhez: példaszámítások és hőképletek áttekintése

A lakásfenntartásra fordított költségvetés jelentős részét a fűtési szezon finanszírozása teszi ki.Egy 150 m-es ház fűtésének árának és átlagos gázfogyasztásának ismeretében², elég pontosan meghatározhatja a helyiségek fűtésének költségeit. Ezeket a számításokat könnyen elvégezheti saját maga anélkül, hogy fizetnie kellene a fűtési mérnökök szolgáltatásáért.

Az általunk bemutatott cikkből mindent megtudhat a gázfogyasztási szabványokról és a kék üzemanyag-fogyasztás kiszámításának módszereiről. Megmondjuk, mennyi energia szükséges a fűtési szezonban az otthoni hőveszteségek kompenzálásához. Megmondjuk, milyen képleteket kell használni a számításokhoz.

Vidéki nyaralók fűtése

A ház fűtéséhez szükséges gázfogyasztás kiszámításakor a legnehezebb feladat lesz hőveszteség számítás, amelyet a fűtési rendszernek működés közben teljes mértékben kompenzálnia kell.

A hőveszteségek összetettsége az éghajlattól, az épület tervezési jellemzőitől, a felhasznált anyagoktól és a szellőzőrendszer működési paramétereitől függ.

A kompenzált hőmennyiség kiszámítása

Minden épület fűtési rendszerének kompenzálnia kell a hőveszteséget K (W) a hideg időszakban. Két okból történnek:

1. hőcsere a ház kerületén keresztül;
2. hőveszteség a szellőzőrendszeren keresztül belépő hideg levegő következtében.

Formálisan hőveszteség a falon és a tetőn keresztül K_tp a következő képlettel lehet kiszámítani:

K_tp = S * dT / R,

Ahol:

• S - felület (m²);
• dT – hőmérséklet különbség a szoba és az utca levegője között (°C);
• R – az anyagok hőátadásával szembeni ellenállás mutatója (m² * °C / W).

Az utolsó mutató (amit „hőellenállási együtthatónak” is neveznek) az építőanyagokhoz vagy termékekhez mellékelt táblázatokból vehetők át.

A ház hővesztesége jelentősen függ a kettős üvegezésű ablak típusától. A hőszigetelt ablakok magas ára az üzemanyag-megtakarítás miatt indokolt lesz

Példa. Legyen a szoba külső falának területe 12 m², ebből 2 m² ablakot foglal el.

A hőátadási ellenállás mutatói a következők:

• Pórusbeton blokkok D400: R = 3.5.
• Dupla üvegezésű ablak „4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I” argonnal: R = 0.75.

Ebben az esetben „+22°С” szobahőmérsékleten és –30°С utcai hőmérsékleten a helyiség külső falának hővesztesége:

• K_tp (fal) = 10 * (22 – (– 30)) / 3,5 = 149 W:
• K_tp (ablak) = 2 * (22 – (– 30)) / 0,75 = 139 W:
• K_tp = K_tp (fal) + K_tp (ablak) = 288 W.

Ez a számítás a megfelelő eredményt adja, feltéve, hogy nincs szabályozatlan levegőcsere (beszivárgás).

A következő esetekben fordulhat elő:

• Szerkezeti hibák jelenléte, mint például az ablakkeretek laza rögzítése a falakhoz vagy a szigetelőanyag leválása. Meg kell szüntetni őket.
• Az épület elöregedése, ami a falazatban forgácsokat, repedéseket vagy üregeket eredményez. Ebben az esetben korrekciós tényezőket kell bevezetni az anyagok hőátadási ellenállásába.

Ugyanígy meg kell határozni a tetőn keresztüli hőveszteséget, ha az objektum a legfelső emeleten található. A padlón keresztül jelentős energiaveszteség csak akkor következik be, ha van fűtetlen, szellőző pincehelyiség, például garázs. Szinte semmi hő nem kerül a talajba.

A többrétegű anyagok hőátadási ellenállási indexének kiszámításához össze kell foglalni az egyes rétegek mutatóit. Általában csak a leginkább nem hővezető anyagokat veszik számításba

Tekintsük a hőveszteség második okát - az épület szellőzését. Energiafogyasztás a befúvott levegő fűtéséhez (K_V) a következő képlettel számítható ki:

K_V = L * q * c * dT, Ahol:

• L - légáramlás (m³ / h);
• q – levegő sűrűsége (kg/m³);
• c – a beáramló levegő fajlagos hőkapacitása (kJ/kg *°C);
• dT – hőmérséklet különbség a szoba és az utca levegője között (°C).

A levegő fajlagos hőkapacitása a számunkra érdekes hőmérsékleti tartományban [–50...+30 °C] egyenlő 1,01 kJ / kg * °C vagy a szükséges méretre lefordítva: 0,28 W * h / kg * °C. A levegő sűrűsége a hőmérséklettől és a nyomástól függ, de számításokhoz 1,3 kg / m értéket vehet fel³.

Példa. Egy szobához 12 m² ugyanazzal a hőmérséklet-különbséggel, mint az előző példában, a szellőztetés miatti hőveszteség:

K_V = (12 * 3) * 1,3 * 0,28 * (22 – (– 30)) = 681 W.

A tervezők a légáramlást az SNiP 41-01-2003 szerint veszik (példánkban 3 m³ / h 1 m-en² nappali terület), de ezt az értéket az épület tulajdonosa jelentősen csökkentheti.

Összességében a modellszoba teljes hővesztesége:

K = K_tp + K_V = 969 W.

A napi, heti vagy havi hőveszteség kiszámításához ismernie kell ezen időszakok átlagos hőmérsékletét.

A fenti képletekből világosan látszik, hogy a rövid ideig és a teljes hideg évszakban elfogyasztott gáz mennyiségének kiszámítását a fűtött létesítmény helyének éghajlatának figyelembevételével kell elvégezni.Ezért a jól bevált standard oldatok csak hasonló természeti körülmények között használhatók.

Hasonló éghajlati paraméterek meghatározásához használhatja a téli havi átlaghőmérséklet térképeit. Könnyen megtalálhatóak az interneten

A ház összetett geometriájával, valamint az építkezéshez és a szigeteléshez felhasznált anyagok sokféleségével a szakemberek szolgáltatásait igénybe veheti a szükséges hőmennyiség kiszámításához.

A hőveszteség minimalizálásának módjai

A lakás fűtési költsége a fenntartási költségek jelentős részét teszi ki. Ezért indokolt néhány olyan munka elvégzése, amely a hőveszteség csökkentését célozza mennyezeti szigetelés, ház falai, padlószigetelés és a kapcsolódó szerkezetek.

Alkalmazás külső szigetelési sémák és a ház belsejéből jelentősen csökkentheti ezt a számot. Ez különösen igaz a régi épületekre, amelyek falai és mennyezetei erősen kopottak. Ugyanazok a polisztirolhab lapok nemcsak csökkentik vagy teljesen megszüntetik a fagyást, hanem minimálisra csökkentik a levegő beszivárgását a védett bevonaton keresztül.

Jelentős megtakarítás érhető el akkor is, ha a ház nyári részeit, például a verandát vagy a padlásszintet nem kapcsolják be fűtésre. Ebben az esetben a ház fűtött részének kerülete jelentősen csökken.

A tetőtér csak nyáron történő használata jelentősen megtakarítja a ház téli fűtésének költségeit. Ebben az esetben azonban a felső emelet mennyezetét jól szigetelni kell

Ha szigorúan betartja a helyiségek szellőztetésére vonatkozó szabványokat, amelyeket az SNiP 41-01-2003 ír elő, akkor a légcseréből származó hőveszteség magasabb lesz, mint az épület falainak és tetőjének fagyásából.Ezek a szabályok kötelezőek a tervezők és minden jogi személy számára, ha a helyiséget termelésre vagy szolgáltatásnyújtásra használják. A ház lakói azonban saját belátásuk szerint csökkenthetik a dokumentumban megadott értékeket.

Ezenkívül az utcáról érkező hideg levegő felmelegítéséhez hőcserélőket használhat, nem pedig elektromos áramot vagy gázt fogyasztó eszközöket. Így egy közönséges lemezes hőcserélő az energia több mint felét takaríthatja meg, egy bonyolultabb hűtőközeggel ellátott készülék pedig körülbelül 75%-ot.

A szükséges gázmennyiség kiszámítása

Az elégetett gáznak kompenzálnia kell a hőveszteséget. Ehhez a ház hővesztesége mellett ismerni kell az égés során felszabaduló energia mennyiségét, ami a kazán hatásfokától és a keverék fűtőértékétől függ.

A kazán kiválasztásának szabálya

A fűtőelem kiválasztásánál figyelembe kell venni a ház hőveszteségét. Ennek elegendőnek kell lennie arra az időszakra, amikor elérik az éves minimum hőmérsékletet. Az útlevélben az emelet ill fali gázkazán Ezért a „névleges hőteljesítmény” paraméter a felelős, amelyet háztartási készülékeknél kW-ban mérnek.

Mivel minden szerkezetnek van hőtehetetlensége, a szükséges kazánteljesítmény kiszámításához a minimális hőmérsékletet általában a leghidegebb ötnapos időszakból veszik. Egy adott területre vonatkozóan megtalálható a meteorológiai információk gyűjtésében és feldolgozásával foglalkozó szervezetekben, vagy az 1. táblázatban. SNiP 23-01-99 (4. oszlop).

Az 1. táblázat részlete az SNiP 01/23/99-ből. Segítségével megszerezheti a szükséges adatokat annak a területnek az éghajlatáról, ahol a fűtött létesítmény található

Ha a kazán teljesítménye meghaladja a helyiség fűtéséhez elegendő mutatót, ez nem vezet a gázfogyasztás növekedéséhez.Ebben az esetben a berendezés leállási ideje hosszabb lesz.

Néha van oka valamivel kisebb teljesítményű kazánt választani. Az ilyen eszközök sokkal olcsóbbak lehetnek mind a vásárlás, mind a működtetés során. Ebben az esetben azonban szükség van egy tartalék hőforrásra (például egy gázgenerátorral kiegészített fűtőberendezésre), amely erős fagyok esetén használható.

A kazán hatékonyságának és gazdaságosságának fő mutatója a hatékonysági tényező. A modern háztartási berendezések esetében ez 88 és 95% között mozog. A hatásfok az eszköz útlevélben van feltüntetve, és a gázfogyasztás kiszámításakor használatos.

Heat Release Formula

A természetes vagy cseppfolyósított gáz fogyasztásának helyes kiszámítása egy körülbelül 150 m alapterületű ház fűtéséhez² Meg kell találni még egy mutatót - a szállított tüzelőanyag fűtőértékét (fajlagos égéshő). Az SI rendszer szerint J/kg-ban mérik cseppfolyósított gáznál vagy J/m-ben³ természetesnek.

A gáztartályokat (folyékony gáz tárolására szolgáló tartályok) literben adják meg. Ha meg szeretné tudni, mennyi üzemanyagot tartalmaz kilogrammban, használja a 0,54 kg / 1 l arányt.

Ennek a mutatónak két értéke van - alacsonyabb fűtőérték (H_l) és a legmagasabb (H_h). Ez az üzemanyag páratartalmától és hőmérsékletétől függ. Számításkor vegye a mutatót H_l – ezt a gázszolgáltatójánál kell tájékozódnia.

Ha nincs ilyen információ, akkor a következő értékeket lehet számításba venni:

• földgázhoz H_l = 33,5 mJ/m³;
• cseppfolyósított gázhoz H_l = 45,2 mJ/kg.

Figyelembe véve, hogy 1 mJ = 278 W * h, a következő fűtőértékeket kapjuk:

• földgázhoz H_l = 9,3 kW * h / m³;
• cseppfolyósított gázhoz H_l = 12,6 kW * h / kg.

Egy bizonyos időtartam alatt elfogyasztott gáz mennyisége V (m³ vagy kg) a következő képlettel számítható ki:

V = Q * E / (H_l *K), Ahol:

• K – az épület hővesztesége (kW);
• E – a fűtési időszak időtartama (h);
• H_l – a gáz minimális fűtőértéke (kW * h/m³);
• K – A kazán hatásfoka.

Cseppfolyós gáz méretre H_l egyenlő kW * h / kg.

Példa a gázfogyasztás kiszámítására

Például vegyünk egy tipikus előregyártott vázas fa kétszintes házikót. Régió – Altáj terület, Barnaul.

A nyaraló mérete 10 x 8,5 m A nyeregtető szöge 30°. Ezt a projektet meleg tetőtér, viszonylag nagy üvegezési terület, pince hiánya és a ház kiálló részei jellemzik.

1. lépés. Számítsuk ki a ház fő paramétereit a hőveszteség kiszámításához:

• Padló. Szellőztetett pince hiányában a padlón és az alapozáson keresztüli veszteség elhanyagolható.
• Ablak. „4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I” kettős üvegezés: R_o = 0,75. Üvegezési terület S_o = 40 m².
• Falak. A hosszanti (oldalsó) fal területe 10 * 3,5 = 35 m². A keresztirányú (homlokzati) fal területe 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 m². Így az épület teljes kerülete 150 m², és figyelembe véve a kívánt értékű üvegezést S_s = 150 – 40 = 110 m².
• Falak. A fő hőszigetelő anyagok laminált fa, 200 mm vastag (R_b = 1,27) és bazalt szigetelés, 150 mm vastag (R_u = 3,95). A fal teljes hőátadási ellenállása R_s = R_b + R_u = 5.22.
• Tető. A szigetelés teljes mértékben követi a tető alakját. Tetőfelület túlnyúlások nélkül S_k = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Tető. A fő hőszigetelő anyagok a 12,5 mm vastag bélés (R_v = 0,07) és bazalt szigetelés, 200 mm vastag (R_u = 5,27). A tető teljes hőátadási ellenállása R_k = R_v + R_u = 5.34.
• Szellőzés. A légáramlást ne a ház területe szerint számítsuk, hanem a legalább 30 m-es érték biztosítására vonatkozó követelményeket figyelembe véve³ személyenként óránként. Mivel a nyaralóban 4 fő lakik állandóan, így L = 30 * 4 = 120 m³ / h.

Lépés. 2. Számítsuk ki a szükséges kazánteljesítményt. Ha a berendezést már megvásárolta, akkor ez a lépés kihagyható.

Számításainkhoz a gázkazán két mutatóját kell ismernünk: a hatásfokot és a névleges teljesítményt. Be kell őket regisztrálni az eszköz útlevélbe

A leghidegebb ötnapos időszak hőmérséklete „–41 °C”. Vegyünk egy kényelmes hőmérsékletet „+24 °C”-nak. Így az átlagos hőmérsékletkülönbség ebben az időszakban lesz dT = 65 °C.

Számítsuk ki a hőveszteséget:

• ablakokon keresztül: K_o = S_o * dT / R_o = 40 * 65 / 0,75 = 3467 W;
• a falakon keresztül: K_s = S_s * dT / R_s = 110 * 65 / 5,22 = 1370 W;
• a tetőn keresztül: K_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W;
• szellőzés miatt: K_v = L * q * c * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 W.

Az egész ház teljes hővesztesége a hideg ötnapos időszakban:

K = K_o + K_s + K_k + K_v = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 W.

Így ehhez a modellházhoz választhat egy gázkazánt, amelynek maximális hőteljesítménye 10-12 kW. Ha gázt is használnak melegvíz-ellátáshoz, akkor termelékenyebb készüléket kell vennie.

3. lépés Számítsuk ki a fűtési időszak időtartamát és az átlagos hőveszteséget.

A hideg évszak alatt, amikor fűtésre van szükség, azt az időszakot értjük, amikor a napi átlaghőmérséklet 8-10 °C alatt van. Ezért a számításokhoz használhatja az SNiP 23-01-99 1. táblázatának 11-12 oszlopait vagy 13-14 oszlopait.

Ez a választás a nyaraló tulajdonosainál marad. Ebben az esetben nem lesz jelentős különbség az éves üzemanyag-fogyasztásban. Esetünkben a „+10 °C” alatti hőmérsékletű időszakra koncentrálunk. Ennek az időszaknak az időtartama 235 nap ill E = 5640 óra.

Központi fűtés esetén a hűtőfolyadék-ellátás be- és kikapcsolása a megállapított szabványoknak megfelelően történik. A magánház egyik előnye a fűtési mód elindítása a lakók kérésére

A ház hőveszteségét az átlagos hőmérsékletre ebben az időszakban ugyanúgy számítjuk ki, mint a 2. lépésben, csak a paraméter dT = 24 – (– 6,7) = 30,7 °С. A számítások elvégzése után kapjuk K = 4192 W.

4. lépés. Számítsuk ki az elfogyasztott gáz mennyiségét.

Legyen a kazán hatékonysága K = 0,92. Ekkor az elfogyasztott gáz mennyisége (a gázkeverék minimális fűtőértékének átlagos mutatóival) a hideg időszakban:

• földgáz esetében: V = K * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 m³;
• cseppfolyósított gáz esetén: V = K * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 kg.

A gázárak ismeretében kiszámíthatja a fűtés pénzügyi költségeit.

Következtetések és hasznos videó a témában

A gázfogyasztás csökkentése az otthoni szigeteléssel kapcsolatos hibák kiküszöbölésével. Valódi példa:

Gázfogyasztás ismert hőteljesítmény mellett:

A hőveszteség minden számítása önállóan csak akkor végezhető el, ha ismertek azoknak az anyagoknak a hőtakarékos tulajdonságai, amelyekből a ház épül. Ha az épület régi, akkor mindenekelőtt ellenőrizni kell, hogy nem fagy-e be, és meg kell szüntetni az azonosított problémákat.

Ezt követően a cikkben bemutatott képletekkel nagy pontossággal kiszámíthatja a gázfogyasztást.

Kérjük, írja meg észrevételeit az alábbi visszajelzési blokkban. Tegyen közzé fényképeket a cikk témájához kapcsolódóan, tegyen fel kérdéseket az érdekes helyekről. Ossza meg hasznos információkat, amelyek hasznosak lehetnek webhelyünk látogatói számára.