При выборе котельного оборудования для отопительной системы голову напористо сверлит очень беспокойная мысль — а насколько прожорливым конечно окажется агрегат? Наверняка ответ появится, когда отопление заработает, и счетчик начнет считать расход газа напольного котла, исправно наматывая обороты. Но поздно будет сокрушаться, если суммы к оплате за газ не повеселят…
Компетентные продавцы-консультанты, конечно, отвечают на большинство возникающих вопросов, постоянно можно обратиться за помощью и к грамотному инженеру, но хорошо самому иметь хотя бы базовые знания.
Узнайте из данной статьи как можно больше про методики расчета употребления энергоносителя и факторы, которые обязательно нужно считать в вычислениях. Ниже вас ждут не только скучные формулы, но и примеры. В конце — о том, что можно сделать для понижения расхода газа.
Что влияет на расход газа?
Топливный расход определяется, во 1-х, мощностью — чем мощнее котел, тем интенсивнее расходуется газ. При этом оказывать влияние извне на эту зависимость трудно.
Даже если вы приглушите 20-киловаттный аппарат до минимума, он все равно будет есть топлива больше, чем его менее мощный 10-киловаттный собрат, включенный на max.
Из этой таблицы видно, какова зависимость меж отапливаемой площадью и мощностью газового котла. Чем сильнее котел, тем он дороже. Но чем больше площадь отапливаемых помещений, тем быстрее котел самоокупается
Во 2-х, берем во внимание тип котла и принцип его функционирования:
- открытая или закрытая камера сгорания;
- конвекционный или конденсационный;
- простой дымоход или коаксиальный;
- один контур или два контура;
- наличие автоматических датчиков.
В закрытой камере горючее сжигается более экономно, чем в открытой камере. КПД конденсационного агрегата благодаря встроенному дополнительному теплообменнику для конденсации паров, присутствующих в продукте сгорания, увеличивается до 98-100% в сравнении с 90-92% КПД конвекционного агрегата.
С коаксиальным дымопроводом также повышается значение КПД — холодный воздух с улицы подогревается нагретой выхлопной трубой. Из-за второго контура идет, естественно, увеличение расхода газа, но и газовый котел в этом случае обслуживает не одну, а две системы — отопление и горячее водоснабжение.
Автоматические датчики – нужная вещь, они ловят внешнюю температуру и настраивают работу котла на лучший режим.
В-третьих, смотрим на техническое состояние оборудования и качество самого газа. Накипь и окалина на стенах теплообменника существенно понижают теплоотдачу, компенсировать ее недочет приходится увеличением мощности.
Увы, и газ может быть с водяной и иной примесью, но вместо того, чтобы выставлять претензии поставщикам, мы переключаем регулятор мощности на несколько делений в сторону наибольшей отметки.
Одна из современных высокоэкономичных моделей — напольный газовый конденсационный котёл марки Baxi Power мощностью 160 кВт. Таковой котел обогревает 1600 кв. м площади, т.е. большой дом в несколько этажей. При этом по паспортным данным он расходует природного газа 16,35 куб. м в час и имеет КПД 108%
И, в-четвертых, площадь отапливаемых помещений, естественная убыль тепла, длительность отопительного сезона, погодные особенности. Чем просторнее площадь, чем выше потолки, чем больше этажей, тем больше горючего потребуется, чтобы отопить такое помещение.
Учитываем некую утечку тепла сквозь окна, двери, стенки, крышу. Год на год не приходится, бывают и теплые зимы, и трескучие морозы – погоду не предугадаешь, но кубометры используемого на отопление газа от нее зависят напрямую.
Быстрый подготовительный расчет
Приблизительно прикинуть на глаз, сколько газа будет потребляется вашим газовым котлом, достаточно 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, числа можно уменьшить на 20-25%, а для севера, наоборот, прирастить в полтора раза или вдвое. Т.е. взять во втором случае, к примеру, 75-80 Вт/кв.м или 200 Вт/кв.м.
Перемножив соответствующий норматив на объем или площадь, получим, сколько ватт мощности котла нужно для обогрева помещения. Далее исходим из стандартного утверждения о том, что современное газовое оборудование потребляет 0,112 кубометра газа на выработку 1 кВт термический мощности.
Снова перемножаем — на этот раз норматив употребления газа (число 0,112) на полученную в предыдущем умножении мощность котла (не забываем перевести ватты в кВт). Получаем примерный расход газа (или газообразное состояние (от нидерл. gas, восходит к др.-греч) в час.
Котел обычно работает 15-16 часов в 24 часа. Считаем суточный расход газа. Ну, а когда уже известен дневной расход, легко определяем расход газа на месяц и на весь отопительный сезон. Вычисления ориентировочные, но вполне достаточные для того, чтобы осмыслить и сам принцип расчета, и ожидаемый газовый расход.
Обыкновенной счетной машинки вполне достаточно, чтобы вычислить расход газа. Если не желаете вникать в расчетные формулы, пользуйтесь в сети программками онлайн-калькуляторов. Вводите исходные данные и сразу же получайте итог
Пример.
Допустим, площадь (в узком смысле, площадь фигуры — численная характеристика, вводимая для определённого класса плоских геометрических фигур (исторически, для многоугольников, затем понятие было расширено на) 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.
Рассчитаем расход газа в 24 часа (16 часов работы), за месяц (30 дней), за весь отопительный сезон (7 месяцев) :
1,12 куб. м * 16 = 17,92 куб. м
17,92 куб. м * 30 = 537,6 куб. м
537,6 куб. м * 7 = 3763,2 куб. м
Примечание: можно сходу определить месячную и сезонную потребляемую мощность котла в кВт/час, а позже пересчитать ее в расход газа.
10 кВт * 24/3*2 * 30 = 4800 кВт/час — за месяц
0,112 куб.м * 4800 кВт/час = 537,6 куб. м
4800 кВт/час * 7 = 33600 кВт/час — за сезон
0,112 куб.м * 33600 кВт/час = 3763,2 куб. м
Остается взять текущий тариф на газ и перевести результат в деньги. А если в проекте установка двухконтурной системы, которая будет не только лишь отапливать дом, но и греть воду для бытовых нужд, прибавьте к мощности оборудования и, соответственно, к расходу газа напольными газовыми котлами отопления еще 25%.
Самые обыкновенные тепловизоры стоят не менее 300 долларов, а стоимость на профессиональные стартует от нескольких тысяч, но эти приборы демонстрируют все места, через которые в дом заходит холодный воздух и уходит наружу тепло
Котел подключен на магистральный газопровод
Разберем алгоритм вычислений, позволяющих с точностью найти расход голубого топлива для агрегата, установленного в доме или квартире с подключением к централизованным сетям газоснабжения.
Расчет расхода газа в формулах
Для более четкого расчета мощность газоотопительных агрегатов вычисляют по формуле:
Мощность котла = Qт * К,
где
Qт — планируемые теплоотдачи, кВт;
К — поправочный коэффициент (от 1,15 до 1,2).
Планируемые теплопотери (в Вт) в личную очередь считают так:
Qт = S * ∆t * k / R,
где
S — суммарная площадь ограждающих поверхностей, кв. м;
∆t — перепад внутренней/внешней температур, °C;
k — коэффициент рассеивания;
R — значение теплового сопротивления материала, м2•°C/Вт.
Значение коэффициента рассеивания:
- древесное строение, металлическая конструкция (3,0 — 4,0);
- кладка в один кирпич, старенькие окна и кровля (2,0 — 2,9);
- двойная кирпичная кладка, стандартная крыша, двери, окна (1,1 — 1,9);
- стенки, крыша, пол с утеплением, двойные стеклопакеты (0,6 — 1,0).
Формула для расчета наибольшего часового расхода газа на основе полученной мощности:
Объем газа = Qmax / (Qр * ŋ),
где
Qmax — мощность оборудования, ккал/час;
Qр — теплотворная способность природного газа (8000 ккал/м3);
ŋ — КПД котла.
Для того чтобы найти расход газообразного топлива, нужно просто перемножить данные, часть которых надо взять из техпаспорта вашего котла, часть из строй справочников, опубликованных в интернете.
Использование формул на примере
Представим, что мы имеем здание общей площадью 100 кв м. Высота строения — 5 м, ширина — 10 м, длина — 10 м, двенадцать окон размером 1,5 х 1,4 м. Внутренняя/наружняя температура: 20 °С/-15 °С.
Считаем площадь ограждающих поверхностей:
- Пол 10 * 10 = 100 кв. м
- Кровля: 10 * 10 = 100 кв. м
- Окна: 1,5 * 1,4 * 12 шт. = 25,2 кв. м
- Стенки: (10 + 10 + 10 + 10) * 5 = 200 кв. м
За минусом окон: 200 – 25,2 = 174,8 кв. м
Значение термического сопротивления материалов (формула):
R = d / λ, где
d – толщина материала, м
λ – коэффициент теплопроводимости материала, Вт/[м•°С].
Рассчитываем R:
- 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)
- Для кровли (сэндвич-панели из минваты 12 см) R (кровля) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (м2•°C/Вт)
- Для окон (двухкамерный стеклопакет) R (окна) = 0,49 (м2•°C/Вт)
- Для стенок (сэндвич- панели из минваты 12 см) R (стены) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (м2•°C/Вт)
Значения коэффициентов теплопроводимости для разных материалов были выписаны из справочника.
Заведите привычку часто снимать показания счетчика, записывать их и делать сравнительный разбор с учетом интенсивности работы котла, погодных критерий и пр. Эксплуатируйте котел на разных режимах, ищите лучший вариант нагрузки
Теперь посчитаем тепловые утраты.
Q (пол) = 100 м2 * 20 °С * 1/ 2,84 (м2*К)/Вт = 704,2 Вт = 0,8 кВт
Q (кровля) = 100 м2 * 35 °С *1 / 3,24 (м2*К)/Вт = 1080,25 Вт = 8,0 кВт
Q (окна) = 25,2 м2 * 35 °С * 1/ 0,49 (м2*К)/Вт = 1800 Вт = 6,3 кВт
Q (стенки) = 174,8 м2 * 35 °С * 1/ 3,24 (м2*К)/Вт = 1888,3 Вт = 5,5 кВт
Теплоотдачи ограждающих конструкций:
Q (общ) = 704,2 + 1080,25 + 1800 + 1888,3 = 5472,75 Вт/ч
Еще можно добавить утрату тепла на вентиляцию. Чтобы нагреть 1 м3 воздуха с –15 °С до +20°С требуется 15,5 Вт термический энергии. Человек потребляет примерно 9 л воздуха в минутку (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 утрату 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.
Проведя теплотехнический расчет, рассчитываем поначалу мощность котла, а затем расход (Расходы (в экономике) — затраты в процессе хозяйственной деятельности, приводящие к уменьшению средств предприятия или увеличению его долговых обязательствКоличество жидкости, газа или сыпучих) газа в час в газовом котле в кубических метрах:
Мощность (скалярная физическая величина, равная в общем случае скорости изменения, преобразования, передачи или потребления энергии системы) котла = 5,53 * 1,2 = 6,64 кВт (округлим до 7 кВт).
Чтобы пользоваться формулой для расчета расхода газа, переведем приобретенный показатель мощности из киловатт в килокалории: 7 кВт = 6018,9 ккал. И примем КПД котла = 92% (производители современных газовых напольных котлов утверждают данный показатель в рамках 92 – 98%).
Максимальный часовой расход газа = 6018,9 / (8000 * 0,92) = 0,82 м3/ч.
Котел питается от газгольдера или баллона
Формула Объем газа = Qmax / (Qр * ŋ) годится для определения потребности в различном горючем, в т.ч. и сжиженном газе. Возьмем из предыдущего примера приобретенный показатель мощности котла — 7 кВт. Если для такового котла (металлический сосуд для приготовления пищи методом варки на открытом огне) требуется 0,82 м3/ч природного газа, сколько же тогда понадобится пропан-бутана?
Примерно раз в неделю с газовыми баллонами придётся ехать на заправку, а это транспортные расходы и утрата личного времени. Неприятный сюрприз может принести и снижение температуры ниже нуля, если газовые баллоны стоят на улице. В промороженном баллоне газ не леденеет, но и не испаряется, превращаясь в жидкость. И котел прекращает работу
Для расчета нужно знать, какова его теплотворная способность. Уд. теплота сгорания (это и есть теплотворная хар-ка) 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.
Оставим КПД газового отопительного котла равным 92% и рассчитаем часовую потребность в газе:
Объем газа = 7 / (13 * 0,92) = 0,59 кг/ч
Один л сжиженного газа весит 0,54 кг, за час котел сожжет 0,59 / 0,54 = 1,1 л пропан-бутана. Сейчас считаем, сколько потребляется газовым котлом сжиженного газа в 24 часа и за месяц.
Если котел будет работать по 16 часов, то за 24 часа — 17,6 литров, за месяц (30 дн.) – 528 л. В обычном 50-литровом баллоне находится около 42 л газа. Получается, что на наш дом площадью 100 м2 потребуется 528 / 42 = 13 баллонов на месяц.
Газгольдер с припасом объема позволяет экономить на газе. Стоимость заправки осенью вырастает, весна – период снижения цен. Старайтесь максимально заправлять резервуар весенней порой
Установить газовый резервуар намного удобнее, чем просто менять пустые баллоны на полные. Газгольдер достаточно дозаправить за весь отопительный сезон 2-3 раза.
Как минимизировать потребление газа
Чтобы отдавать меньше денежных средств за потребляемый напольным котлом газ и не округлять изумленно глаза при виде очередной платежки, следуйте таким советам.
Во-первых, обратите внимание на конденсационный котел — самый экономный на сегодня. Его КПД достигает 98-100% и выше. Цена высочайшая, но себя оправдает и вскоре окупится. По каждой модели читайте комментарии покупателей.
Если не нужен подогрев воды, берите одноконтурный котел. У двухконтурной системы в газовую потребность заложены дополнительно не нужные вам 20–25%.
Во 2-х, добросовестно утеплите не только стены, но и крышу, пол с фундаментом и подвалом. Установите на окна энергосберегающие стеклопакеты. Используйте тепловизор. Все точки холода обязаны быть найдены и устранены. На входе в дом (коридор, холл, прихожая) соорудите теплый пол.
В-третьих, используйте таймеры и датчики. Данная вами температура нагрева воздуха в помещении будет регулироваться механически — к примеру, батареи будут раскаляться к ночи и немного остывать днем.
Если вы надумаете покинуть дом на неделю, можно выставить систему отопления на время отсутствия на минимум с возвратом обычного режима работы к моменту приезда. Раз в год нужен техосмотр с чисткой засоров и накипи с теплообменника, следов копоти с горелки, сажи из дымопровода.
Не эксплуатируйте котел по максимуму. В его паспортных данных заложено 10-20% припаса мощности на аварийные случаи, рекордно холодные зимы. Не торопитесь переключать регулятор температуры еще на деление. Мелочь, а на среднемесячном потреблении газа отразится
В-четвертых, установите в систему отопления буферный накопитель, в котором будет находиться некий запас теплоносителя (горячей воды). За счет этого «термоса», подпитывающего какое-то время батареи при выключенном котле, удается сберегать до 20% топлива.
В-пятых, не игнорируйте правильное проветривание. Повсевременно приоткрытая оконная створка вынесет на улицу больше тепла, чем распахнутое настежь на 5 минут окно (или витраж — специально задуманная в конструкции здания архитектурная деталь строительства: проём в стене, служащий для поступления света в помещение и/или вентиляции).
Выводы и полезное видео по теме
В размещенных ниже Video речь идет о расходе газа для напольных котлов.
Отопление на сжиженном газе (пропан). Расход горючего, личный опыт:
Расход газа напольным газовым котлом HOT SPOT 12 кВт (комментарий пользователя):
Газ – востребованный энергоресурс, проблема экономии как самого ресурса, так и средств на его оплату не теряет собственной актуальности.
Разумный расход газа — это и хороший экономный котел, и профессиональный монтаж отопительной системы, и война с теплопотерями. Высокий КПД агрегата — гарантия долгосрочной экономии на расходах на газ.
