Для чего необходимо определять максимальный часовой расход газа
Среди задач, которые нужно выполнить, чтобы газифицировать отапливаемое здание, этот расчет является одним из основных.
Его правильность контролирует в Москве АО «МОСГАЗ», в московской области АО «Мособлгаз». При составлении вычисляется величина тепловой нагрузки. Также нужно посчитать количество тепла, которое должна вырабатывать система отопления, и требуемый для этого почасовой объем газа, измеряемый в м3/час. Потребление должно соответствовать потоку в магистрали распределения.
При помощи такого расчета вычисляется максимальный часовой расход газа для частного дома во время максимума потребления. Это отображает пик потребления топлива объектом. И затем данные сравниваются с возможностями газопровода.
Определение размера максимального часового расхода газа в м3 является обязательным при подготовке:
- документов на получение ТУ подключения;
- заявки на технологическое присоединение к магистрали.
Формы подаются как физическими, так и юридическими лицами при составлении документов, необходимых чтобы газифицировать частный дом. Образец заполнения заявок и шаблон можно найти на сайте.
Способы уменьшения расхода
Основной причиной значимых теплопотерь, которые приводят к неэффективному расходованию выделяемой котлоагрегатом тепловой энергии, является недостаточное утепление конструктивных элементов дома. Через «мостики холода» попусту растрачивается до 40% тепла.
Чтобы каждый раз не тратить деньги впустую, отапливая улицу, лучше один раз потратиться на качественную термоизоляцию постройки. Поверьте, что расходы на нее полностью окупятся уже через 3-4 года.
Термоизоляция дома включает:
Утепление стен. Самый простой в реализации и доступный по стоимости вариант – монтаж пенополистирольных панелей. Толщину панелей выбирают, ориентируясь на климатические условия региона строительства, толщину стен постройки и типа материала, используемого при их возведении.
Утепление кровли или чердачного перекрытия. Для этих целей применяют древесные опилки, минеральную вату или плиточный пенополистирол. Выпускаемый в форме плит теплоизоляционный материал монтируют по внутренним стенкам чердачного пространства или размещают его между балками перекрытия.
Утепление полов. В хорошей теплоизоляции нуждаются не только бетонные, но и деревянные конструкции. Для формирования термоизолирующей прослойки задействуют насыпные и плитные материалы типа керамзита и пенополистирола.
Замена окон. Самым надежным щитом, не допускающим проникновение холода внутрь прогретых комнат, выступят ПВХ окна с качественными стеклопакетами. Их изготавливают под конкретное окно.Благодаря этому они герметично закрывают оконный проем, надежно защищая домочадцев не только от «утечки» тепла, но и проникновения уличного шума.
Грамотное устройство теплоизоляции позволяет свести потери тепла к минимальным значениям.
К числу дополнительных мер, позволяющих повысить эффективность тепловой отдачи, специалисты относят:
- Оборудование радиаторов термостатическими приборами. Термоголовки будут поддерживать в комнатах необходимую комфортную температуру.
- В дополнение к радиаторам устанавливать конвекторы с функцией направленной циркуляции. Они в зоне проемов будут создавать тепловые завесы из подогреваемого воздуха.
- Подключение оборудования, позволяющего программировать оптимальные режимы отопления. Установка хронометрических термостатов эффективна при наличии в доме пустующих по несколько дней комнат, которые нет смысла интенсивно обогревать.
Затраты на приобретение и установку автоматизации с лихвой окупятся уже в течение первого отопительного сезона.
И напоследок стоит пересмотреть, не слишком ли загружена система. Не исключено, что она вырабатывает избыточное тепло. И вполне вероятно, что без ущерба комфорта домочадцев можно снизить температуру в помещениях на пару градусов. На первый взгляд – мелочь. Но, рассматривая ситуацию в масштабах хотя бы одного месяца, а тем более отопительного сезона, такое решение способно благоприятно сказаться на кошельке.
Определяющие факторы потребления газовой смеси
Обогрев дома с использованием природного газа сегодня считается наиболее востребованным и удобным. Но ввиду подорожания «голубого топлива» финансовые затраты домовладельцев существенно возросли. А потому большинство рачительных хозяев сегодня волнует, какой средний расход газа на отопление дома.
Основным параметром при расчете потребления топлива, расходуемого на обогрев загородного дома, являются тепловые потери здания. Хорошо, если владельцы дома позаботились об этом еще при проектировании. Но в большинстве случаев на практике оказывается, что лишь малая часть домовладельцев знает тепловые потери своих строений.
Галерея изображений
Фото из
Для организации отопления с газовым котлом в просторном особняка площадью от 350 м² и более подойдет напольный одноконтурный агрегат мощностью от 45 кВт
Для подготовки горячей воды однокотурный котел дополняется внешним бойлером. Объем бойлера не должен быть больше 300 л, чтобы период подогрева воды был не слишком большим
Устроить отопление в доме площадью от 200 до 350 м² лучше с установкой напольного или настенного одноконтурного котла мощностью до 35 кВт
Для обустройства квартиры, не подключенной к централизованному горячему газоснабжению, или дачи идеально подойдет одно- или двухконтурный котел мощностью до 26 кВт
При обустройстве квартир и дач желательно отдать предпочтение одноконтурным агрегатам, т.к. второй теплообменник двухконтурных котлов не слишком надежен. Бойлер потребуется емкостью до 130 л
Желающим установить дома максимально производительное оборудование стоит обратить внимание на конденсационные модели. КПД их доходит до 109 % благодаря использованию энергии пара, образуемого при сжигании газа
Конденсационные газовые агрегаты выпускаются по аналогии с обычными в напольном и настенном варианте. Но мощность их значительно выше, может достигать 100 кВт
Для сравнения возможностей конденсационных модификаций — мощность обычного напольного котла в среднем 35 — 40 кВт, производительность около 90 %
Напольный газовый котел для большого особняка
Подбор бойлера к одноконтурному газовому котлу
Настенный вариант для загородного дома средней площади
Настенная модель для установки в квартире или на даче
Емкость бойлера для одноконтурной газовой модели
Установка газовых конденсационных котлов
Пределы мощности конденсационных котлов
Конденсационная модель в сравнении с обычной
Потребление газовой смеси напрямую зависит от КПД и мощности котлогенератора. Не меньшее влияние оказывают также:
- климатические условия региона;
- конструктивные особенности постройки;
- количество и тип установленных окон;
- площадь и высота потолков в помещениях;
- теплопроводность примененных стройматериалов;
- качество утепления наружных стен дома.
Учитывайте, что рекомендованная паспортная мощность устанавливаемого агрегата демонстрирует его максимальные возможности. Она всегда будет несколько выше рабочих показателей агрегата, функционирующего в нормальном режиме при обогреве конкретного здания.
Мощность установленного агрегата рассчитывают в строгом соответствии с действующими нормативными требованиями, учитывая при этом все вышеперечисленные факторы
К примеру, если паспортная мощность котла в 15 кВт, то реально эффективно функционировать система будет при тепловой мощности порядка 12 кВт. Запас Запас по мощности около 20 % рекомендован специалистами на случай аварий и сверх холодных зим. Поэтому при расчете расхода топлива следует ориентироваться именно на реальные данные, а не основываться на максимальные значения, рассчитанные на краткосрочное действие в авральном режиме.
Покупать газовый агрегат рекомендовано с запасом по мощности примерно 20% на случай аварийных ситуаций и холодных зим. Например, если расчетная тепловая мощность равна 10 кВт, то оборудование рекомендовано приобретать с паспортной мощностью 12 кВт (+)
Определение годовых расходов газа
Годовые расходы газа Qгод, м3/год, на бытовые нужды определяют по численности населения города (района) и нормам газопотребления на одного человека, а на коммунально-бытовые – в зависимости от пропускной способности предприятия и норм расхода газа по формуле:
(3.1)
Где:
q – норма расхода теплоты на одну расчетную единицу, МДж/год;
N – число расчетных единиц;
– низшая теплота сгорания газа на сухую массу, МДж/м3.
Таблица 3.1 Годовой расход газа на бытовые и коммунально-бытовые нужды
Назначение расходуемого газа | Показатель потребления | Количество расчетных единиц | Норма расхода тепла q, МДж/год | Годовой расход газа , м3/год | Результаты, м3/год |
Кварталыс газовыми плитами и централизованным ГВС (1-я зона застройки) | |||||
На приготовление пищи и хозяйственные нужды в жилых домах | На 1 чел. В год | Численность жителей N1=136427,6 | 2800 | 6923067,49 | |
Больницы для приготовления пищи и горячей воды | На 1 койку в год | 1637,131 | 367911,5 | ||
Поликлиники для процедур | На 1 посетителя в год | 3547,117 | 5335,796 | ||
Столовые и рестораны | На 1 обед и 1завтрак | 14938822 | 1705670,755 | ||
ИТОГО: | 9348138,911 | ||||
Кварталы с газовыми плитами и проточными водонагревателями (2-я зона застройки) | |||||
На приготовление пищи и хозяйственные нужды в жилых домах | На 1 чел. В год | Численность жителей N5=1219244,8 | 8000 | 31787588,63 | |
Больницы для приготовления пищи и горячей воды | На 1 койку в год | 2630,9376 | 591249,1485 | ||
Поликлиники для процедур | На 1 посетителя в год | 5700,3648 | 8574,702 | ||
Столовые и рестораны | На 1 чел. В год | 24007305 | 2741083,502 | ||
ИТОГО: | 36717875,41 | ||||
Годовые расходы газа крупными коммунально-бытовыми потребителями | |||||
Бани | На 1 помывку | 3698992,9 | 2681524,637 | ||
Прачечные | На 1 т сухого белья | 25964,085 | 8846452,913 | ||
Хлебозавод | На 1 т изделий | 90874,298 | 8975855,815 |
Годовые расходы газа на технологические и энергетические нужды промышленных, коммунально-бытовых и сельскохозяйственных предприятий определяют по удельным нормам расхода топлива, объему выпускаемой продукции и величине фактического топливопотребления. Расход газа определяют отдельно для каждого предприятия.
Годовой расход газа на котельную складывается из расходов газа на отопление, горячее водоснабжение и принудительную вентиляцию зданий во всем районе.
Годовой расход газа на отопление , м3/год, жилых и общественных зданий рассчитывают по формуле:
(3.1)
Где:
а = 1,17 – поправочный коэффициент принимается в зависимости от температуры наружного воздуха;
qa– удельная отопительная характеристика здания принимается 1,26-1,67 для жилых зданий в зависимости от этажности, кДж/(м3×ч×оС);
tв – температура внутреннего воздуха, С;
tcpот – средняя температура наружного воздуха в отопительный период , °С; пот =120 – продолжительность отопительного периода, сут. ;
VH– наружный строительный объем отапливаемых зданий, м3;
–низшая теплота сгорания газа на сухую массу, кДж/м3;
ή – КПД теплоиспользующей установки, принимается 0,8-0,9 для отопительной котельной.
Наружный строительный объем отапливаемых зданий можно определить
как
(3.2)
Где:
V– объем жилых зданий на человека, принимается равным 60 м3/чел, если нет других данных;
Np— количество жителей в районе, чел.
Таблица 3.2 Значения поправочного коэффициента а в зависимости от температуры
наружного воздуха
,°С | -10 | -15 | -20 | -25 | -30 | -35 | -40 | -50 |
а | 1,45 | 1,20 | 1,17 | 1,08 | 1,00 | 0,95 | 0,85 | 0,82 |
Годовой расход газа на централизованное горячее водоснабжение (ГВС) , м3/год, котельных определяют по формуле:
(3.3)
Где:
qГВС = 1050 кДж/(чел-ч) – укрупненный показатель среднечасового расхода тепла на ГВС на 1 чел.;
N – число жителей, пользующихся централизованном ГВС;
tхл,tхз– температура холодной воды в летний и зимний период, °С, принимается tхл =15 °С,tx=5 °С;
–низшая теплота сгорания газа на сухую массу, кДж/м3;
– коэффициент, учитывающий снижение расхода горячей воды в летний период в зависимости от климатической зоны, принимается от 0,8 до 1.
м3/год
Годовой расход газа на принудительную вентиляцию общественных зданий , м3/год, можно определить из выражения
(3.4)
Где:
qв– удельная вентиляционная характеристика здания, может быть принята 0,837 кДж/(м3×ч×°С);
fcp.в.– средняя температура наружного воздуха для расчета вентиляции, °С, (допускается приниматьtcp в.=tcpom).
По району годовой расход газа , потребляемый сетями низкого давления , м3/год, равен
(3.5)
м3/год
Годовой расход газа крупными коммунально-бытовыми потребителями , м3/год, равен:
(3.6)
м3/год
Всего на коммунальные и коммунально-бытовые нужды расходуется , м3/год, газа
(3.7)
м3/год
Общий годовой расход газа районом , м3/год, без промышленных потребителей составляет:
(3.8)
м3/год.
Примеры расчета расхода газа для дома 150 м²
Расчет расхода газа на отопление дома можно сделать по следующей формуле:
V = Q / ((q * КПД) / 100).
В приведенной расчетной формуле буквы имеют следующее значение: Значение q, которое расположено в знаменателе формулы – это калорийность расходного горючего материала. Принимается значение 8 кВт/м³; V – какой объем газа расходуется при отоплении помещения; КПД – это коэффициент полезного действия при сжигании топлива, он всегда обозначается в процентах; Q – это величина нагрузки на отопление помещения с площадью 150 м2.
В приведенном примере предложено жилое помещение, площадь которого составляет 150 квадратных метров, а величина нагрузки составляет 15 киловатт.
Все расчеты расхода газа на отопление приведены относительно данных величин. Обогревать здание будет установка, которая имеет камеру закрытого типа, а КПД составляет 92%.
При самых сильных возможных морозах на улице, расход газа за шестьдесят минут, т.е. один час активной работы котла будет составлять 2,04 м³/ч. Все расчеты произведены по формуле, приведенной в начале заголовка. А за одни сутки расход газа на отопление дома площадью 150 м² будет равняться 2,04*24=48,96 кубических метров. Подсчеты произведены для северных широт нашей страны и с учетом максимально возможных морозов. Т.е. если говорить более профессиональным языком, произведен расчет максимального часового расхода газа.
Во время отопительного сезона температура окружающей среды может отличаться в зависимости от того, в каком регионе живет субъект. Температура может опускаться до -25ºС, а местами и до -40ºС. Поэтому средний расход будет значительно меньше, чем мы рассчитали, и будет в районе 25 кубических метров в сутки.
Получается, что за один месяц отопительного сезона турбированный котел, который установлен и применяется для обогрева жилого помещения, находящегося в средних широтах России, площадью 150 метров кубических, истратит 25*30=750 кубических метров газа. Таким же нехитрым способом с использованием формул можно вычислить потребление газа для помещений других размеров.
Пример расчета расхода сжиженного газа
Большая часть современного отопительного оборудования разработана и работает таким образом, чтобы сжигать газ и отапливать помещение без замены горелки. Поэтому людям будет интересно рассмотреть расходы пропан-бутана, который поставляется населению в баллонах или автономных газгольдерах.
Данная информация, в частности все расчеты, будут интересны тому сегменту населения, которые хотят установить автономное газовое отопление помещения ввиду отсутствия магистрального горючего и автономного газоснабжения.
Чтобы произвести расчет расхода сжиженного газа на отопление помещения, требуется добавить значение теплотворной способности данного вида горючего материала. При этом необходимо помнить, что все объемы природного газа рассчитываются либо в метрах кубических, либо в литрах, а сжиженного в килограммах, которые в дальнейшем необходимо перевести уже в литры.
Теплота сгорания сжиженного газа будет равняться величине 12,8 кВт на один килограмм. Эта величина равняется 46 мегаджоулям на один килограмм. В итоге благодаря формуле мы получаем показатель в 0,42 килограмма за час. Это при условии, что мы использовали котел с КПД 92 %, т.е. как и в приведенном примере выше 5/(12,8*0,92).
Один литр сжиженного газа пропан-бутан имеет массу в 540 грамм. Если перевести данное значение в литры, то мы получаем значение в 0,78 литра сжиженного газа. Если умножить данное значение на 24, то мы получим показатель за одни сутки, и он будет равняться 18,7 литра. Как показывает учет расхода газа, в месяц мы получим значение в размере 561 литр. Это значение для помещения площадью в 100 квадратных метров. Как показывает наш расходомер что при площади здания 200 метров квадратных, расход будет составлять 1122 литра, а при площади дома 300 м2 объем составит 1683 литра.
Как рассчитать максимальный часовой расход
Этот вопрос волнует многих застройщиков. Несмотря на то, что 5 куб.м/ч хватает для обеспечения большинства частных домов, предварительный расчёт максимального часового расхода газа можно провести по следующей формуле:
B = qх103/Nх1,163х8000 где
В – расход газа оборудованием, м3/ч;
q – теплопроизводительность оборудования, кВт;
N – коэффициент полезного действия оборудования; обычно составляет – 90-92%;
8000 – низшая теплотворная способность природного газа, ккал/м3.
К полученной цифре необходимо прибавить все остальные приборы, потребляющие голубое топливо в доме.
Усреднённо, мощность четырёхконфорочной плиты с газовой духовкой берётся за 10 кВт. Расчёт выполняется так же, как и расчёт котла, только без учёта КПД. Отсюда: 10 / 1,163 / 8 = 1,1 куб.м/ч.
Усреднённо, мощность четырёхконфорочной плиты с газовой духовкой берётся за 10 кВт. Расчёт выполняется так же, как и расчёт котла, только без учёта КПД. Отсюда: 10 / 1,163 / 8 = 1,1 куб.м/ч.
Методика расчета для природного газа
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.
Посчитать расход газа на отопление можно самостоятельно
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.
Считаем расход газа по теплопотерям
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.
| Наименование толпива | Единица измерения | Удельная теплота сгорания в кКал | Удельная теплота сгорания в кВт | Удельная теплота сгорания в МДж |
|---|---|---|---|---|
| Природный газ | 1 м 3 | 8000 кКал | 9,2 кВт | 33,5 МДж |
| Сжиженный газ | 1 кг | 10800 кКал | 12,5 кВт | 45,2 МДж |
| Уголь каменный (W=10%) | 1 кг | 6450 кКал | 7,5 кВт | 27 МДж |
| Пеллета древесная | 1 кг | 4100 кКал | 4,7 кВт | 17,17 МДж |
| Высушенная древесина (W=20%) | 1 кг | 3400 кКал | 3,9 кВт | 14,24 МДж |
Пример расчета по теплопотерям
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.
Расчет по мощности котла
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.
Какой газ выбрать – что выгоднее?
Для подключения к магистральному газопроводу пользователю придется оплатить проект и монтажные работы. И эти траты нельзя назвать незначительными. Растущие аппетиты газовых служб делают газификацию жилищ очень затратным мероприятием. Однако все эти траты окупаются во время эксплуатации. На март 2017 года стоимость кубометра газа, в зависимости от региона РФ, составляет от 4,44 до 8,66 рубля. Средняя цена – 6,55 рубля. В итоге отопление природным газом дома на 150 или двести квадратов, с учетом расчетной нормы потребления за сезон, обойдется в 29 825 и 39 038 рублей.
Сжиженное топливо не требует врезки в магистраль, но для его хранения необходимо построить газгольдер – емкость, принимающую нужный объем топлива. Кроме того, эту тару придется периодически заполнять газом, который доставляется на участок с помощью специального транспорта, а эта услуга стоит недешево. А еще газгольдер придется чинить и обслуживать. Ведь от его состояния зависит безопасность всех жильцов дома, обогреваемого 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 РФ. Средняя стоимость этого топлива составила 15,5 рубля. Поэтому отопление сжиженным газом дома на 150 квадратов обойдется в 98 394 рубля. За жилье площадью двести квадратных метров придется отдать еще больше – 131 192 рубля. Как видите – сжиженное топливо обогнало по стоимости природный газ в 3,3 раза. Поэтому выводы относительно выгодно/невыгодно напрашиваются сами собой – природный (магистральный) газ при всей бюрократии и сложности процесса подключения будет намного выгоднее сжиженного топлива.
