Как правильно рассчитать расход газа на отопление и ГВС

Усредненный расход газа в частном доме или квартире обычно рассчитывается с целью определить величину затрат на отопление, горячее водоснабжение (ГВС) и приготовление пищи. Это делается еще на этапе проектирования здания или же перед выбором энергоносителя и котельного агрегата для сравнения с другими видами топлива.

Расчёт по площади

Самым простым способом узнать необходимое потребление тепла считается расчёт мощности котельной по площади здания. С годами специалисты уже рассчитали стандартные константы для некоторых параметров теплообмена внутри помещения. Так, в среднем для отопления 10 квадратов площади нужно потратить 1 кВт тепловой энергии. Эти цифры будут актуальны для зданий построенных с соблюдением технологий по теплопотерям и высотой потолка не более 2,7 м. Теперь исходя из общей площади здания можно получить необходимую мощность котельной.

Основные параметры к расчету

Для расчета тепловой мощности котла нужно учитывать все теплопотери здания. На величину потери тепла влияют материалы, из которых сделаны стены здания (и наличие их теплоизоляции), фундамент, кровля, перекрытия, чердак, пол, оконные и дверные проемы. Помимо используемых материалов учитывается толщина стен, степень утепления их и каждого из проемов, высота потолков, количество этажей в здании. Не последнюю роль в расчете принимает факт наличия системы теплых полов, а также тип разводки самой системы. Кроме этого, в расчете производительности котла принимают участие такие параметры, как: общая площадь отапливаемого помещения, местные климатические условия, вид используемого топлива, наличие системы приточной вентиляции. Перед установкой котла часто рассчитывают количество потерь тепла. Обычно это длительный процесс, который выполняют приглашенные специалисты, но можно осуществить его при помощи тепловизора. Этот прибор показывает фактическую картину мест оттока тепла, которые можно оперативно устранить.

Котел в доме

Основные параметры к расчету

Не рекомендуется устанавливать котел с большим запасом мощности, достаточно прибавить к его производительности 15-25%.

Как рассчитать мощность газового котла

На этапе строительства дома важно максимально сократить теплопотери. Для этого производят обшивку стен и кровли теплоизоляционным материалом. Отдельное внимание уделяется окнам. На первый взгляд кажется, что можно приобрести котел с максимальной мощностью и, как говорится, не заморачиваться, но это может привести к нежелательным негативным последствиям, которые снизят время эксплуатации и теплоотдачу.

Итак, расчетная мощность котла равна произведению общей площади помещения на удельную мощность газового котла отопления, приходящуюся на каждые 10 кв. м. Значение удельной мощности устанавливается в зависимости от условий внешней среды (0,7-0,9 для районов с теплым климатом; 1,0-1,2 для умеренных широт и 1,5-2 для сурового климата). Если приобретается двухконтурный котел, то прибавляется еще 25%. Данная система расчета подходит для большинства домов с высотой потолков не более трех метров, в противном случае расчет следует производить в по следующей формуле:

Читайте также:  Камин встроенный в стену — разбираемся в вопросе

V*(T1-T2)*K/860, где

V – объем помещения;

T1 – температура внешней среды;

T2 – температура внутренней среды;

К — коэффициент рассеивания (зависит от теплоизоляции здания и варьируется от 0,6 до 4,0).

Если найти котел с полученными в процессе расчета результатами не удалось, то лучше обратить внимание на экземпляр, мощность которого отличается в большую сторону. Эту погрешность в последующем легко будет сгладить за счет автоматического регулирования. Настроив необходимые параметры, можно поддерживать оптимальный уровень тепла в помещении.

При расчете мощности следует обратить внимание на этажность дома, количество окон и степень их теплоизоляции, толщину стен и их количество, наличие естественной или принудительной вентиляции и необходимость в горячем водоснабжении. Если дом имеет сложную планировку с различной высотой потолков или запланировано устройство теплого пола либо в проекте дополнительные помещения (например, бассейн), то расчет по вышеприведенным формулам не подойдет. В таком случае следует обратиться за помощью к квалифицированным специалистам и желательно это сделать на этапе проектирования здания. Правильно рассчитанная мощность позволит не только создать благоприятный климат в доме, но и значительно сократить расходы.

Какие величины используются при расчетах?

В базовой формуле расчета мощности котла отопления используются:

  1. Габариты дома (площадь S);
  2. Удельная мощность, или климатические показатели (U).

Удельная мощность – это стандартные данные, учитывающие климатические особенности района, где расположен дом:

  • Юг России = 0,7 – 0,9.
  • Москва и московская область = 1,2 – 1,5.
  • В средней полосе = 1 – 1,2.
  • Северные регионы России = 1,5 – 2.

Базовая формула расчёта мощности (М): M = S x U : 10

Как учесть теплопотери

Из любого здания тепло утекает через окна, стены, крышу, пол, вентиляцию. Показатели потерь тепла неодинаковы и должны быть рассчитаны с учётом особенностей утепления конкретного строения.

Вот некоторые условия и обстоятельства на которые нужно сделать поправку в уже рассчитанной мощности. А именно:

  • Если котёл двухконтурный (т. е. параллельно греет и воду, а на это будет расходоваться дополнительная энергия) + 20% к мощности.
  • Нестабильное давление газа в системе +15 %.
  • Стены плохо утеплены +10–35 %.
  • Обычные стеклянные окна +10–20 % (величина зависит от качества утепления и размеров окон).
  • Плохо утеплён пол (под домом холодный подвал или грунт) +15 %.
  • Плохо утеплённый потолок +20 – 25 %.
  • Возможно экстремальное похолодание +15-20%.

Помещение может быть ещё более сложным, например, котлу предстоит отапливать:

  • бассейн;
  • сауну;
  • оранжерею или зимний сад;
  • комнаты с разной высотой потолков;
  • систему «тёплый пол» и др. дополнительные нагрузки.

Все подобные условия должны быть учтены и лучше столь сложные расчёты доверить инженерам-теплотехникам!

Насколько важно, какое давление газа в магистрали? Мощность котла по паспорту, указана из расчёта, что давление будет 13 – 20 мбар. Понижение давления приведёт к тому, что котёл не будет выдавать указанную мощность и сможет отопить не 100 м2, как было рассчитано, а только 70 м2!

Как подсчитать расходы

Зная мощностные характеристики оборудования, можно рассчитать расход газа. При вычислении учитывается КПД. Стандартные версии имеют КПД на уровне 92—93%, модели конденсационного типа — 108—109%. При 100-процентной теплоотдаче 10 кВт тепловой энергии вырабатываются после сгорания 1 м³ природного газа. Таким образом, для создания мощности в 10 кВт при КПД 92% расход топлива составит 1,12 м³, а при КПД 108% — 0,92 м³.

Читайте также:  Изготовление дефлектора на трубу дымохода своими руками

Рассчитывая объемы потребляемого топлива, учитывают производительность аппаратов. Модель на 10 кВт сжигает за час 1,12 м³ газа, а на 40 кВт — 4,48 м³. Производители часто указывают в технической документации среднее значение расхода топлива, но все-таки оно разное для каждой модели.

Чтобы узнать предстоящие затраты на отопление при использовании энергозависимых версий, необходимо также вычислить затраты на электроэнергию.

Как подсчитать расходы

Как учесть высоту потолков

Вышеприведенные расчетные формулы подходят для зданий, высота потолков которых не превышает 3 метров. Если потолки выше, нужно использовать другие формулы: М = Q*К, где:

  • М — мощность расчетная, кВт;
  • Q — тепловые потери, кВт;
  • К — коэффициент запаса.

К = 1,15—2, или 15–20%.

Чтобы вычислить теплопотери, используют формулу:

Q = V*P*k/860, где:

  • V — объем помещений, м³;
  • Р — разница между значениями температур в доме и на улице, °C;
  • k — коэффициент рассеивания, зависящий от теплоизоляционных характеристик сооружения.

Величина коэффициента определяется видом сооружения:

Как подсчитать расходы
  • не имеющие теплоизоляции: деревянные конструкции, строения из гофрированных железных листов, — 3,0—4,0;
  • с малой теплоизоляцией — 2,0—2,9;
  • со средней теплоизоляцией — 1—1,9;
  • с высокой теплоизоляцией — 0,6—0,9.

Если сооружение небольшое и имеет хорошие теплоизоляционные характеристики, большой производительности котла не потребуется. Бывает, что в продаже нет варианта с подходящими характеристиками. Тогда нужно брать вариант с теплопроизводительностью немного выше расчетного значения. Разница будет сглажена системами автоматического регулирования.

Какие еще теплопотери нужно учитывать?

Даже учет климатического пояса не может дать полной картины теплопотерь частного дома. У кого-то установлены двойные пластиковые окна, а кто-то еще не удосужился сменить старые деревянные рамы, кто-то утеплил наружные стены, а у кого-то улицу и комнату разделяет лишь один слой кирпича.

По усредненным данным, основанным на подсчетах специалистов, самые большие потери тепла приходятся на неутепленные стены и составляют около 35%. Немногим меньше, 25% тепла, теряется из-за плохо утепленной крыши. В идеале над домом должен быть теплый чердак. Плохое утепление пола способно забирать до 15% вырабатываемого котлом тепла, как и старые деревянные окна. Нельзя также забывать и о вентиляции и открытых форточках, на которые приходится от 10 до 15 % потерь тепла.

Таким образом, выходит, что далеко не для каждого жилого дома подойдет общепринятая формула. Для таких случаев существуют свои системы подсчета.

Как определить расход сжиженного газа

Обогрев жилища, организованный с использованием сжиженного горючего (пропана или бутана) имеет свои особенности. Чаще всего домовладельцы устанавливают специальные емкости – газгольдеры, заправляющиеся на весь отопительный сезон. Обогрев с помощью баллонов встречается куда реже. Но никаких особых сложностей расчет расхода сжиженного газа на отопление дома не представляет.

Берется та же формула, только в нее подставляется удельная теплота сжигания СУГ (пропан-бутана), равная 46 МДж /кг или 12.8 кВт/кг. Обратите внимание: расчетная калорийность топлива относится к единице массы (килограмм), а на заправке цена считается за объем (литры). Результаты можно пересчитать после, сначала надо узнать потребление сжиженного газа обычным котлом (КПД – 88%), обогревающим дом площадью 80 м² из предыдущего примера:

Как определить расход сжиженного газа

V = 8 / (12.8 х 88 / 100) = 8 / = кг/ч.

Читайте также:  Печной комплекс 3 в 1 с мини-русской печью: сделай сам

Зная, что 1 л сжиженного газа имеет массу 540 г (справочная величина), нетрудно подсчитать расход пропана в литрах: / = 1.3 л. В сутки это 1.3 х 24 = 31.2 л газа, за месяц – 31.2 х 30 = 936 л. Теперь, учитывая изменения погодных условий, для определения среднего потребления сжиженного газа полученную цифру надо уменьшить вдвое: 936 / 2 = 468 л в месяц. Расход газа на отопление за год получится (31.2 л / 2) х 214 суток = 3338.4 л (для Москвы).

Резерв на сильные морозы

Думая, какой газовый котел выбрать для отопления дома 200 квадратных метров, не стоит забывать про климатические особенности вашего района.

Насколько холодной бывает погода зимой? Насколько сильные ветра дуют в зимнее время?

Это удивительно, но теплопотери вашего дома в -10С с ветром могут оказаться больше, чем в безветренную погоду и -20С.

Сколько киловатт закладывать в резерв «на всякий случай» — в расчете на экстремально низкие температуры и сильный ветер? Это зависит от особенностей вашего места проживания.

Стандартный же «резерв» составляет примерно 20 процентов от требуемой минимальной мощности теплогенератора. Если у нас минимальная мощность составляет 20 кВт, то резерв будет 4 кВт.

Итак, мы имеем в итоге минимальную требуемую мощность 20 кВт, резерв по ГВС 3 или 6 кВт (в зависимости от схемы ГВС) и резерв «на холода» 4 кВт. Итоговую мощность получаем в районе 27-29 кВт.

Самый точный расчет с учетом всех особенностей дома

Для человека, который не является специалистом в построении отопительных систем, наилучшим вариантом будет использование калькулятора расчета мощности. Производители оборудования заинтересованы в правильной эксплуатации продаваемой техники, минимизации ее возвратов и получении положительных отзывов. Поэтому в таких методах вычисления они учитывают как можно больше факторов, определяющих тепловую схему здания.

При расчете мощности котла при помощи программы-калькулятора необходимо введение следующих параметров:

  • требуемой температуры в здании;
  • максимального расхода;
  • минимальные показатели на улице в отопительный период;
  • высоты комнат;
  • количества этажей;
  • типа и площади окон;
  • теплопроводности стен, перекрытий между этажами;
  • наличия принудительной вентиляции.

Подставив собранные сведения в программу расчета тепловой мощности, получим искомое значение. При неудовлетворительном ответе параметры подбираются (если его возможно изменить физически) до получения нужного значения.

Расчет мощности газового котла для частного дома: рекомендации и примеры расчеты

Несмотря на обилие современных вариантов обогрева для частных домов, большинство потребителей останавливается на традиционном и проверенном годами газовом котле. Они долговечны и надежны, не требуют частого и сложного обслуживания, а широта модельного ряда позволяет подобрать агрегат для любого помещения.

Основная характеристика газового котла – это его мощность, для правильного определения которой следует учитывать большое количество факторов. Именно от правильного выбора мощности зависит и комфортность климата в доме, и экономичность котла, и срок его службы.