Genomsnittlig gasförbrukning för uppvärmning av ett hus på 150 m²: exempelberäkningar och genomgång av termiska formler

Finansieringen av eldningssäsongen utgör en betydande del av budgeten som går åt till underhåll av bostäder.Att känna till priset och den genomsnittliga gasförbrukningen för att värma ett hus på 150 m², kan du ganska exakt bestämma kostnaden för uppvärmning av lokalerna. Dessa beräkningar är lätta att utföra själv utan att betala för tjänster från värmetekniker.

Du kommer att lära dig allt om standarder för gasförbrukning och metoder för att beräkna blå bränsleförbrukning från artikeln vi presenterade. Vi berättar hur mycket energi som krävs för att kompensera för värmeförluster hemma under eldningssäsongen. Vi kommer att berätta vilka formler som ska användas i beräkningarna.

Uppvärmning av lantstugor

När man beräknar gasförbrukningen som behövs för att värma ett hus kommer den svåraste uppgiften att vara värmeförlustberäkning, som värmesystemet måste kompensera helt under drift.

Komplexet av värmeförluster beror på klimatet, byggnadens designegenskaper, de använda materialen och driftsparametrarna för ventilationssystemet.

Beräkning av den kompenserade mängden värme

Värmesystemet i varje byggnad måste kompensera för dess värmeförlust F (W) under den kalla tidsperioden. De händer av två anledningar:

1. värmeväxling genom husets omkrets;
2. värmeförlust till följd av att kall luft kommer in genom ventilationssystemet.

Formellt värmeförlust genom vägg och tak F_tp kan beräknas med följande formel:

F_tp = S * dT/R,

Var:

• S – yta (m²);
• dT – temperaturskillnad mellan rums- och gatuluft (°C);
• R – indikator på motstånd mot värmeöverföring av material (m² * °C/W).

Den sista indikatorn (som också kallas "termisk resistanskoefficient") kan hämtas från tabellerna som är kopplade till byggmaterialen eller produkterna.

Husets värmeförlusthastighet beror avsevärt på typen av tvåglasfönster. Det höga priset på isolerade fönster kommer att motiveras på grund av bränslebesparingar

Exempel. Låt rummets yttervägg ha en yta på 12 m², varav 2 m² upptar ett fönster.

Värmeöverföringsmotståndsindikatorerna är som följer:

• Lättbetongblock D400: R = 3.5.
• Dubbelglasfönster med argon “4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I”: R = 0.75.

I det här fallet, vid rumstemperatur "+22 ° С", och gatutemperatur - "–30 ° С", kommer värmeförlusten från rummets yttervägg att vara:

• F_tp (vägg) = 10 * (22 – (– 30)) / 3,5 = 149 W:
• F_tp (fönster) = 2 * (22 – (– 30)) / 0,75 = 139 W:
• F_tp = F_tp (vägg) + F_tp (fönster) = 288 W.

Denna beräkning ger rätt resultat förutsatt att det inte finns något okontrollerat luftutbyte (infiltration).

Det kan inträffa i följande fall:

• Förekomsten av strukturella defekter, såsom lös montering av fönsterkarmar på väggarna eller avskalning av isoleringsmaterial. De måste elimineras.
• Åldrande av en byggnad, vilket resulterar i spån, sprickor eller tomrum i murverket. I detta fall är det nödvändigt att införa korrigeringsfaktorer i värmeöverföringsmotståndet hos material.

På samma sätt är det nödvändigt att bestämma värmeförlusten genom taket om objektet ligger på översta våningen. Genom golvet uppstår en betydande energiförlust endast om det finns ett ouppvärmt, ventilerat källarutrymme, till exempel ett garage. Nästan ingen värme går ner i marken.

För att beräkna värmeöverföringsmotståndsindexet för flerskiktsmaterial är det nödvändigt att summera indikatorerna för enskilda lager. Vanligtvis tas endast de mest icke-värmeledande materialen för beräkningar

Låt oss överväga den andra orsaken till värmeförlust - byggnadsventilation. Energiförbrukning för uppvärmning av tilluften (F_V) kan beräknas med formeln:

F_V = L * q * c * dT, Var:

• L – luftflöde (m³ /h);
• q – luftdensitet (kg/m³);
• c – specifik värmekapacitet för inkommande luft (kJ/kg *°C);
• dT – temperaturskillnad mellan rums- och gatuluft (°C).

Den specifika värmekapaciteten för luft i det temperaturområde som är intressant för oss [–50.. +30 °C] är lika med 1,01 kJ / kg * °C eller, översatt till den dimension vi behöver: 0,28 W * h / kg * °C. Luftdensiteten beror på temperatur och tryck, men för beräkningar kan du ta ett värde på 1,3 kg/m³.

Exempel. För ett rum 12 m² med samma temperaturskillnad som i föregående exempel blir värmeförlusten på grund av ventilation:

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

Designers tar luftflödet enligt SNiP 41-01-2003 (i vårt exempel 3 m³ /h vid 1 m² vardagsrumsyta), men detta värde kan reduceras avsevärt av ägaren till byggnaden.

Totalt är den totala värmeförlusten i modellrummet:

F = F_tp + F_V = 969 W.

För att beräkna värmeförlust per dag, vecka eller månad behöver du veta medeltemperaturen för dessa perioder.

Från ovanstående formler är det tydligt att beräkningen av volymen gas som förbrukas både under en kort tidsperiod och för hela den kalla årstiden måste utföras med hänsyn till klimatet i området där den uppvärmda anläggningen är belägen.Därför kan väl beprövade standardlösningar endast användas för liknande naturliga förhållanden.

För att bestämma liknande klimatparametrar kan du använda kartor över genomsnittliga månatliga temperaturer på vintern. De kan lätt hittas på Internet

Med husets komplexa geometri och mängden material som används i dess konstruktion och isolering kan du använda specialisternas tjänster för att beräkna den nödvändiga mängden värme.

Sätt att minimera värmeförlusten

Kostnaden för att värma upp ett hem utgör en betydande del av kostnaden för att underhålla det. Därför är det rimligt att utföra vissa typer av arbeten som syftar till att minska värmeförlusten med takisolering, husväggar, golvisolering och relaterade strukturer.

Ansökan yttre isoleringssystem och inifrån huset kan avsevärt minska denna siffra. Detta gäller särskilt för gamla byggnader med kraftigt slitage på väggar och tak. Samma polystyrenskumskivor kan inte bara minska eller helt eliminera frysning, utan också minimera luftinfiltration genom den skyddade beläggningen.

Betydande besparingar kan också uppnås om husets sommarytor, som verandor eller vindsvåning, inte är anslutna till värme. I det här fallet kommer det att bli en betydande minskning av omkretsen av den uppvärmda delen av huset.

Att använda vindsgolvet endast på sommaren sparar avsevärt kostnaden för att värma huset på vintern. Men i det här fallet måste taket på övervåningen vara välisolerat

Om du strikt följer standarderna för ventilation av lokaler, som föreskrivs i SNiP 41-01-2003, kommer värmeförlusten från luftväxling att vara högre än från frysning av byggnadens väggar och tak.Dessa regler är obligatoriska för designers och alla juridiska personer om lokalerna används för produktion eller tillhandahållande av tjänster. De boende i huset kan dock, efter eget gottfinnande, minska de värden som anges i dokumentet.

Dessutom, för att värma den kalla luften som kommer från gatan, kan du använda värmeväxlare, snarare än enheter som förbrukar el eller gas. Således kan en vanlig plattvärmeväxlare spara mer än hälften av energin, och en mer komplex enhet med kylvätska kan spara cirka 75%.

Beräkning av den erforderliga volymen gas

Den förbrända gasen måste kompensera för värmeförlusten. För att göra detta, förutom husets värmeförlust, är det nödvändigt att känna till mängden energi som frigörs under förbränning, vilket beror på pannans effektivitet och blandningens värmevärde.

Regel för val av panna

Valet av värmare måste göras med hänsyn till husets värmeförlust. Det bör räcka för den period då de årliga lägsta temperaturerna uppnås. I passet av golvet eller väggmonterad gaspanna Parametern "nominell termisk effekt" är ansvarig för detta, som mäts i kW för hushållsapparater.

Eftersom varje struktur har termisk tröghet, för att beräkna den erforderliga panneffekten, tas minimitemperaturen vanligtvis från den kallaste femdagarsperioden. För ett specifikt område kan den hittas i organisationer som är involverade i insamling och bearbetning av meteorologisk information, eller från tabell 1. SNiP 23-01-99 (kolumn nr 4).

Fragment av tabell 1 från SNiP 01/23/99. Med hjälp av det kan du få nödvändiga data om klimatet i området där den uppvärmda anläggningen är belägen

Om pannans effekt överstiger indikatorn som är tillräcklig för att värma upp rummet, leder detta inte till en ökning av gasförbrukningen.I det här fallet kommer utrustningens stilleståndsperiod att vara längre.

Ibland finns det anledning att välja en panna med lite lägre effekt. Sådana enheter kan vara mycket billigare både att köpa och att använda. Men i det här fallet är det nödvändigt att ha en reservvärmekälla (till exempel en värmare komplett med en gasgenerator), som kan användas i svår frost.

Huvudindikatorn på effektiviteten och ekonomin hos en panna är effektivitetsfaktorn. För modern hushållsutrustning varierar den från 88 till 95 %. Verkningsgraden anges i apparatpasset och används vid beräkning av gasförbrukning.

Värmefrigörande formel

För att korrekt beräkna förbrukningen av naturgas eller flytande gas för uppvärmning av ett hus med en yta på cirka 150 m² Det är nödvändigt att ta reda på ytterligare en indikator - värmevärdet (specifikt förbränningsvärme) för det tillförda bränslet. Enligt SI-systemet mäts det i J / kg för flytande gas eller i J / m³ för naturliga.

Gastankar (behållare för lagring av flytande gas) karakteriseras i liter. För att ta reda på hur mycket bränsle som kommer att ingå i den i kilogram kan du använda förhållandet 0,54 kg / 1 l

Det finns två värden för denna indikator - lägre värmevärde (H_l) och högst (H_h). Det beror på bränslets luftfuktighet och temperatur. Vid beräkning, ta indikatorn H_l – du måste ta reda på detta från din gasleverantör.

Om det inte finns någon sådan information kan följande värden tas i beräkningar:

• för naturgas H_l = 33,5 mJ/m³;
• för flytande gas H_l = 45,2 mJ/kg.

Med hänsyn till det faktum att 1 mJ = 278 W * h, får vi följande värmevärden:

• för naturgas H_l = 9,3 kW * h/m³;
• för flytande gas H_l = 12,6 kW * h / kg.

Volymen gas som förbrukas under en viss tidsperiod V (m³ eller kg) kan beräknas med följande formel:

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

• F – byggnadens värmeförlust (kW);
• E – Uppvärmningsperiodens längd (h).
• H_l – lägsta värmevärde för gas (kW * h/m³);
• K – Pannans effektivitet.

För flytande gas dimension H_l lika med kW * h / kg.

Exempel på beräkning av gasförbrukning

Låt oss till exempel ta en typisk prefabricerad trästuga i två våningar. Region – Altai-territoriet, Barnaul.

Storleken på stugan är 10 x 8,5 m. Vinkeln på sadeltaket är 30°. Detta projekt kännetecknas av en varm vind, en relativt stor glasyta, frånvaron av en källare och utskjutande delar av huset

Steg 1. Låt oss beräkna husets huvudparametrar för att beräkna värmeförlusten:

• Golv. I avsaknad av en ventilerad källare kan förluster genom golv och grund försummas.
• Fönster. Dubbelglasenhet “4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I”: R_o = 0,75. Glasyta S_o = 40 m².
• Väggar. Arean av den längsgående (sido)väggen är 10 * 3,5 = 35 m². Arean av den tvärgående (fasad)väggen är 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 m². Således är byggnadens totala omkretsarea 150 m², och med hänsyn till glasning det önskade värdet S_s = 150 – 40 = 110 m².
• Väggar. De huvudsakliga värmeisoleringsmaterialen är laminerat trä, 200 mm tjockt (R_b = 1,27) och basaltisolering, 150 mm tjock (R_u = 3,95). Total värmeöverföringsmotstånd för en vägg R_s = R_b + R_u = 5.22.
• Tak. Isoleringen följer helt takets form. Takyta utan överhäng S_k = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Tak. De huvudsakliga värmeisoleringsmaterialen är foder, 12,5 mm tjocka (R_v = 0,07) och basaltisolering, 200 mm tjock (R_u = 5,27). Total värmeöverföringsmotstånd för ett tak R_k = R_v + R_u = 5.34.
• Ventilation. Låt luftflödet beräknas inte enligt husets yta, utan med hänsyn till kraven för att säkerställa ett värde på minst 30 m³ per person och timme. Eftersom 4 personer permanent bor i stugan, alltså L = 30 * 4 = 120 m³ /h.

Steg. 2. Låt oss beräkna den nödvändiga panneffekten. Om utrustningen redan har köpts kan detta steg hoppas över.

För våra beräkningar behöver vi bara känna till två indikatorer på en gaspanna: effektivitet och märkeffekt. De måste registreras i enhetens pass

Temperaturen för den kallaste femdagarsperioden är "–41 °C". Låt oss ta en behaglig temperatur som "+24 °C". Således kommer den genomsnittliga temperaturskillnaden under denna period att vara dT = 65°C.

Låt oss beräkna värmeförlusten:

• genom fönster: F_o = S_o * dT / R_o = 40 * 65 / 0,75 = 3467 W;
• Genom väggar: F_s = S_s * dT / R_s = 110 * 65 / 5,22 = 1370 W;
• genom taket: F_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W;
• på grund av ventilation: F_v = L * q * c * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 W.

Den totala värmeförlusten för hela huset under den kalla femdagarsperioden blir:

F = F_o + F_s + F_k + F_v = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 W.

Således, för detta modellhus kan du välja en gaspanna med en maximal termisk effektparameter på 10-12 kW. Om gas också används för att tillhandahålla varmvatten, måste du ta en mer produktiv enhet.

Steg 3. Låt oss beräkna varaktigheten av uppvärmningsperioden och genomsnittlig värmeförlust.

Den kalla årstiden, då uppvärmning är nödvändig, förstås som en årstid med genomsnittliga dygnstemperaturer under 8-10 °C. Därför kan du för beräkningar ta antingen kolumn nr 11-12 eller kolumn nr 13-14 i tabell 1 i SNiP 23-01-99.

Detta val kvarstår hos ägarna till stugan. I det här fallet blir det ingen signifikant skillnad i den årliga bränsleförbrukningen. I vårt fall kommer vi att fokusera på perioden med temperaturer under "+10 °C". Längden på denna period är 235 dagar eller E = 5640 timmar.

Med central uppvärmning sker på- och avstängning av kylvätsketillförseln enligt etablerade standarder. En av fördelarna med ett privat hus är starten av uppvärmningsläget på invånarnas begäran

Husets värmeförlust för medeltemperaturen under denna period beräknas på samma sätt som i steg 2, endast parametern dT = 24 – (– 6,7) = 30,7 °С. Efter att ha utfört beräkningarna får vi F = 4192 W.

Steg 4. Låt oss beräkna volymen gas som förbrukas.

Låt pannan effektivitet K = 0,92. Då kommer volymen gas som förbrukas (med genomsnittliga indikatorer på det lägsta värmevärdet för gasblandningen) under den kalla tidsperioden att vara:

• för naturgas: V = F * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 m³;
• för flytande gas: V = F * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 kg.

Genom att känna till gaspriserna kan du beräkna de ekonomiska kostnaderna för uppvärmning.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Minska gasförbrukningen genom att eliminera fel i samband med hemisolering. Verkligt exempel:

Gasförbrukning vid känd termisk effekt:

Alla beräkningar av värmeförluster kan utföras oberoende endast när de värmebesparande egenskaperna hos materialen som huset är byggt av är kända. Om byggnaden är gammal är det först och främst nödvändigt att kontrollera den för frysning och eliminera de identifierade problemen.

Efter detta, med hjälp av formlerna som presenteras i artikeln, kan du beräkna gasförbrukningen med hög noggrannhet.

Lämna kommentarer i feedbackblocket nedan. Lägg upp foton relaterade till ämnet för artikeln, ställ frågor om intressanta platser. Dela användbar information som kan vara användbar för besökare på vår webbplats.