Проектирование системы отопления необходимо производить в ходе общих подготовительных работ. Это позволит исключить ошибки и заранее учесть все особенности выбранного способа обогрева, предусмотреть специфику монтажа и конструкционные элементы для выполнения установки элементов системы.
Поскольку наибольшей экономичностью славится газовый обогрев, придется определять расход топлива в расчете на единицу и на общую площадь дома. Однако, всем известно, что газовое отопление отличается максимальной практичностью и позволяет заметно сэкономить.
Однако, мало кто обладает более точными познаниями и может привести конкретные цифры. Поэтому, будет полезно рассмотреть методики подсчета количества топлива, использованного для обогрева домов разной площади.
Содержание
Для чего необходимо выполнять расчеты?
В сети имеется немало утверждений о высокой эффективности и экономичности газовых отопительных систем. Сомневаться в их достоверности не приходится, газовое отопление, действительно, является оптимальным вариантом. Однако, проектирование — это процедура, где голословными утверждениями не обойдешься. Нужны определенные цифры, показатели и другие данные, которыми можно оперировать и определять уровень расходов, рентабельность и общую эффективность отопления.
При составлении проекта дома необходимо выбрать наиболее экономичный и практичный вариант обогрева, расходы по которому будут самыми низкими. Если рассматривается газовая система, необходимо в первую очередь определить расход топлива. Стоимость самого оборудования тоже важна, но здесь имеется масса вариантов — можно подобрать довольно дешевые котлы и создать систему, работающую без подключения к сети электропитания.
Однако, потребление газа в любом случае необходимо рассчитывать, так как это — регулярные выплаты, которые желательно уменьшить, насколько это возможно.
Поэтому, первым действием проектировщика становится определение параметров системы в отношении расхода топлива.
От чего зависит расход газа?
Расход газа — это показатель, который зависит от нескольких факторов:
- обогреваемая площадь;
- климатические условия;
- материал, из которого построен дом (теплосопротивление стен);
- конструкционные особенности оборудования (эффективность, мощность и т. д.).
Необходимо сразу уточнить — площадь обогрева — это не совсем корректное понятие. Правильнее рассматривать обогреваемый объем. Однако, для простоты расчетов принято считать, что высота потолков во всех домах примерно одинакова, и ее можно исключить из расчетов.
Климатические условия — один из наиболее важных факторов, влияющих на расход топлива. Существуют разные климатические зоны, где потребление может быть максимально высоким (регионы Крайнего Севера и приполярья), или совсем небольшим (южные регионы, Краснодарский край и т. п.).
Материал стен и общая конструкция дома определяют способность сохранять тепловую энергию. Кроме этого, учитываются теплопотери через неплотности ограждающих конструкций (оконные и дверные проемы, технологические люки, частота открывания дверей и т. п.).
Используемое оборудование — это комплекс устройств и отопительных приборов. Основным потребителем газа является отопительный котел, который функционирует в определенном режиме. Однако, на его работу оказывает влияние конфигурация и конструкция остального отопительного контура — если теплоноситель проходит длинный путь и заметно остывает, приходится повышать мощность нагрева, что требует увеличения расхода топлива.
Формулы, используемые для расчета
Существует масса формул для определения расхода газа, используемых в разных методиках. Это сильно усложняет расчеты, так как выбрать наиболее удобный вариант для неподготовленного человека весьма сложно.
Основная формула, используемая для подсчета расхода газа выглядит следующим образом:
V = Q/(n/100 × q),
где V — расход газа;
Q — тепловая нагрузка на отопительный контур;
n — КПД газового котла;
q — теплотворная способность топлива.
Тепловая нагрузка — это нормативный показатель (фигурирует в федеральных законах). Означает количество тепловой энергии в единицу времени, достаточной для создания и поддержания заданного режима обогрева.
КПД газового котла — паспортный показатель. Для обычных моделей он равен 92-98 %, для конденсационных — 107-108 %. Необходимо иметь в виду — при расчетах показатель уменьшают на 9-10 единиц (для поправки на достоверность).
Теплотворная способность газа выражается в количестве килокалорий, выделенных при сжигании 1 м3.
Это базовая формула, пригодная для расчета расхода магистрального и сжиженного газа.
Методики расчета
Однако, эта формула неудобна — она требует немалых предварительных расчетов. В частности, придется определять тепловую нагрузку, которая зависит от размеров дома, разницы температур в помещении и на улице, и от других показателей. Проблемой становится возможность допущения ошибок, самыми частыми из которых становится порядок — можно получить результаты в 100 или даже 1000 раз ниже (или выше) реальных значений.
Поэтому, для расчетов принято использовать упрощенные методики. Они выведены из теоретических формул и уточнены на практике. В частности, значение Q можно определить достаточно простым способом. Принято считать, что на обогрев 10 м2 площади в течение часа требуется 1 кВт энергии. Однако, на практике эту величину уменьшают вдвое.
Это обусловлено неравномерностью расхода энергии — учитывается подъем температуры с минимума, а уже нагретое помещение нуждается в меньшем количестве энергии — только для поддержания теплового режима.
Поэтому, при расчете учитывают 50 Вт энергии на 1 м2 в час. Для определения потребности всего дома надо лишь умножить его площадь (S) на 50 Вт.
КПД котла можно узнать из его паспорта. Например, он составляет 92 %. Значит, n/100 будет равно 0,92. Остается разобраться с показателем q. Это табличное значение, для магистрального газа (G20) оно составляет 34,02 МДж/м3, или 9,45 кВт. Для сжиженного газа (G31) значение другое — 46 МДж/кг, или 12,8 кВт/кг. Это важный момент, так как природный газ измеряется в единицах объема, а сжиженный — в единицах веса.
Следовательно, уточненная формула выглядит следующим образом:
V = (50 Вт × S)/0,92 × 9,45 — для природного (магистрального) газа;
V = (50 Вт × S)/0,92 × 12,8 —для сжиженного газа.
Упрощая, получим:
V = (0,05 × S)/8,7 (магистральный, или природный газ);
V = (0,05 × S)/11,8 (сжиженный газ).
Для расчета остается только определить точную площадь дома и подставить полученное значение вместо переменной S.
Необходимо учесть, что приведенные упрощенные формулы предназначены для котлов с КПД 92 %.
Если показатели оборудования иные, необходимо уточнить значение нижней части формулы. При этом, не следует использовать значение 107-108 %, которое производители указывают для конденсационных котлов.
Это обычный маркетинговый ход, так как КПД больше 100 % невозможен. Кроме того, конденсационные котлы не могут работать в климатических условиях большинства регионов нашей страны — для их нормального функционирования требуется разница температур в помещении и на улице не более 21 °С. Это означает, что, при падении внешней температуры ниже 0 °С, конденсационный котел будет работать как обычное устройство. Учитывая его цену, покупка такого оборудования в условиях нашей страны нецелесообразна.
Определяем расход газа для дома 100 м2
Для расчета потребления газа на обогрев дома площадью 100 м2 необходимо подставить в формулу значение 100 вместо переменной S.
Получим:
V = (0,05 × 100)/8,7 = 0,574 м3/час
Для сжиженного газа результат будет другой:
V = (0,05 × 100)/11,8 = 0,423 кг/ч
Если надо перевести килограммы в литры, полученное значение делят на 0,54 (столько весит 1 литр сжиженного газа).
Определяем расход газа для дома 150 м2
Если площадь дома составляет 150 м2, результат расчета меняется:
V = (0,05 × 150)/8,7 = 0,86 м3/час (при питании котла природным газом).
Если котел работает на сжиженном газе:
V = (0,05 × 150)/11,8 = 0,64 кг/ч
Определяем расход газа для дома 200 м2
Для дома площадью 200 м2 расход газа составит:
V = (0,05 × 200)/8,7 = 1,15 м3/час (магистральное топливо).
Для котлов на сжиженном газе:
V = (0,05 × 200)/11,8 = 0,847 кг/час.
Определяем расход в сутки и в месяц
Полученные выше значения показывают потребление котла в домах разной площади в течение одного час. Однако, для расчетов необходимо знать суточные, месячные и годовые показатели.
Поэтому, полученные значения необходимо перевести в более привычные единицы:
- умножаем на 24 и получаем суточный расход. Например, для дома площадью 100 м2 суточный расход природного газа составит 13,8 м3, а сжиженного газа — 10,152 кг;
- для определения ежемесячного расхода необходимо суточный показатель умножить на 30;
- для определения годового расхода суточный показатель умножают на 210.
На первый взгляд, годовой расход логично определять путем умножения суточного на число дней в году (365). Однако, это будет некорректное значение, так как отопление дома производится только в холодное время года. Поэтому, принимается условное значение — 7 месяцев в году, когда котел расходует топливо на обогрев. 7 × 30 = 210 — именно на это число надо умножать суточный расход.
Часто задаваемые вопросы
Да, можно. надо только проверить полученные данные, повторив расчет на двух-трех калькуляторах. Это позволит избежать ошибок или неточностей.
Расчет достаточно приблизителен, поскольку он не учитывает особенностей котла и величину непроизводительных потерь. Кроме этого, если котел двухконтурный, газ будет дополнительно расходоваться на подготовку горячей воды для хозяйственных нужд. Поэтому, полученные значения следует принимать как ориентировочные цифры.
Нет, лучше подсчитать расход для обоих вариантов, природного и сжиженного газа. Большинство котлов можно перенастроить на другой тип топлива, а экономия может возникнуть немалая (зависит от региональных цен на газ и доставку).
Да, можно. Это более точный показатель, проверенный производителем. Однако, надо внимательно изучить информацию и уточнить, для какого режима работы указаны паспортные значения. Просто, при составлении проекта не всегда уже имеется в наличии отопительное оборудование.
Да, если расчет касается только отопления. Если холодное время длится всего 4-6 месяцев, следует делать поправку на продолжительность отопительного сезона.