Расход газа формула

Самым оптимальным, эффективным и дешевым энергоносителем в системах отопления частных домов на сегодня является природный газ, поступающий по магистралям центрального снабжения. Кроме цены, отопление газом имеет еще много достоинств, например, высокая эффективность современных газовых котлов, применяющихся повсеместно, а также отсутствие необходимости делать газовые запасы, удобство и чистота во время эксплуатации системы отопления.

Говоря об эффективности и экономичности таких систем, бывает важно определить расход газа на отопление дома. Возможно, вы спросите, зачем рассчитывать расход газа, если можно поставить счётчик и посмотреть разницу показаний за месяц. Но всё дело в том, что так можно сделать при функционирующей системе обогрева, но застройщики хотели бы знать расход газа и все, что с этим связано, ещё на стадии проектирования дома, чтобы было легче определиться с выбором, как энергоносителя, так и оборудования для отопления.

Поэтому в этой статье я постараюсь рассказать, как получить среднее значение расхода газа на отопление загородного дома с учетом его площади. А также мы с вами рассмотрим, есть ли возможность сэкономить на энергоносителе.

Какова же потребность газа в течение отопительного сезона?

Представим, что нам нужно отопить загородный дом площадью 150 м². Первый вопрос, который возникает — котел какой мощности необходимо приобрести, чтобы в доме было комфортно находиться в любой зимний день?

Если строительство дома только ведется, следует рассчитать возможности котла и теплопотери с учетом материалов стен, высоты потолков, качества и величины окон. Но поскольку этим уже занимались специалисты и определили, что в среднем, на каждые 10 м² должно приходиться 1 кВт мощности теплогенератора при высоте потолков до 3 м (лучше если высота не превышает 2,7 м), то воспользуемся этими цифрами.

Исходя из этого, для дома в 150 м² нужно купить газовый котел с минимальной мощностью 15 кВт. Но, поскольку он будет работать, скорее всего, и на горячее водоснабжение (ГВС), то предусматривают запас — 2-3 кВт. Ещё надо учесть, что в реальности всегда расход тепловой энергии в среднем почти наполовину меньше, поскольку во время отопительного сезона бывают и плюсовые температуры наружного воздуха.

В это время меняется и норма расхода газа. Поэтому в нашу формулу расчёта газа мы подставим значение в 2 раза меньше, то есть дом площадью 150 м2 будет потреблять не 18, а 9 кВт/час (15 + 3) : 2 = 9. С тепловой мощностью мы определились, а объём топлива рассчитывается по формуле:

L = Q/(qH х 0,92)

L — расход газа за 1 час в кубических метрах.

Q — тепловая мощность, кВт.

qH — низшая теплота сгорания топлива, значение которой равно 10,175 кВт/м³ для природного газа.

0,92 — КПД котла.

Теперь мы можем подсчитать расход газа за 1 час при отоплении дома 150 м²:

L = 9/(10,175 х 0,92) = 0,96 м³/час природного газа.

Естественно, что в сутки объем равен:

0,96 х 24 = 23,04 м³, а в месяц 691,2 м³.

На 1 м2 это составит 691,2 : 150 = 4,6 м³ газа.

Используя эту цифру, можно прикинуть примерный расход газа для дома любой площади. Зная число дней в отопительном сезоне и суточный объём, можно высчитать объём топлива для всего отрезка времени отопительного периода.

Как видим, расчеты приблизительные, но дающие полное представление о нужном объеме топлива для сезона отопления, и вполне подходят для этапа предварительного экономического подсчёта цены отопления. А также для сравнения с эффективностью и ценой других теплоносителей.

Применение и расчёт расхода сжиженного газа

Есть ли в вашем поселке временно или постоянно отсутствует центральное газоснабжение, то вы, наверняка, планируете автономное газовое отопление и интересуетесь величиной расхода баллонного газа — пропан бутана (по центральной магистрали поставляется газ метан).

Сразу оговорюсь — использовать газ в баллонах не слишком затратно только для загородных домов небольшой площади. Для примера возьмем коттедж средней площади — 150 м2 — и вычислим, сколько газа сгорает за 1 час отопления. Воспользуемся аналогичной, приведенной выше формулой, изменив в ней значение теплоты сгорания сжиженного газа, то есть qH = 12,8 кВт/кг. Если магистральный газ считают в кубометрах или литрах, то сжиженный газ придется рассчитать в килограммах, а затем перевести в литры.

L = Q/(qH х 0,92)

L = 9/(12,8 х 0,92) = 0,82 кг/ч сжиженного газа.

В баллоне обычно содержится 42 л топлива, поэтому переводим в литры, учитывая, что 1 л пропан-бутана равен 0,54 кг по весу. Значит, если мы поделим 0,82 : 0,54, то получим количество литров сжиженного газа, требующегося на отопление дома в течение 1 часа.

0,82 : 0,54 = 1,52 л.

Тогда на сутки необходимо 1,52 л х 24 = 36,48 л, на месяц – 1094,4 л. Мы знаем, что в баллоне находится 42 л, тогда 1094,4 : 42 = 26 — примерное количество баллонов газа на месяц. Это достаточно много и дорого для дома в 150 м2, поэтому для такой площади надо искать альтернативу. Если ваш дом меньше по площади, то можно рассмотреть именно этот вариант.

Можно ли уменьшить расход газа?

Существуют общеизвестные меры по снижению расходов на отопление загородных коттеджей и домов. Проще всего это сделать заблаговременно, при строительстве здания, применив соответствующие материалы, современные конструкции окон, дверей, крыши. В уже построенном доме также можно сделать утепление, чтобы не было больших теплопотерь, из-за которых вырабатываемая котлом энергия расходуется не эффективно.

По подсчетам специалистов неутепленные стены пропускают 23-25% тепла, двери и пол — 14-15%, крыша — 14%, а через окна может утекать 30-35% тепловой энергии. Таким потерям прямопропорциональны затраты на отопление: чем больше утечки, тем больше денег вы заплатите.

Чтобы уменьшить расход газа на отопление следует утеплить стены, кровлю, чердачные перекрытия, пол современными материалами, специально для этого предназначенными. Для стен применяется пенополистирол, он прост в монтаже и доступен по цене. Можно использовать и минеральную вату. Снаружи стены можно отделать фасадными панелями из сайдинга, декоративной вагонки, применить систему вентилируемого фасада.

Для крыш и чердачных перекрытий можно применять те же материалы или еще более эффективный напыляемый пенополиуретан. Полы обычно утепляют на этапе строительства, поэтому с ними не должно возникнуть вопросов. Важный момент — замена старых окон на качественные стеклопакеты, которым не страшны даже самые сильные морозы. Я упомянул общепринятые способы сохранения тепла в доме, но существуют и другие варианты:

• использование автоматических систем регулирования температуры воздуха. Например, в комнатах, где никого нет, отопление снижается или отключается совсем в определенное время суток;

• установка (дополнительно к радиаторам) конвекторов, создающих тепловые завесы возле дверей и окон;

• оборудование радиаторов регулируемыми термостатическими устройствами, а также закрепление за батареями отражающего теплоэкрана;

• снижение избыточной температуры в комнатах хотя бы на 2-3^оС тоже дает существенную экономию газа.

Мы провели с вами несложные расчеты по расходу газа на отопление дома, и теперь, зная площадь своего построенного или будущего дома, вы сможете получить результат для конкретного случая. Возможно, он заставит вас изыскать способ по сокращению расходов теплоносителя, а значит, и вашего бюджета. Пусть в вашем доме всегда будет тепло!

Ваш Кузьмич

Источник: Kuzmich24.ru

Сколько газа потребляет газовый котел в месяц

Как рассчитать аппетит#187 газового котла для дома

На сегодняшний день широкую популярность приобрели системы индивидуального отопления и горячего водоснабжения на основе газовых котлов. Планируя покупку такого агрегата, важно понимать, насколько выгодно в плане экономичности и эффективности будет подобная установка. То есть речь идет в первую очередь о количестве потребляемого газа индивидуальным котлом.

Среди большого ассортимента отопителей разных марок, моделей и конфигураций, необходимо правильно сориентироваться и подобрать наиболее подходящей вариант конкретно для вашей квартиры и дома, чтобы экономия оказалась действительно ощутимой.

Что влияет на расход

В первую очередь обратите внимание на такой показатель котла, как расход газа. Потому что этот параметр существенно влияет на стоимость эксплуатации индивидуального отопления, независимо от марки оборудования или ее стоимости.

В силу специфики, отопительное оборудование относится к устройствам многолетней эксплуатации, поэтому в долговременной перспективе, более дорогой котел с низким показателем потребления топлива окажется существенно выгоднее своего более дешевого, но прожорливого собрата.

Суммарное потребления газа котлом определяется параметром его мощности, а также частоты и интенсивности обогрева. И, чем мощнее котел, тем больше расход топлива. Потребление газа котлом измеряется в кубометрах в час для природного газа и килограммах в час для сжиженного. Эти значения указываются в техническом паспорте газового прибора, причем они указаны для режима непрерывной работы котла на полной мощности.

Частота включения горелки котлом и интенсивность ее работы напрямую будут зависеть и от следующих факторов:

• хорошее утепление стен и потолка в помещениях, герметичность дверей, окон. Большое количество теплопотерь в дома потребует более частого и интенсивного подогрева
• грамотное проектирование и установка всех составляющих отопительной системы
• качество и количество газовоздушной смеси для горелки котла, проще говоря исправность и чистота дымоходов
• загрязнения внутренних контуров и моделей котла, регулярная чистка агрегата позволит поддерживать расход газа на оптимальном уровне и положительно скажется на долговечности работы всей системы.

Что касается эксплуатации двухконтурных газовых котлов, то очевидно, что потребление будет несколько выше, так как газ расходуется еще и на контур нагрева воды. Причем и в теплый сезон топливо также будет необходимо для горячей воды. Исключения составляют системы с дополнительным электрическим бойлером.

Впрочем, потребление газа двухконтурным котлом будет не существенно выше, нежели одноконтурным, потому что при при включении режима нагрева горячей воды отопительная система на время отключается.

Существуют котлы, с проточным типом нагрева горячей воды. Недостаток их в том, что горячая вода появляется из крана не сразу, требуется некоторое время для ее нагрева. Для исключения этого недостатка используют устройства с дополнительным бойлером газового подогрева. Расход газа в таких системах также будет несколько выше, следует это учитывать при расчетах.

Установка отопительных систем на основе газовых турбированных котлов или аппаратов конденсационного типа может снизить расхода газа. С другой стороны стоимость таких отопителей выше из-за сложности их конструкции, что может свести на нет предполагаемое снижение расхода природного топлива.

Достаем калькулятор

Для того чтобы предварительно определить средний расход будущей системы нужно посчитать планируемую площадь отопления, поскольку исходя именно из этого параметра выбирается мощность газового котла. Что в свою очередь, как мы уже знаем, определяет будущий расход.

Принято считать, что на на отопление 10 квадратных метров помещения с потолками не больше 3 метров необходим 1 кВт мощности отопителя. Далее принимаем, что на 1 кВт мощности котла тратится примерно 0,112 кубометров газа.

Для примера возьмем дом площадью 100 квадратных метров. Для отопления потребуется газовый котёл мощностью не менее 10 кВт. Нетрудно посчитать – в час потребуется 1,12 м3 газа.

Если система отопления дома спроектирована грамотно и профессионально, а дом достаточно утеплен и лишен ненужных теплопотерь, то в холодны зимний сезон газовый котел будет включать горелку на время порядка 14 часов в сутки.

Исходя из предыдущих расчетов определяем, что в сутки котел будет расходовать 14 х 1,12 = 15,68 кубометров природного газа. Следовательно в месяц получается: 15,68 х 30 примерно 470 м3.

Зная цену газа, несложно подсчитать примерную сумму расходов на тепло в доме. Обращаем внимание, что приведенные расчеты довольно приблизительны и помогут представить лишь примерный уровень искомых значений.

Несомненно, при установке индивидуальной системы отопления очень важен профессиональный расчет всех параметров и правильный подбор газового индивидуального котла по мощности и другим параметрам. Приобретая такой агрегат, рассчитывайте на длительную эксплуатацию, и для долгосрочной экономии выбирайте агрегат с высоким КПД, пусть и более дорогой. Это даст возможность оптимизировать расход газа и, как следствие, сэкономит ваши материальные средства.

Сколько газа потребляет газовый котел?

При покупке любого оборудования в первую очередь обращают внимание на эффективность его работы. Критерий, по которому выбирают отопительные газовые котлы – расход газа. Расходование природного газа находится в прямой зависимости от мощности котла, его КПД, а так же от возлагаемой на котельное оборудование нагрузки, а именно: от величины отапливаемых площадей и объема потребляемой горячей воды. В таблице ниже можно видеть, как зависит расход топлива газовых котлов отопления от их мощности.

Тепловые потери

При расчете проекта отопления и при выборе мощности газового оборудования следует обязательно учитывать возможные тепловые потери. Расход газа у газовых котлов отопления напрямую зависит от теплопотерь. Формула расчета мощности отопительного агрегата с учетом потерь тепла предельно проста: для обогрева 1кв. метра площади с высотой потолков до 3 метров необходимо подать 100Ватт тепловой энергии. Причем из перечня тепловых потерь необходимо исключить сквозняки и явные щели.

Системы автоматики

Современные котельные установки снабжены программируемым встроенным таймером, который позволяет регулировать температуру воздуха в доме в течение суток и недели. Ночью температуру можно автоматически понижать, днем – повышать. В те дни, когда в доме люди отсутствуют, нагрев воздуха также понижается. Подобная рачительность позволяет уменьшить топливный расход газового котла.

Выбор устройств конденсационного типа

У конденсационного, в том числе настенного котла расход газа меньше, чем у традиционного агрегата. Дело в том, что конденсационные котлы в полной мере используют тепловую энергию, которая выделяется при конденсации водяных паров, образующихся в продуктах сгорания топлива. У отработанных газов температура достаточно высока. И конструкция конденсационных котлов позволяет ее дополнительно использовать. Вода, подаваемая в котельный агрегат, сначала нагревается отработанными газами, а затем – газовой горелкой. Стоимость таких устройств выше за счет более сложной конструкции и функциональности. Но в процессе эксплуатации конденсационных котлов процент экономии газа составляет от 15 до 17%, что в итоге окупит все дополнительные затраты.

Расчет потребления газа на отопление, или сколько стоит «голубой огонек»

Газ сегодня используется, чуть ли не в каждом жилище. С его помощью согревается вода для бытовых целей, готовится пища и отапливается дом. Газоснабжение позволяет сделать жизнь удобной, а домашние хлопоты — менее обременительными. Но какова цена вопроса? Особенно актуально это для обогрева здания. Ведь расходы газа на отопление дома составляют львиную долю в общей структуре затрат. Нельзя назвать этот вид топлива самым дорогим, но и дармовым он никогда не был. Поэтому желательно рассчитать потребление газа еще на этапе проектирования системы теплоснабжения.

Преимущество газа как топлива

Учитывая установленную потребительскую цену, можно сказать, что газ на сегодняшний день является самым экономичным видом топлива для большинства регионов страны. Его состав характеризуется ничтожно малым содержанием сернистых составляющих, что во многом определяет эффективность голубого топлива. При горении выделяется очень мало загрязняющих атмосферу соединений, что позволяет говорить о его экологичности.

Голубое топливо характеризуется еще одним положительным фактором — оно не вызывает коррозии металлических частей котла при нагревании воды. А относительно сажи и копоти ему нет равных по сравнению с другими видами энергоресурсов (кроме электричества). Следовательно, отпадает необходимость чистки дымоходов. Общую картину органично дополняет долговечная работа всех видов газовых отопительных приборов.

Пример расчета потребления газа

Согласно нормативным данным, полученным в результате практического использования отопительных систем, в нашей стране для обогрева 10 метров квадратных жилого помещения требуется около 1 киловатта энергии. Исходя из этого, помещение площадью 150 м кв. может обогреть котел мощностью 15 кВт.

Дальше выполняется расчет потребления газа на отопление в месяц:

15 кВт * 30 дней * 24 часа в сутках. Получается 10 800 кВт/час. Эта цифра не является абсолютной. К примеру, котел не работает постоянно на всю мощность. Более того, при повышении температуры за окном иногда приходится даже отключать отопление. Усредненное значение в этом случае можно считать приемлемым.

То есть, 10 800 / 2 = 5 400 кВт/час. Это норма расхода газа на отопление, которой вполне достаточно, чтобы обеспечить комфортную температуру в доме на протяжении одного месяца. С учетом того, что отопительный сезон длится порядка 7 месяцев, высчитывается необходимое количество газа на отопительный сезон:

7 * 5400 = 37 800 кВт/час. Учитывая, что кубический метр газа вырабатывает 10 Квт/час тепловой энергии, получаем — 37 800 / 10 = 3 780 м куб. газа.

Для сравнения — 10 кВт/час (согласно статистическим данным) можно получить от сжигания 2,5 кг дубовых дров с влажностью не более 20%. Норма расхода дров в приведенном примере составит 37 800 / 10 * 2,5 = 9 450 кг. А сосновых потребуется еще больше.

Способы экономии газа

Способ экономии газа экономный режим котла

Данные в примере приведены для того, чтобы наглядно рассчитать отопление дома. Но они никак не учитывают потребности в нагреве воды для бытовых нужд и в приготовлении пищи. В каждом конкретном случае необходима корректировка результата. Ее значение зависит от количества обитателей жилья и их индивидуальных потребностей.

Сэкономить на отоплении, которое потребляет львиную долю газа, можно следующими способами:

Самый простой и выполнимый для всех способ — это снижение температуры комфорта в помещении. Один-два градуса для организма человека не очень заметны, а по результатам отопительного сезона получится очень даже приличная цифра.

Источник: lucheeotoplenie.ru

Расход газа – это количество газа, прошедшего через поперечное сечение трубопровода за единицу времени. Вопрос в том, что принять за меру количества газа. В этом качестве традиционно выступает объем газа, а получаемый расход называют объемным. Не случайно чаще всего расход газа выражают в объемных единицах (см3/мин, л/мин, м3/ч и т.д.). Другой мерой количества газа является его масса, а соответствующий расход называется массовым. Он измеряется в массовых единицах (например, г/с или кг/ч), которые на практике встречаются значительно реже.

Как объем связан с массой, так и объемный расход связан с массовым через плотность вещества: , где  – массовый расход,  – объемный расход,  – плотность газа в условиях измерения (рабочие условия). Пользуясь этим соотношением, для массового расхода переходят к использованию объемных единиц (см3/мин, л/мин, м3/ч и т.д.), но с указанием условий (температуру и давление газа), определяющих плотность газа. В России применяют «стандартные условия» (ст.): давление 101,325 кПа (абс) и температура 20°С. Помимо «стандартных», в Европе используют «нормальные условия» (н.): давление 101,325 кПа (абс) и температура 0°С. В результате, получаются единицы массового расхода н.л/мин, ст.м3/ч и т.д.

Итак, расход газа бывает объемным и массовым. Какой из них следует измерять в конкретном применении? Как наглядно увидеть разницу между ними? Давайте рассмотрим простой эксперимент, где три расходомера последовательно установлены в магистраль. Весь газ, поступающий на вход схемы, проходит через каждый из трех приборов и выбрасывается в атмосферу. Утечек или накопления газа в промежуточных точках системы не происходит.

Источником сжатого воздуха является компрессора, от которого под давлением 0,5…0,7 бар (изб) газ подаётся на вход поплавкового ротаметра. Выход ротаметра подключен ко входу теплового регулятора расхода газа серии EL-FLOW, производства компании Bronkhorst. В нашей схеме именно он регулирует количество газа, проходящее через систему. Далее газ подаётся на вход второго поплавкового ротаметра, абсолютно идентичного первому. При задании расхода 2 н.л/мин с помощью расходомера EL-FLOW первый поплавковый ротаметр дает показания 1,65 л/мин, а второй – 2,1 л/мин. Все три расходомера дают различные показания, причем разница достигает 30%. Хотя через каждый прибор проходит одно и то же количество газа.

Попробуем разобраться. Какая мера количества газа в данной ситуации остается постоянной: объем или масса? Ответ: масса. Все молекулы газа, попавшие на вход в систему, проходят через нее и выбрасываются в атмосферу после прохождения второго поплавкового ротаметра. Молекулы как раз и являются носителями массы газа. При этом удельный объем (расстояние между молекулами газа) в разных частях системы изменяется вместе с давлением.

Здесь следует вспомнить, что газы сжимаемы, чем выше давление, тем меньше объем занимает газ (закон Бойля-Мариотта). Характерный пример: цилиндр емкостью 1 литр, герметично закрытый подвижным поршнем малого веса. Внутри него содержится 1 литр воздуха при давлении порядка 1 бар (абс). Масса такого объема воздуха при температуре равной 20°С составляет 1,205 г. Если переместить поршень на половину расстояния до дна, то объем воздуха в цилиндре сократится наполовину и составит 0,5 литра, а давление повысится до 2 бар (абс), но масса газа не изменится и по-прежнему составит 1,205 г. Ведь общее количество молекул воздуха в цилиндре не изменилось.

Возвратимся к нашей системе. Массовый расход (количество молекул газа, проходящих через любое поперечное сечение в единицу времени) в системе постоянен. При этом давление в разных частях системы отличается. На входе в систему, внутри первого поплавкового ротаметра и в измерительной части расходомера EL-FLOW давление составляет порядка 0,6 бар (изб). В то время, как на выходе EL-FLOW и внутри второго поплавкового ротаметра давление практически атмосферное. Удельный объем газа на входе ниже, чем на выходе. Получается, что и объемный расход газа на входе ниже, чем на выходе.

Эти рассуждения подтверждаются и показаниями расходомеров. Расходомер EL-FLOW измеряет и поддерживает массовый расход воздуха на уровне 2 н.л/мин. Поплавковые ротаметры измеряют объемный расход при рабочих условиях. Для ротаметра на входе это: давление 0,6 бар (изб) и температура 21°С; для ротаметра на выходе: 0 бар (изб), 21°С. Также понадобится атмосферное давление: 97,97 кПа (абс). Для корректного сравнения показаний объемного расхода, все показания должны быть приведены к одним и тем же условиям. Возьмем в качестве таковых «нормальные условия» расходомера EL-FLOW: 101,325 кПа (абс) и температура 0°С.

Пересчет показаний поплавковых ротаметров в соответствии с методикой поверки ротаметров ГОСТ 8.122-99 осуществляется по формуле:

 , где Q – расход при рабочих условиях; Р и Т – рабочие давление и температура газа; Q_С – расход при условиях приведения; Рс и Тс – давление и температура газа, соответствующие условиям приведения.

Пересчет показаний ротаметра на входе к нормальным условиям по этой формуле даёт значение расхода 1,985 л/мин, а ротаметра на выходе – 1,990 л/мин. Теперь разброс показаний расходомеров не превышает 0,75%, что при точности ротаметров 3% ВПИ является отличным результатом.

Из приведенного примера видно, что объемный расход сильно зависит от рабочих условий. Мы показали зависимость от давления, но в той же мере объемный расход зависит и от температуры (закон Гей-Люссака). Даже в технологической схеме, имеющей один вход и один выход, где отсутствуют утечки и накопление газа, показания объемного расходомера будут сильно зависеть от конкретного места установки. Хотя массовый расход будет одним и тем же в любой точке такой схемы.

Хорошо понимать физику процесса. Но, все же, какой расходомер выбрать: объемного расхода или массового? Ответ зависит от конкретной задачи. Каковы требования технологического процесса, с каким газом необходимо работать, величина измеряемого расхода, точность измерений, рабочие температура и давление, особые правила и нормы, действующие в Вашей сфере деятельности, и, наконец, отведенный бюджет. Также следует учитывать, что многие расходомеры, измеряющие объемный расход, могут комплектоваться датчиками температуры и давления. Они поставляются вместе с корректором, который фиксирует показания расходомера и датчиков, а затем приводит показания расходомера к стандартным условиям.

Но, тем не менее, можно дать общие рекомендации. Массовый расход важен тогда, когда в центре внимания находится сам газ, и необходимо контролировать количество молекул, не обращая внимания на рабочие условия (температура, давление). Здесь можно отметить динамическое смешение газов, реакторные системы, в том числе каталитические, системы коммерческого учета газов.

Измерение объемного расхода необходимо в случаях, когда основное внимание уделяется тому, что находится в объеме газа. Типичные примеры – промышленная гигиена и мониторинг атмосферного воздуха, где необходимо проводить количественную оценку загрязнений в объеме воздуха в реальных условиях.

Источник: www.massflow.ru

Приведение к нормальным и стандартным условиям

Единицей измерения объема газа является кубический метр (м³). Измеренный объем приводится к нормальным физическим условиям.

Нормальные физические условия: давление 101 325 Па, температура 273,16 К (0 °С).

Стандартные условия: давление 101 325 Па, температура 293,16 К (+20 °С).

В настоящее время эти обозначения выходят из употребления. Поэтому в дальнейшем следует указывать те условия, к которым относятся объемы и другие параметры газа. Если эти условия не указываются, то это значит, что параметры газа даны при 0 °С (273,16 °К) и 760 мм рт. ст. (1,033 кгс/см²). Иногда объем газа (особенно в иностранной литературе и нормах) при пользовании системой СИ приводится к 288,16 °К (+15 °С) и давлению 1 бар (105 Па).

Если известен объем газа при одних условиях, то пересчитать его в объемы при других условиях можно с помощью коэффициентов, приведенных следующей таблице.

Коэффициенты для пересчета объемов газа из одних условий в другие

Температура и даление газа	0 °С и 760 мм рт. ст.	15 °С и 760 мм рт. ст.	20 °С и 760 мм рт. ст.	15 °С (288,16 °К) и 1 бар
0 °С и 760 мм рт. ст. (норм. условия)	1	1,055	1,073	1,069
15 °С и 760 мм рт. ст. (в зар. литературе)	0,948	1	1,019	1,013
20 °С и 760 мм рт. ст. (ст. условия)	0,932	0,983	1	0,966
15 °С (288,16 °К) и 1 бар (СИ)	0,936	0,987	1,003	1

Для приведения объемов газа к 0 °С (273,16 °К) и 760 мм рт. ст. (1,033 кгс/см²), а также к 20 °С (293,16 °К) и 760 мм рт. ст. (1,033 кгс/см²) могут быть применены следующие формулы:

где V_{0 °С и 760 мм рт. ст.}  — объем газа при 0 °С и 760 мм рт. ст., м³;
V_{20° С и 760 мм рт. ст.} — объем газа при 20 °С и 760 мм рт. ст., м³;
V_P — объем газа в рабочих условиях, м³;
р — абсолютное давление газа в рабочих условиях, мм рт. ст.;
Т — абсолютная температура газа в рабочих условиях, °К.

Пересчет объемов газа, приведенных к 0 °С и 760 мм рт. ст., а также к 20 °С и 760 мм рт. ст., в объемы при других (рабочих) условиях можно производить по формулам:

Любой газ способен расширяться. Следовательно, знание объема, который занимает газ, недостаточно для определения его массы, так как в любом объеме, целиком заполненном газом, его масса может быть различной.

Масса — это мера вещества какого-либо тела (жидкости, газа) в состоянии покоя; скалярная величина, характеризующая инерционные и гравитационные свойства тела. Единицы массы в СИ — килограмм (кг).

Плотность, или масса единицы объема, обозначаемая буквой p, — это отношение массы тела m, кг, к его объему, V, м³:

p = m/V

или с учетом химической формулы газа:

p = M/V_М = M/22,4,

где M — молекулярная масса,
V_М — молярный объем.

Единица плотности в СИ — килограмм на кубический метр (кг/м³).

Зная состав газовой смеси и плотность ее компонентов, определяем по правилу смешения среднюю плотность смеси:

p_см = (p₁V₁ + p₂V₂ + … + p_nV_n)/100,

где p₁, p₂, …, p_n — плотность компонентов газового топлива, кг/м³;
V₁, V₂, …, V_n — содержание компонента, об. %.

Величину, обратную плотности, называют удельным, или массовым, объемом (ν) и измеряют в кубических метрах на килограмм (м³/кг).

Как правило, на практике, чтобы показать, на сколько 1 м³ газа легче или тяжелее 1 м³ воздуха, используют понятие относительная плотность d, которая представляет собой отношение плотности газа к плотности воздуха:

d = p/1,293

и

d = M/(22,4×1,293).

Источник: gazovik-gaz.ru

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.

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.

К примеру, если паспортная мощность котла в 15 кВт, то реально эффективно функционировать система будет  при тепловой мощности порядка 12 кВт. 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.

Усредненный калькулятор расхода

Номинальный расход газа за прошедший отопительный период подсчитать не так сложно. Нужно лишь ежемесячно снимать показания счетчика. После завершения сезона суммировать месячные показания. Затем вычислить среднее арифметическое значение.

Если же нужно узнать номинальные значения на этапе проектирования дома, либо же при выборе эффективного, но при этом экономного отопительного оборудования, придется воспользоваться формулами.

Для получения же приблизительных расчетов удельный расход тепла определяют двумя способами:

1. Ориентируясь на суммарный объем обогреваемых комнат. В зависимости от региона на отопление одного кубического метра выделяют 30-40 Вт.
2. По общей квадратуре постройки. За основу берут то, что на обогрев каждого квадрата площади комнат, высота стен в которых в среднем достигает 3-х метров, затрачивается 100 Вт теплоты. При определении величины также ориентируются на регион проживания: для южных широт – 80 Вт/м², для северных – 200 Вт/м².

Главный критерий, на который в обязательном порядке ориентируются при расчетах – необходимая тепловая мощность для обеспечения условий качественного обогрева помещений и восполнения его тепловых потерь.

За основу технологических расчетов берут усредненную пропорцию, при которой на 10 квадратов площади затрачивается 1 кВт тепловой энергии. Но стоит учитывать, что такой усредненный подход хоть и удобен, но все же не в достаточной степени способен отразить реальные условия вашего постройки с учетом климатического региона ее размещения.

Правильно просчитав ориентировочный расход топлива, вы сможете для себя прояснить, какие мероприятия стоит осуществить для снижения его потребления. Как результат – сократить статью регулярных оплат за потребляемое «голубое топливо».

Сетевой газ на нужды отопления

В частные дома из централизованной магистрали поступает газовая смесь марки G20. В соответствии с принятым стандартом DIN EN 437 показания минимального значения удельной теплоты при сгорании топлива марки G 20 составляет 34,02 МДж/куб.метр.

В случае если установлен высокоэффективный конденсаторный котел минимальное значение удельной теплоты для «голубого топлива» категории G 20 составляет 37,78 МДж/куб. метр.

Формула расчета расхода топлива

Для определения расхода газа, с учетом заложенного в него энергетического потенциала, применяют простую формулу:

V=Q / (Hi х КПД)

Где:

• V – искомая величина, определяющая расход газа для выработки тепловой энергии, измеряется в куб.м/час;
• Q – величина расчетной тепловой мощности, затрачиваемой для обогрева здания и обеспечения комфортных условий, измеряется в Вт/ч;
• Hi – величина минимального значения удельной теплоты при сгорании топлива;
• КПД – коэффициент полезного действия котла.

КПД котлогенератора показывает эффективность применения выработанной при сгорании газовой смеси тепловой энергии, которая непосредственно расходуется на подогрев теплоносителя. Он является паспортной величиной.

В паспортах котлоагрегатов современного образца коэффициент обозначается двумя параметрами: по высшей и низшей теплоте сгорания. Обе величины прописывают через дробную черту «Hs/Hi», например: 95/87%. Для получения максимально достоверного расчета принимают за основу берут, указанную в режиме «Hi».

Указанное в таблице значение «Hs» определяет высшей показатель теплоты сгорания газа. Его указывают в таблице по той причине, что водяной пар, выделяемый при сгорании газа, также способен преобразовывать скрытую тепловую энергию. Если грамотно задействовать эту тепловую энергию, то можно повысить и суммарную отдачу от затрачиваемого топлива.

На таком принципе построена работа котлов нового поколения – конденсаторных агрегатов. В них за счет преобразования пара в агрегатное жидкое состояние дополнительно вырабатывается еще около 10% тепла.

Помимо газа марки G20 в бытовых целях может также применяться аналог второй группы марки G 25. Газ марки G 20 добывают из сибирских месторождений, а G25 поставляют из Туркменистана и Поволжья. Разница между ними в том, что G25 при сжигании выделяет на 15% меньше тепла.

Уточнить, какой тип газа «течет» в магистрали можно в газоснабжающей компании вашего региона.

Пример расчета потребления сетевого газа

Предлагаем рассмотреть пример расчета расхода газа на отопление загородного коттеджа, исходные данные которого имеют такие параметры:

• площадь помещений достигает 100 кв. метров;
• рекомендованная мощность теплоагрегата – 10 кВт;
• КПД котла достигает 95%.

Для упрощения расчета джоули преобразуют в другую единицу измерения – киловатты. Так, при условии, что 1 кВт=3,6 МДж, теплота сгорания газа марки G 20 будет составлять 34,02/3,6=9,45 кВт.

Также стоит учитывать, что рекомендованная мощность теплогенератора, указанная как 10 кВт, потребуется только для обогрева помещений при самых неблагоприятных условиях. В действительности на протяжении всего отопительного периода количество таких неблагоприятных дней будет исчисляться единицами.

В остальные дни холодного сезона для обогрева здания затрачивается значительно меньше мощности. Поэтому для получения корректных расчетов, а также  определения именно среднего, а не пикового расхода «голубого топлива» берут показания мощности котла не 10 кВт, а «половинные» 5 кВт.

Подставив полученные данные в формулу, выполняют вычисления: V = 5/(9,45 х 0,95). Получается, что на обогрев коттеджа площадью в 100 квадратов расход газа оставляет 0,557 куб.м/ч.

На основе полученных путем простых вычислений данных не составит труда рассчитать расход газа на целый отопительный сезон, который в регионах средней широты длится около 7-ми месяцев:

• На сутки он составляет 0,557 х 24 = 13,37 м³.
• На месяц 13,37 х 30 = 401, 1 м³.
• На отопительный сезон длительностью в 7 месяцев 401,1 х 7 = 2807, 4 м³.

Зная цену одного кубометра «голубого топлива», не трудно будет спланировать как ежемесячные расходы, так и «бухгалтерию» на весь функционирования отопительной системы.

Расход сжиженной пропан-бутановой смеси

Далеко не все владельцы загородных домов имеют возможность подключиться к централизованной газопроводной магистрали. Тогда выходят из ситуации, используя сжиженный газ. Его хранят в установленных в котлованы газгольдерах, а пополняют, пользуясь услугами сертифицированных фирм, осуществляющих поставку топлива.

В случае если для обогрева загородного дома применяют сжиженный газ, формула расчета за основу берется та же. Единственное – необходимо учитывать, что баллонный газ представляет собой смесь марки G30. Кроме того, топливо находится в агрегатном состоянии. А потому его расход считают в литрах или килограммах.

Формула расчета потребления горючей смеси

Оценить объемы затрат сжиженной пропан-бутановой смеси поможет несложный расчет. Исходные данные постройки те же: коттедж площадью в 100 квадратов, а КПД установленного котла – 95%.

При выполнении расчета ориентируются на две значимые физические характеристики сжиженной смеси:

• плотность баллонного газа составляет 0,524 кг/л.;
• выделяемое при сгорании одного килограмма такой смеси тепло равно величине 45,2 МДж/кг.

Для облегчения расчетов значения выделяемой теплоты, измеряемой в килограммах, преобразуют в другую единицу измерения – литры: 45,2 х 0,524 = 23,68 МДж/л.

После чего джоули преобразуют в киловатты: 23,68/3,6 = 6,58 кВт/л. Для получения корректных расчетов за основу берут все те же 50% от рекомендованной мощности агрегата, что составляет 5 кВт.

Полученные значения подставляют в формулу: V = 5/(6,58 х 0,95). Получается, что расход топливной смеси марки G 30 составляет 0,8 л/ч.

Пример подсчета расхода сжиженного газа

Зная, что за один час эксплуатации котлогенератора, в среднем затрачивается 0,8 литра топлива, нетрудно будет подсчитать, что одного стандартного баллона с заправкой объемом в 42 литра хватит ориентировочно на 52 часа. Это составляет чуть больше, чем двое суток.

На весь отопительный период показатели расхода горючей смеси будут составлять:

• На сутки 0,8 х 24 = 19,2 литра;
• На месяц 19,2 х 30 = 576 литров;
• На отопительный сезон длительностью в 7 месяцев 576 х 7 = 4032 литра.

На отопление коттеджа площадью в 100 квадратов потребуется: 576/42,5 = 13 или 14 баллонов. На весь семимесячный отопительный сезон понадобится 4032/42,5 = от 95 до 100 баллонов.

Большой объем топлива с учетом транспортных затрат и создания условий для его складирования обойдется не дешево. Но все же в сравнении с тем же электрическим обогревом такое решение вопроса все равно будет более экономичным, а потому предпочтительным.

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 качественное утепление постройки. Поверьте, что расходы на нее полностью окупятся уже через 3-4 года.

Термоизоляция дома включает:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.

Выводы и полезное видео по теме

Один из вариантов просчета расхода сетевого газа:

Пример расхода при отоплении на сжиженном газе:

О простых способах снижения затрат газа пойдет речь в следующем видеоролике:

Среднее значение расчета полезно будет для подсчета материальных затрат исключительно на отопление здания. Планируя задействовать в период отопительного сезона газовые приборы или плиту, данные следует корректировать.

Если после изучения материала у вас появились вопросы по расчетам расхода газа, задать их можно в расположенном ниже блоке. Кроме того, если были замечены неточности или вы хотели бы дополнить материал, оставляйте, пожалуйста, свои комментарии.

Источник: sovet-ingenera.com