Во втором варианте могут быть установлены стандартные настенные котлы с закрытой камерой сгорания. Их эффективность достигает 90-93 %. При этом на их работу не влияют внешние условия.
Потребление газового котла: расход газа для отопления дома площадью 100 м²
Сегодня природный газ является наиболее доступным и экономически выгодным топливом на российском энергетическом рынке. Таким образом, газовое отопление представляет собой самый экономичный и недорогой способ обогрева.
В данной статье мы проведем расчеты расхода газа для отопления дома площадью 100 м², выясним стоимость газа и сравним её в различных регионах Российской Федерации.
Если у вас не хватает времени на изучение информации, вы можете воспользоваться нашим калькулятором: он позволит вам сопоставить расходы на отопление при использовании различных видов топлива и рассчитать потребление различных типов котлов.
Газ как источник энергии: типы газа
Существует два основных метода отопления с использованием газа:
- Отопление от магистрального газа
- Отопление с помощью сжиженного газа
Метан — это газ, который поступает в отопительные системы из газовых сетей по трубопроводам. Он состоит преимущественно из метана и содержит небольшое количество примесей. Это наиболее распространенное топливо благодаря своей доступности и невысокой стоимости. Однако существует и минус: для подключения дома к газовой сети требуется значительное количество усилий, денежных средств и времени, особенно на прохождение бюрократических процедур, а также на установку и подключение оборудования. Но можем вас заверить, что эти вложения вскоре оправдаются. Метан обычно называют природным газом, хотя на самом деле все виды газа являются природными. Калорийность природного газа примерно равна 7900 ккал/м3.
Жидкий газ представляет собой общее название для различных газовых смесей. Его особенность заключается в том, что он может быть преобразован в жидкое состояние благодаря охлаждению или сжатию. Транспортировка осуществляется в цистернах, а хранение у конечного потребителя обычно происходит в баллонах или специальных контейнерах. Чтобы использовать этот газ, его необходимо вернуть в газообразное состояние, что чаще всего достигается с помощью испарителя, встроенного в систему отопления. Сжиженный природный газ (СПГ) включает в себя как сжиженный природный газ (который состоит на 75-99% из метана), так и сжиженный нефтяной газ (СНГ), представляющий собой смесь пропана и бутана. В международной практике используется следующая классификация сжиженных углеводородных газов:
- LNG — Сжиженный природный газ (Liquefied Natural Gas), получаемый при охлаждении природного газа до температуры -160°C.
- CNG — Сжатый природный газ (Compressed Natural Gas), состоящий преимущественно из метана.
- LPG — сжиженный нефтяной газ (пропан-бутан)
- SNG — синтезированный природный газ: газ, полученный из угля или нефти.
Естественно, теплотворная способность этих газовых смесей варьируется.
Расчет потребления газа для отопления частного дома площадью 100 м²
Для смесей природного газа эти показатели часто имеют различия.
Приведем примерный расчет потребления природного газа для отопления частного дома площадью 100 м².
Мы опираемся на распространенное правило: приблизительный расчет предполагает необходимость в 1 кВт/ч на 10 квадратных метров площади. Таким образом, для отопления дома площадью 100 м² потребуется 10 кВт/ч.
Важно отметить, что объем подаваемого тепла зависит от теплопотерь в здании и определяется такими факторами, как материалы стен, количество окон и дверей, а также другими особенностями конструкции. Чтобы получить точные данные о необходимом количестве тепла для вашего дома, продолжительности работы газового котла в течение суток и его потреблении, вы можете обратиться в наш офис для проведения расчета тепловых потерь.
Запись на расчет
Расчет теплосодержания сетевого газа установлен на уровне 7900 ккал/м3 (33,08 МДж/м3) — эти параметры являются стандартными и указаны в документации Газпрома. Если произойдут отклонения от указанных характеристик, стоимость газа будет пересчитана.
На основе стандартных показателей можно вычислить, сколько газа потребуется для получения 1 кВт энергии:
- Теплотворная способность 1 м3 природного газа составляет 33,08 МДж (установленный параметр согласно документам Газпрома)
- 1 кВт/ч = 3,6 МДж (справочный параметр)
- 33,08 / 3,6 = 9,1 (кВт)
Таким образом, сжигание одного кубического метра газа позволяет получить 9,1 кВт энергии.
Теперь давайте рассчитаем, сколько газа потребуется для производства 1 кВт:
1 (м³) / 9,1 (кВт) = 0,109 (м³)
Следовательно, чтобы произвести 1 кВт, необходимо сжечь 0,109 м³ данного сетевого газа.
Теперь мы можем вычислить, сколько газа понадобится в день для отопления жилища. Замеряем максимальное возможное время работы котла за сутки — 24 часа. Если вы знаете, на сколько часов планируете включать ваш котел, замените эту цифру на нужную вам.
Если у вас есть информация о количестве часов, в течение которых будет функционировать ваш котел, вы можете использовать свои собственные данные. Формула выглядит следующим образом: 10 (кВт) * 24 (ч) * 0,109 (м3) / 0,9 (КПД котла) = 29,06 м3 — это объем газа, который потребит котел мощностью 10 кВт за сутки работы на полной мощности. Для усредненного значения можно взять половину максимального показателя, что составит 14,53 м3.
Теперь давайте рассчитаем максимальное потребление газа за месяц:
29,06 (м3) * 30 (дней) = 871,8 м3.
Имейте в виду, что 871,8 м3 — это максимальный расход, если котел мощностью 10 кВт работал без остановки в течение 30 дней. Если у вас есть информация о реальном времени и днях работы устройства в вашем доме, подставьте эти параметры.
Таким образом, среднемесячное потребление газа для жилья площадью 100 м2 будет составлять 435,9 м3.
Как измеряется газ?
Газ измеряют в:
- кубометрах (м³);
- килоджоулях (кДж);
- калориях (кал).
Для газа внедрён термин удельная теплота сгорания, который измеряется в килоджоулях. Этот параметр варьируется от 33500 до 36000 килоджоулей на кубический метр. Что стоит за такими различиями? Как и любая другая форма энергии, газ обладает разнообразным энергетическим содержанием. Эти колебания зависят от методов его добычи и переработки. Удельная теплота сгорания природного газа может существенно отличаться в зависимости от региона, где он извлекается, поскольку технологии добычи и обработки варьируются от места к месту.
Важным аспектом является теплотворная способность газа. В некоторых государствах стоимость газа определяется не в кубических метрах, а в калориях. Большинство людей связывает термин «калория» с пищей. Однако калорийность относится не только к продуктам питания. Калория представляет собой единицу энергии, необходимую для поднятия температуры одного грамма воды на один градус Цельсия в нормальных условиях. Эта единица служит стандартом измерения энергии.
Как конвертировать газ в киловатты?
Чтобы определить, что выгоднее — газ или электричество, следует преобразовать значение газа в киловатты. Для этого необходимо выполнить следующие шаги:
- Для расчета мощности, которую можно получить из одного кубометра газа, необходимо делить теплоту сгорания на время. В данном случае время измеряется в секундах. То есть 33500 килоджоулей следует разделить на 3600 секунд (1 час). В итоге мы получаем примерно 9,3 киловатта. Это означает, что за один час из одного кубометра природного газа можно выделить такую мощность.
- Один киловатт энергии эквивалентен одному киловатту тепловой энергии. Один кубометр газа дает 9,3 киловатта тепловой энергии. Таким образом, чтобы определить, какой способ отопления дома более экономичен, нужно разделить стоимость газа на 9,3 киловатта. Полученную величину можно сопоставить со стоимостью электроэнергии.
Следует учитывать, что современные газовые котлы не могут похвастаться стопроцентной эффективностью. Новейшие настенные конвекционные котлы имеют коэффициент полезного действия (КПД) около девяноста процентов. Не стоит искать в технической документации значения выше 92, 94 процента или даже более.
Такие результаты могут быть достигнуты только при выполнении следующих условий:
- использование идеального газа;
- работа котла на максимальной мощности.
В других ситуациях эффективность будет несколько ниже, составляя примерно девяноста процентов. С электрическими котлами ситуация гораздо проще: их КПД достигает девяноста девяти процентов в зависимости от производителя.
Теперь давайте вычислим, сколько полезной энергии можно извлечь из одного кубического метра газа:
- Для расчета полезной мощности необходимо умножить 9,3 киловатта на коэффициент 0,9 (или 90%). В итоге мы получаем 8,37 киловатт, что является гарантированной мощностью, которую можно получить с одного gas котла.
- Теперь стоит разделить стоимость газа на 8,37 киловатта. Полученное значение позволит сравнить его со стоимостью одного киловатта электроэнергии.
- Сравнение цены одного киловатта электроэнергии с ценой одного киловатта газа является простым и позволяет выяснить, что обойдется дешевле: газ или электричество.
Тарифы
Во многих странах функционирует сложная система учета затрат на электроэнергию. Порой выбор подходящего тарифа на электроэнергию оказывается столь же запутанным, как и выбор тарифного плана для мобильной связи. Существует множество тарифов с различными уровнями обслуживания и ценами, включая специальные тарифы на отопление и ночные тарифы. Эти варианты зависят от региона проживания и индивидуальных условий пользователей.
Следует исходить из базового предположения, что 1 кВт электрической энергии эквивалентен 1 кВт тепловой энергии. Это позволит вам точно определить различия.
Сравнительный анализ расхода топлива на отопление
Температура горячей воды, которая подается из крана, должна составлять не ниже 55°C. Если температура холодной воды на входе в котельную равна 5°C, ее необходимо нагреть до 50°C. На обогрев 1 кубического метра воды требуется 0,05 Гкал. Тем не менее, в процессе движения воды по трубам неизбежно происходят потери тепла, поэтому потребление энергии для нагрева воды в среднем на 20% выше расчетных значений.
В нашем доме реализована открытая система горячего водоснабжения, которая осуществляется через отопительную систему. При определении стоимости одной Гкал для производства горячей воды учитывается также подогрев воды для системы отопления. Есть ли различия в этих значениях или нет?
Температура горячей воды, текущей из крана, не должна быть ниже 55°C. Если температура холодной воды, поступающей в котельную, составляет 5°C, ее необходимо нагреть до 50°C. Для того чтобы обогреть 1 кубический метр воды, необходимо 0,05 Гкал. Однако следует учитывать, что при прохождении воды по трубам происходит потеря тепла, поэтому общее потребление энергии для горячего водоснабжения примерно на 20% превышает расчетные значения.
Интересы государства, которые по своей сути имеют приоритет над интересами обеих сторон, не могут быть нарушены ни одной из сторон, даже при их полном согласии. Опубликовано 22 мая — Опубликовано 24 мая — Для расчета необходимого количества тепла в Гкал для обогрева 1 кубического метра газа.
Газ имеет различные характеристики, поэтому количество Гкал должно быть вычислено с учетом конкретного состава газа.
Чтобы произвести 1 кВт/ч теплоты, необходимо примерно 0,1 кг сжиженного газа (данный показатель может варьироваться в зависимости от КПД котла и других факторов). В Новосибирске цена на 1 литр сжиженного газа составляет 25 рублей.
Математические калькуляторы: корни, дроби, степени, уравнения, числа, системы счисления и другие виды калькуляторов.
Для справки: средняя температура холодной воды в Москве составляет 8,90 градусов, в Орле – 9,16 градусов, а в Тюмени – 8 градусов.
Сравнительная таблица теплотворности различных видов топлива
| Вид топлива | Единица измерения | Удельная теплота сгорания | Эквивалент | ||||
| ккал | кВт | MJ | Природный газ, м³ | Дизельное топливо, л | Печное топливо, л | ||
| Электричество | 1 кВтч | 864 | 1,0 | 3,62 | 0,108 | 0,084 | 0,089 |
| Дизельное топливо (дизельное масло) | 1 л | 10300 | 11,9 | 43,12 | 1,288 | — | 1,062 |
| Дизельное топливо | 1 л | 9700 | 11,2 | 40,61 | 1,213 | 0,942 | — |
| Парафин | 1 л | 10400 | 12,0 | 43,50 | 1,300 | 1,010 | 1,072 |
| Масло | 1 л | 10500 | 12,2 | 44,00 | 1,313 | 1,019 | 1,082 |
| Бензин | 1 л | 10500 | 12,2 | 44,00 | 1,313 | 1,019 | 1,082 |
| Природный газ | 1 м³ | 8000 | 9,3 | 33,50 | — | 0,777 | 0,825 |
| Сжиженный газ | 1 кг | 10800 | 12,5 | 45,20 | 1,350 | 1,049 | 1,113 |
| Метан | 1 м³ | 11950 | 13,8 | 50,03 | 1,494 | 1,160 | 1,232 |
| Пропан | 1 м³ | 10885 | 12,6 | 45,57 | 1,361 | 1,057 | 1,122 |
| Этилен | 1 м³ | 11470 | 13,3 | 48,02 | 1,434 | 1,114 | 1,182 |
| Водород | 1 м³ | 28700 | 33,2 | 120,00 | 3,588 | 2,786 | 2,959 |
| Каменный уголь (W=10%) | 1 кг | 6450 | 7,5 | 27,00 | 0,806 | 0,626 | 0,665 |
| Бурый уголь (W=30…40%) | 1 кг | 3100 | 3,6 | 12,98 | 0,388 | 0,301 | 0,320 |
| Антрацит | 1 кг | 6700 | 7,8 | 28,05 | 0,838 | 0,650 | 0,691 |
| Уголь | 1 кг | 6510 | 7,5 | 27,26 | 0,814 | 0,632 | 0,671 |
| Торф (W=40%) | 1 кг | 2900 | 3,6 | 12,10 | 0,363 | 0,282 | 0,299 |
| Торфяные брикеты (W=15%) | 1 кг | 4200 | 4,9 | 17,58 | 0,525 | 0,408 | 0,433 |
| Торфяная крошка | 1 кг | 2590 | 3,0 | 10,84 | 0,324 | 0,251 | 0,267 |
| Древесные гранулы | 1 кг | 4100 | 4,7 | 17,17 | 0,513 | 0,398 | 0,423 |
| Соломенные гранулы | 1 кг | 3465 | 4,0 | 14,51 | 0,433 | 0,336 | 0,357 |
| Гранулы из коры подсолнечника | 1 кг | 4320 | 5,0 | 18,09 | 0,540 | 0,419 | 0,445 |
| Свежесрубленная древесина (W=50…60%) | 1 кг | 1940 | 2,2 | 8,12 | 0,243 | 0,188 | 0,200 |
| Сухая древесина (W=20%) | 1 кг | 3400 | 3,9 | 14,24 | 0,425 | 0,330 | 0,351 |
| Чипсы | 1 кг | 2610 | 3,0 | 10,93 | 0,326 | 0,253 | 0,269 |
| Опилки | 1 кг | 2000 | 2,3 | 8,37 | 0,250 | 0,194 | 0,206 |
| Бумага | 1 кг | 3970 | 4,6 | 16,62 | 0,496 | 0,385 | 0,409 |
| Кожура подсолнечника, соевых бобов | 1 кг | 4060 | 4,7 | 17,00 | 0,508 | 0,394 | 0,419 |
| Рисовая шелуха | 1 кг | 3180 | 3,7 | 13,31 | 0,398 | 0,309 | 0,328 |
| Кожура льна | 1 кг | 3805 | 4,4 | 15,93 | 0,477 | 0,369 | 0,392 |
| Кукуруза-початок (W>10%) | 1 кг | 3500 | 4,0 | 14,65 | 0,438 | 0,340 | 0,361 |
| Солома | 1 кг | 3750 | 4,3 | 15,70 | 0,469 | 0,364 | 0,387 |
| Стебли хлопка | 1 кг | 3470 | 4,0 | 14,53 | 0,434 | 0,337 | 0,358 |
| Виноградная лоза (W=20%) | 1 кг | 3345 | 3,9 | 14,00 | 0,418 | 0,325 | 0,345 |
Перевод гигакалорий в кубические метры
Для преобразования теплоты газа в Гкал (гигакалории) требуется применять коэффициент 10 в 9. Наиболее эффективным способом передачи тепла является метод излучения, так как он обеспечивает наибольший градиент температуры между охлаждаемым и нагреваемым объектами, позволяя достичь значений в несколько тысяч градусов и, соответственно, высокой скорости теплообмена.
Исходя из приведённых данных, мы можем получить интересующий нас результат: сжигая 384 кубометра газа (метана), мы извлекли 3,54634 Гкал энергии. Если разделить 3,54634 на 384, мы получим 0,0092352 Гкал на 1 м³ газа.
Это пропан-бутановая смесь, которая обычно реализуется для населения. Чистый пропан не используется для обогрева.
Факторы, влияющие на потребление газа
На расход газа в вашем доме оказывают влияние три основных фактора:
- Теплопотери. Каждый дом имеет свою уникальную величину теплопотерь, которая варьируется в зависимости от времени суток и температурных условий. Обычно их рассчитывают, основываясь на минимально возможных температурах в вашем регионе. Этот процесс довольно прост, так как в интернете можно найти множество готовых калькуляторов. На уровень потерь влияют различные факторы: толщина и материалы стен, качество утепления, тип окон и дверей, а также высота потолков. Проще говоря, влияние оказывают все перечисленные аспекты.
Тепловые потери измеряются в киловаттах, что аналогично мощности котла. Следовательно, выбор мощности котла зависит от величины теплопотерь.
- Система отопления. Если ваша система отопления не спроектирована должным образом или не сбалансирована, это приведет к перерасходу тепла. Хотя это будет менее заметно, чем при высоких теплопотерах, проблемы все равно проявятся. Часто в одной комнате может ощущаться перегрев, тогда как в другой — недогрев.
- Котел. Расход газа зависит от типа котла: напольные модели потребляют больше, в то время как настенные — меньше.
Методика расчета для природного газа
Оценка расхода газа для отопления предполагает использование половины мощности установленного котла. Это связано с тем, что при определении эффективности котла учитывается более низкая температура. Это вполне логично — даже при сильных морозах в помещении должно быть комфортно.
Вы можете самостоятельно произвести расчет расхода газа для отопления.
Тем не менее, неправильно основывать расчет на максимальных значениях, так как реальная температура чаще всего значительно выше, а следовательно, и потребление топлива значительно меньше. Поэтому для вычисления среднего расхода топлива на отопление обычно принимается около 50% от теплопотерь или коэффициента полезного действия (КПД) котла.
Расчет расхода газа по теплопотерям
Если у вас нет котла и вы планируете рассчитать расходы на отопление различными способами, вы можете выявить общие теплопотери вашего здания. Возможно, этот метод вам известен. Процесс следующий: возьмите 50% от суммарных теплопотерь, добавьте 10% для горячего водоснабжения и еще 10% на потерю тепла в результате вентиляции. В итоге вы получите среднее потребление энергии в киловатт-часах.
Также возможно определить суточное потребление энергии (умножив на 24 часа), месячное потребление (умножив на 30 дней) и, при необходимости, общее потребление за весь отопительный период (умножив на количество месяцев, когда работает отопление). Все эти данные могут быть представлены в кубических метрах (при условии, что вам известна удельная теплота сгорания), после чего кубические метры умножаются на стоимость газа, чтобы вычислить итоговые расходы на отопление.
| Наименование количества | Единица измерения | Удельная теплота сгорания в ккал | Удельная теплота сгорания в кВт | Удельная теплота сгорания в МДж |
| Природный газ | 1 м³ | 8000 ккал | 9,2 кВт | 33,5 МДж |
| Сжиженный газ | 1 кг | 10800 ккал | 12,5 кВт | 45,2 МДж |
| Каменный уголь (W=10%) | 1 кг | 6450 ккал | 7,5 кВт | 27 МДж |
| Древесные гранулы | 1 кг | 4100 ккал | 4,7 кВт | 17,17 МДж |
| Сухая древесина (W=20%) | 1 кг | 3400 ккал | 3,9 кВт | 14,24 МДж |
Пример расчета теплопотерь
Рассмотрим ситуацию, когда теплопотери в доме составляют 16 кВт/ч. Приступим к вычислению:
Читайте также: Выбор и установка поплавков для унитаза.
- Средняя потребность в тепле за час составляет 8 кВт/ч + 1,6 кВт/ч + 1,6 кВт/ч = 11,2 кВт/ч;
- В сутки — 11,2 кВт * 24 часа = 268,8 кВт;
- В месяц — 268,8 кВт * 30 дней = 8064 кВт. Реальный расход газа для отопления также зависит от типа горелки: модулируемые горелки отличаются наибольшей экономичностью.
Выбор унитаза и его установка. Если мы используем природный газ, то расчет расходов газа на отопление будет следующим: 11,2 кВтч / 9,3 кВтч = 1,2 м³/ч. Число 9,3 кВт представляет собой удельную теплотворную способность природного газа (данные можно найти в таблице).
Также возможно рассчитать необходимое количество любого вида топлива — для этого достаточно узнать теплоемкость выбранного топлива.
Учитывая, что коэффициент полезного действия (КПД) котла колеблется в диапазоне 88-92%, необходимо внести определенные уточнения — добавив приблизительно 10% к ранее рассчитанному значению. Общий расход газа на отопление составляет 1,32 кубических метра в час. Далее можно произвести расчеты:
- расход за день: 1,32 м³ * 24 часа = 28,8 м³/день
- потребность за месяц: 28,8 м³/день * 30 дней = 864 м³/месяц.
Среднее потребление газа в течение отопительного сезона определяется на основе продолжительности данного периода — умножьте количество месяцев отопления на его продолжительность.
Примерный расчет расхода газа
Допустим, вы уже рассчитали теплопотери вашего дома. Если этого еще не сделано, то для большинства регионов можно использовать условное значение около 100 ватт на квадратный метр. Предположим, что наш дом имеет теплопотери в размере 10 кВт, и нам нужно определить, сколько кубометров газа в час потребуется для работы нашего котла. Для этого важно выяснить, сколько тепловой энергии может быть получено из одного кубометра газа.
Согласно стандартам, из одного кубометра газа возможно извлекать 9,3 кВт тепла. В идеальных условиях, при КПД котла, равном 100%, и теплопотерях в 10 кВт, потребление газа составит 0,93 куб. м в час.
Теперь рассмотрим, почему этот расчет можно считать наименее точным. Даже если газ соответствует установленным стандартам, эффективность различных котлов может значительно варьироваться. КПД среднего настенного котла колеблется в пределах 92-93%. Таким образом, из 9,3 кВт следует вычесть дополнительно 8%. Это дает более точные данные.
Мы также провели расчет максимального потребления при минимально возможной температуре. Однако стоит помнить, что это не всегда верно. Сегодня может быть тепло, а завтра — морозно. Соответственно, и потери будут разными. Из этого можно вывести среднее значение и получить наиболее неблагоприятный сценарий потребления газа.
Достичь точного расчета чего-либо практически невозможно. (Конечно, если вы начнете проводить статистический анализ температурных данных в вашей местности за сто лет, выявлять закономерности и сопоставлять все это, то сможете сделать более точные выводы. Но лучше не углубляться в такие размышления).
Читайте также: Установка унитазов и смывных бачков: Технические требования
