Расход газа на отопление дома 100 м²: формулы и пример вычислений

Газ как тип топлива: виды газа

Выделяют два основных способа отопления газом:

• Отопление магистральным газом
• Отопление сжиженным газом

Магистральный газ — это тот, который поступает к объекту отопления по газопроводу в газообразном виде от газораспределяющей организации. По составу это метан с небольшим процентом примесей. Это наиболее распространенный тип топлива, потому что он удобен и дешев.

Однако, у него есть минус — для подключения дома к газопроводу необходимо потратить приличное количество сил, денег и времени: на бюрократические процедуры, на монтаж и подключение. Но спешим заверить, что эти траты быстро окупятся. Обычно именно магистральный газ называют природным (хотя по существу любой газ — природный).Калорийность природного магистрального газа примерно одинакова и составляет 7900 ккал/м3.

Сжиженный газ — собирательное название для целого ряда различных газовых смесей. Его отличие в том, что он доведен до состояния жидкости охлаждением или сжатием, его перемещают в резервуарах, а у пользователя он обычно хранится в баллонах или газгольдерах (специальных емкостях).

Для использования данного газа необходимо перевести его в газообразное состояние, обычно это делает испаритель, входящий в состав системы отопления.Сжиженным газом называют и СПГ (сжиженный природный газ, который на 75-99% состоит из метана)

• LNG — Liquified Natural Gas, сжиженный природный газ, получаемый при охлаждении природного газа до температуры –160°C.
• CNG —  Compressed Natural Gas, сжатый природный газ (метан)
• LPG —  Liquified Petroleum Gas, сжиженный газ (пропан-бутан)
• SNG — Synthetic natural gas, синтезированный природный газ: газ, полученный из угля или нефти.

Естественно, калорийность этих газовых смесей отличается. 

Как рассчитать расход сжиженного газа

Для выполнения расчетов здесь используется та же формула, но с небольшой разницей в начальных показателях. Дело в том, что плотность смеси из пропана и бутана равна 5,24 (в то время, как у газа, подающегося по магистрали 9,45).

Чтобы выполнить расчет потребуется использовать стандартную формулу, но с другими значениями. Данные представим в таблице.

Как снизить потребление

Попытаться снизить расход газа котлом отопления можно, и даже нужно. Ведь от количества потребляемого топлива агрегатом напрямую зависит бюджет владельца. Поэтому необходимо интересоваться различными способами снижения расхода газа.

Редко в городских условиях устанавливают газовые котлы. Это обусловлено сложностью монтажа оборудования. Однако бывает и такое. Всё, что можно сделать городскому жителю для снижения расхода газа, это:

Хорошее утепление может помочь сэкономить на отоплении до 50-60 %.

Чаще газовый котёл приобретают для дач и частных домов. В отличие от города, где газ используется в основном для приготовления пищи, в данных условиях газовый агрегат может применяться для отопления, подогрева бассейна, горячей санитарной воды и т.д.

Чтобы снизить расход газа котлом отопления можно выполнить следующие действия:

• Установить счётчик. Для контроля потребления газа можно установить счётчик, а можно просто вести наблюдения о расходах. Купите блокнот и оставьте его рядом со счётчиком. В нём вы будете время от времени делать пометки. Конечно, в основном расход газа будет зависеть от погодных условий, а данные будут условными, но по истечению года вы сможете сделать выводы о попытке сэкономить с высокой точностью.
• Провести работы по теплоизоляции. Экономия газа может быть выше, если серьёзно заняться утеплением дома, а именно крыш, чердака, техпомещений, подвала, фасада, т.е. всех поверхностей, которые упускают тепло. Плюс ко всему, при утеплении вы получите и шумоизоляцию. Это важно в особенности, если здание находится недалеко от дорог. А чтобы теплоизоляция не опустошила ваш карман, получите консультацию у специалиста в этой сфере. Он составит наилучший план работ.
• Установить правильный котёл, который непосредственно отвечает за благоприятный микроклимат в доме, а от его коэффициента полезного действия и эффективности зависит потребление газа.

Один из рациональных вариантов подключения котла в частном доме выглядит следующим образом:

1. Газовый котёл напольный с теплообменником из чугуна правильных мощностных характеристик.
2. Монтаж бойлера косвенного нагрева на необходимое количество жидкости.
3. Установка терморегулятора и программатора, позволяющих производить контроль котельного оборудования в зависимости от времени и заданного графика.

Что касается чугунного теплообменника – такие конструкции очень выносливые. Их средний срок службы 20 лет. Из-за того, что функционирующих частей в котлах напольного типа меньше, чем в моделях с двумя контурами, обслуживание будет обходиться дешевле.

Мощность котла отопительного агрегата должна соответствовать проектной или той, которую вы рассчитали сами.

Как сократить издержки

• качество поставляемого топлива;
• использование второго контура котла для нагрева воды в системе ГВС (расход газа при интенсивном использовании горячей воды повышается на 20-25%);
• температура наружного воздуха;
• особенности конструкции и монтажа отопительной системы;
• состояние отдельных элементов отопительной системы в процессе эксплуатации.

А также общие теплопотери дома, зависящие от степени утепления стен, пола и потолка, количества окон и дверей в помещениях, их размеры и состояние, наличие и конструкция системы вентиляции и других технологических отверстий с выходом наружу.

Как сократить потребление газа и уменьшить стоимость отопления:

1. купите котел с максимально возможным КПД (более высокая стоимость такого прибора окупается в процессе его длительной эксплуатации);
2. используйте современные турбированные или конденсационные котлы;
3. постарайтесь уменьшить теплопотери дома за счет его качественного утепления;
4. используйте современную автоматику (терморегуляторы, датчики, термостаты), позволяющие поддерживать и регулировать необходимый уровень температуры в помещениях;
5. установите теплоаккумулятор, который позволит сократить время работы газовой горелки;
6. своевременно обслуживайте элементы отопительной системы (прочистка дымоходов, стравливание воздуха из радиаторов и т.д.);
7. небольшое снижение температуры в помещениях (на 1-2 градуса), практически не заметное для человека, в сумме существенно сократит расходы за весь отопительный сезон.

Указанные меры позволяют сократить расход газа до 25-30% и более, что значительно отразится на ваших финансовых тратах в меньшую сторону.

Какой объем газа нужно сжечь для генерации 1 квт

Зависит от теплотворной способности топлива, чем больше показатель, тем меньше необходимо топлива. Теплота обычно измеряется в Дж/кг, Дж/м2, Дж/л. Задача — определить теплотворную способность, привести к необходимой величине. Для отопления используют:

• метан;
• пропан;
• бутан;
• пропан-бутан.

Для перевода Дж в кВт используют соотношение: 1 МДж = 0,278 кВт/ч.

Пропан, бутан, их смесь имеют разную очистку, калорийность различается. Объем, вес газа очень непостоянны. Температура, давление сильно влияют на показатели. Это объясняется большим коэффициентом расширения, по сравнению с водой, в 16 раз больше. Чтобы сравнивать показатели, исследуемое вещество должно находиться в одинаковых условиях (температура, давление, чистота продукта).

Калорийность топлива

Другой показатель, влияющий на количество получаемого тепла – КПД котла. В зависимости от конструкции определяется средняя производительность:

• газовый конвектор 86%;
• котел открытого типа 88%;
• топочная камера закрытого типа 92%;
• конденсационный газовый котел 96%.

Приведенные показатели усреднены, на производительность влияет много факторов, например, материал теплообменника. Может быть:

• стальной;
• чугунный;
• алюминиевый;
• медный.

КПД может ухудшаться, пластины теплообменника обгорают, забиваются сажей.

Газовый теплообменник

От чего зависит потребление газа

Важный вопрос, от которого зависят материальные расходы. Факторы:

• мощность котла;
• тепловые потери;
• калорийность газа.

Котел — основной генератор тепла, от производительности зависит комфорт, расход газа. Обогреватель может быть:

• конвекторным;
• с открытой камерой сгорания;
• с закрытой камерой сгорания;
• конденсационным.

Конвектор – воздушный обогреватель. Используется конвекция: принудительная, естественная. Газ сгорает в камере сгорания, проходя по теплообменнику, выводится наружу. Холодный воздух поступает к теплообменнику через нижнюю часть корпуса, нагревается, выходит в помещение. Для ускорения процесса используют вентиляторы.

Газовый конвектор

Топка может быть двух видов:

В открытой топке кислород берется из воздуха помещения, продукты сгорания выводятся наружу.

Обогреватели с открытой камерой можно ставить в нежилых помещениях. Это связано с безопасностью.

В закрытой камере кислород поступает вместе с наружным воздухом, выводится наружу. Системы более безопасные, производительные. Конвекторы отличаются малым КПД, около 86%, используются для обогрева небольших помещений.

Схема котла с: а) открытой; б) закрытой топкой

Газовые котлы устроены примерно также, но нагревают воду, которая обладает теплопроводностью выше, чем у воздуха, КПД больше. Отличие — способ передачи тепла. Нагретая в теплообменнике вода (другой теплоноситель) насосом передается радиаторам в разных частях дома. Возможно передавать тепло на большие расстояния. КПД у котлов с открытой камерой составляет 88%, закрытой – 92%.

Чтобы повысить производительность котла, стараются отобрать тепло у продуктов сгорания. Придумали конденсационный котел. Работает, как обычный, но имеет два теплообменника: первый – обычный, берет тепло от продуктов сгорания, второй устанавливается на пути выхлопных газов.

Как работает газовый конденсационный котел

Чем меньше тепловые потери, тем меньше расход газа.

Сколько газа потребляет газовый котел в месяц и в час – вычисляем

Маркетологи пытаются уверить нас в минимальном расходе топлива газовым котлом, ссылаясь на какие-то инновационные решения и особые технологии. Однако верить производителю до конца в наше время нельзя. Ведь фактический расход теплового генератора бывает намного выше паспортного.

Рассмотрим расход топлива с точки зрения трех вызывающих абсолютное доверие факторов: мощности горелки, КПД теплогенерирующей установки и теплотворной способности газа.Во-первых, от его мощности. Чем она больше, тем выше будет и расход газовых котлов.

Причем снизить аппетит теплогенерирующего прибора за счет использования у вас не получится. Если вы приобрели газовый очаг на 20 кВт, то даже на минимуме он будет потреблять больше, чем 10-киловаттный прибор на максимуме. Поэтому будьте внимательны при выборе мощности теплогенерирующих приборов.

Во-вторых, от температуры «за бортом». В этом случае в дело вступает уже упомянутый регулятор мощности. Ведь при низкой температуре в доме мы попытаемся выжать из отопления максимальное количество калорий, вывернув ручку регулятора на максимум. И если в относительно теплую (для зимы) погоду регулятор стоит на «единичке» или «двоечке», то при 30- или 40-градусных морозах его переключают на «пятерочку» или даже «семерку». И количество кубометров газа, прошедших сквозь форсунки в камеру сгорания, увеличивается вдвое.

Расход газа котлом зависит от многих факторов

В-третьих, от калорийности газа. Потребителем эта величина не контролируется. Поэтому газораспределяющие компании иногда шалят с составом «голубого» топлива. Ведь тот же сжатый азот, закаченный в центральный трубопровод, стоит в 2,5-3 раза дешевле природного газа.

Сейчас такие схемы мошенничества, к нашему счастью, уже не практикуют, но подать в трубы «неосушенный» газ с большим содержанием водяных паров и прочих примесей газовщики могут запросто. И если ваш чайник вскипает не за 2-3 минуты, а за 5-7, то что можно требовать от системы отопления?

В-четвертых, от технического состояния теплообменника. Нагрев воды или теплоносителя в газовых приборах происходит в теплообменнике – особом трубопроводе из меди, расположенном или в камере сгорания или за ее стенками. И если теплообменник забьется накипью или остатками окалины из батарей, то вам придется прибавить мощности, компенсируя упавшую теплоотдачу.

В-пятых, от количества нагревательных контуров. Почти во всех современных газовых котлах стоит больше одного нагревательного контура. Ведь такие теплогенерирующие приборы обслуживают не только разводку системы отопления, но и линию домашнего горячего водоснабжения.

Если проанализировать все причины, побуждающие аппетит теплогенерирующего прибора, то становится понятно, что на расход котла в первую очередь влияет именно его мощность. Забитый теплоприемник, низкокалорийный газ, сильные морозы и дополнительный контур вынуждают нас повышать и повышать мощность котла. Поэтому перед вычислением расхода мы должны определить потребности самой системы отопления.

И для этого не нужно углубляться в серьезные математические формулы, учитывая тепловую инерцию батарей, термостойкость стен, перекрытия и окон. Для примерного результата будет достаточно простой пропорции: 10 кв. м. = 1 кВт. Ну а для сильных морозов стоит накинуть еще процентов 20, откорректировав пропорцию до 10 м 2 = 1,2 кВт.

Как применить эту пропорцию на практике? Да очень просто:

1. 1. Возьмите план дома или квартиры и подсчитайте площадь всех отапливаемых комнат (включая и теплые коридоры).
2. 2. Разделите сумму всех площадей на 10 и умножьте на 1,2. В итоге у вас получится число, определяющее максимальные аппетиты отопительного контура.

В финале округлите полученные киловатты до ближайшего значения стандартной мощности котла (7, 10, 12 кВт и так далее) и получите искомую потребность, отталкиваясь от которой можно вычислить, сколько потребляет газа именно ваш тепловой генератор.

Например, у вас есть три комнаты по 18, 12 и 20 квадратов. Плюс кухня на 12 м 2 и коридор на 6 м 2 . В сумме получается 68 квадратов или 8, 16 кВт. Округляем эту цифру до 10 кВт и получаем необходимую мощность теплогенерирующей установки. Теперь нам остается вычислить только расход газа на генерацию 1 кВт мощности.

Для ответа на этот вопрос нам нужно разобраться с таким понятием, как теплотворная способность газа и коэффициент полезного действия котла. Первый термин означает количество энергии, высвобождаемой при полном сгорании килограмма или кубического метра газа.

Чтобы узнать, какой объем газа нужно сжечь для генерации 1 кВт, нужно знать КПД котла

По справочникам для стандартной магистральной смеси, подаваемой в котел, теплотворная способность равна 9,3 кВт/м 3 .

Второй термин (КПД) обозначает способность теплогенерирующей установки передать энергию сгоревшего топлива теплоносителю. Обычно газовые котлы могут отдать теплоносителю не более 90 процентов энергии сгоревшего газа. Поэтому при сгорании кубического метра газа теплоноситель получит не более 8,37 кВт (9,3х90 %).

В итоге, на генерацию 1 кВт тепловой мощности идет около 0,12 м 3 газа (1/8,37). То есть, чтобы система обогрева получила 1 киловатт в час, камера сгорания котла должна принять и переработать 0,12 м 3 топлива. Опираясь на эту информацию, мы можем рассчитать и месячные, и дневные, и даже часовые нормы потребления котла.

Если вы желаете вычислить часовой расход газа в котле, то вам нужно просто умножить его мощность на 0,12 м 3 (именно столько кубометров уходит на генерацию 1 кВт). Например, для 10-киловаттного котла максимальный часовой расход будет равен 1,2 м 3 (10х0,12). Но для определения дневной нормы эта формула уже не годится.

В суточных расчетах используют немного другие параметры. Ведь горелка теплового генератора не будет работать все 24 часа в сутки. От нее этого и не требуют. Обычно период на работы и простоя выделяют по 50 процентов. То есть в течение суток теплогенерирующий агрегат потребляет топливо в течение только 12 часов.

Чтобы вычислить, сколько газа потребляет котел за месяц нужно просто умножить суточный расход на 30 дней. Например, максимальный месячный расход 10-киловаттного котла равен 432 м 3 (10х0,12х12х30). Вот и все. Теперь вы знаете максимальные нормы расхода и можете примерить мощность котла к своему бюджету.

Сколько энергии потребляет система обогрева дома

К тепловым потерям относятся условия, факторы, понижающие температуру в доме. Все учесть невозможно, выделим некоторые:

• географическая точка;
• обогреваемая площадь;
• если отапливается квартира – где она располагается;
• материал наружных стен;
• вентиляция;
• расход тепла на дополнительные нужды.

Первый пункт относится к климатической зоне, чем севернее, тем больше потери. Расположение дома на местности. Например, дом, расположенный отдельно, на возвышенности, подвержен большему влиянию ветровых нагрузок, чем защищенный другими зданиями, в низине.

Второй пункт правильнее назвать обогреваемый объем, повышение потолка увеличивает площадь наружных стен, вносящих потери. Исключение — подвальное помещение такого же объема теряет значительно меньше тепла, чем верхнее помещение.

Квартира в центре дома имеет потери только через одну внешнюю стену, верхняя угловая — две уличные стены плюс потолок, соединенный с чердаком, крышей. Южные помещения получают дополнительный обогрев от солнца, чего нельзя сказать про северное расположение.

Теплоизоляция стен — самый важный момент в сбережении тепла. Больше всего соприкасаются с наружным воздухом, даже незначительное снижение теплопотерь может дать результаты. При строительстве, проектировании, стоит подумать о строительном материале. Если здание построено – необходимо оценить теплопроводность стен, утеплить. Траты окупятся за счет снижения потребления газа.

Схема потерь тепла

Вентиляция — слабое место. Правильно отрегулированная, исправная будет давать необходимый кислород, экономить выработанное тепло. Некоторые в качестве вентиляции используют оконные, дверные щели, однако, подход не оправдан здравым смыслом. Щели могут появляться в стене, не прошедшего ремонта дома.

К последнему пункту списка относятся газовые плиты, горячее водоснабжение ГВС. Нагревание происходит косвенным путем, через дополнительный теплообменник. Чем больше расход ГВС, тем больше будет расходоваться газ.

После определения теплопотерь можно рассчитать энергию для восполнения. Существуют формулы, таблицы, но в них трудно разобраться. Можно воспользоваться упрощенной схемой, отображенной в таблице:

Показаны потери для наружных стен, окон, необходимо выбрать строку, измерить площадь помещения. Например, имеем стену с одним окном, потери составят 100 Вт/м2. Длина комнаты 4 м, ширина 2,75 м, произведение — 11 м2. Умножаем на 100 Вт/м2, получаем 1100 Вт или 1,1 кВт. Проводятся вычисления во всех комнатах, результат суммируется.

Сравнение тарифов на газ по регионам россии в 2022 году

Приведем тарифы на газ по регионам РФ, используемые для отопления, приготовления воды и нагрева воды — для домов и квартир, оборудованных газовым котлом (АОГВ), газовой плитой и газовой колонкой:

Как следует из таблицы, разница по регионам не очень большая — пожалуй, только в Калининградской области газ значительно дороже, чем в остальных. 

Стоимость отопления дома площадью 100 м2 газом

По тарифам Свердловской области 1м3 природного газа в среднем стоит 5 рублей (на 2022 год).

Посчитаем, сколько будет стоить вычисленный расход газа:

• 29,06 (м3) * 5 (руб) = 145,3 (руб) — максимальные затраты на отопление газом в сутки для дома площадью 100 м2
• 871,8 (м3) * 5 (руб) = 4 359 (руб)  — максимальные затраты на отопление газом в месяц для дома площадью 100 м2

Соответственно, если мы считаем по среднему расходу:

• 14,53 (м3) * 5 (руб) = 72,65 — затраты на отопление газом в сутки для дома площадью 100 м2 при среднем расходе
• 435,9 (м3) * 5 (руб) = 2 179 — затраты на отопление газом в месяц для дома площадью 100 м2 при среднем расходе

Также мы можем посчитать, сколько стоит 1 кВт мощности, полученный сжиганием природного газа:

Помним, что для получения 1 кВт нам понадобиться сжечь 0,109 м3 данного магистрального газа.

• 1 (м3) = 5 рублей
• 0,109 (м3) * 5 = 0,55 рублей

Значит, 1 кВт/ч энергии природного газа будет стоить 0,55 рублей.

Соберем данные в таблицу для наглядности:

Таблица расхода и стоимости отопления газом дома площадью 100 м2: в день, в месяц