Как рассчитать потребление газа на отопление дома

Методика расчета для природного газа

Примерный расход газа на отопление считается исходя из половинной мощности установленного котла. Все дело в том, что при определении мощности газового котла закладывается самая низкая температура. Это и понятно — даже когда на улице очень холодно, в доме должно быть тепло.

Посчитать расход газа на отопление можно самостоятельно

Но считать расход газа на отопление по этой максимальной цифре совсем неверно — ведь в основном температура значительно выше, а значит, топлива сжигается намного меньше. Потому и принято считать средний расход топлива на отопление — порядка 50% от теплопотерь или мощности котла.

Считаем расход газа по теплопотерям

Если котла еще нет, и вы оцениваете стоимость отопления разными способами, считать можно от общих теплопотерь здания. Они, скорее всего, вам известны. Методика тут такая: берут 50% от общих теплопотерь, добавляют 10% на обеспечение ГВС и 10% на отток тепла при вентиляции. В результате получим средний расход в киловаттах в час.

Далее можно  узнать расход топлива в сутки (умножить на 24 часа),  в месяц (на 30 дней), при желании — за весь отопительный сезон (умножить на количество месяцев, на протяжении которых работает отопление). Все эти цифры можно перевести в кубометры (зная удельную теплоту сгорания газа), а потом перемножить кубометры на цену газа и, таким образом, узнать затраты на отопление.

Наименование толпива	Единица измерения	Удельная теплота сгорания в кКал	Удельная теплота сгорания в кВт	Удельная теплота сгорания в МДж
Природный газ	1 м 3	8000 кКал	9,2 кВт	33,5 МДж
Сжиженный газ	1 кг	10800 кКал	12,5 кВт	45,2 МДж
Уголь каменный (W=10%)	1 кг	6450 кКал	7,5 кВт	27 МДж
Пеллета древесная	1 кг	4100 кКал	4,7 кВт	17,17 МДж
Высушенная древесина (W=20%)	1 кг	3400 кКал	3,9 кВт	14,24 МДж

Пример расчета по теплопотерям

Пусть теплопотери дома составляют 16 кВт/час. Начинаем считать:

• средняя потребность в тепле в час — 8 кВт/ч + 1,6 кВт/ч + 1,6 кВт/ч = 11,2 кВт/ч;
• в день — 11,2 кВт * 24 часа = 268,8  кВт;

• в месяц — 268,8 кВт * 30 дней = 8064 кВт.

Переводим в кубометры. Если использовать будем природный газ, делим расход газа на отопление в час: 11,2 кВт/ч / 9,3 кВт = 1,2 м3/ч. В расчетах цифра 9,3 кВт — это удельная теплоемкость сгорания природного газа (есть в таблице).

Так как котел имеет не 100% КПД, а 88-92%, придется внести еще поправки на это — добавить порядка 10% от полученной цифры. Итого получаем расход газа на отопление в час — 1,32 кубометра в час. Далее можно рассчитать:

• расход в день: 1,32 м3 * 24 часа = 28,8 м3/день
• потребность в месяц:28,8 м3/день * 30 дней =  864 м3/мес.

Средний расход за отопительный сезон зависит от его длительности — умножаем на количество месяцев, пока длится отопительный сезон.

Этот расчет — приблизительный. В какой-то месяц потребление газа будет намного меньше, в самый холодный — больше, но в среднем цифра будет примерно такой же.

Расчет по мощности котла

Расчеты будут немного проще, если имеется рассчитанная мощность котла — тут уже учтены все необходимые запасы (на ГВС и вентиляцию). Потому просто берем 50% от расчетной мощности и далее считаем расход в день, месяц, за сезон.

Например, проектная мощность котла — 24 кВт. Для расчета расхода газа на отопление берем половину: 12 к/Вт. Это и будет средняя потребность в тепле в час. Чтобы определить расход топлива в час, делим на теплотворную способность, получаем 12 кВт/час / 9,3 к/Вт =  1,3 м3. Далее все считается как в примере выше:

• в день: 12 кВт/ч * 24 часа = 288 кВт в перерасчете на количество газа — 1,3 м3 * 24 = 31,2 м3

• в месяц: 288 кВт * 30 дней = 8640 м3, расход в кубометрах 31,2 м3 * 30 = 936 м3.

Далее добавим 10% на неидеальность котла, получим, что для этого случая расход будет чуть больше 1000 кубометров в месяц (1029,3 куб). Как видите, в этом случае все еще проще — меньше цифр, но принцип тот же.

По квадратуре

Еще более приблизительные расчеты можно получить по квадратуре дома. Есть два способа:

• Можно посчитать по СНиПовским нормам — на обогрев одного квадратного метра в Средней Полосе России в среднем требуется 80 Вт/м2 . Эту цифру можно применять, если ваш дом построен по всем требованиям и имеет хорошее утепление.
• Можно прикинуть по среднестатистическим данным:
  • при хорошем утеплении дома требуется 2,5-3 куб/м2;

  • при среднем утеплении расход газа 4-5 куб/м2.

Каждый хозяин может оценить степень утепления своего дома, соответственно, можно прикинуть, какой расход газа будет в данном случае. Например, для дома в 100 кв. м. при среднем утеплении потребуется 400-500 кубометров газа на отопление,  на дом в 150 квадратов уйдет 600-750 кубов в месяц, на отопление дома площадью 200 м2 — 800-100 кубов голубого топлива. Все это — очень приблизительно, но цифры выведены на основании многих фактических данных.

Методики расчёта природного газа

Разделяют четыре типа вычислений расхода газа: по мощности нагревателя, потерям тепла или виду отопительной системы.

Для централизованной обвязки

Формула достаточно проста:

V = N / (Q * J), где:

• N — необходимая для помещения мощность.
• Q — теплота сгорания топлива.
• J — КПД нагревателя.

Q для газа G20 принимают равной 34,02 МДж на кубометр, для G30 — 45,65. И также есть вещество G31, обладающее немного лучшими характеристиками, нежели G30.

Внимание! КПД зависит от конкретного устройства и прочих факторов, например, наличия утеплителя

Для автономного отопления на площадь 50, 60, 80 кв. м и 400м2

В расчётах принимает участие три показателя: площадь строения, рекомендованная мощность котла и его КПД. Любые значения в Джоулях переводят в Ватт: 1 Вт = 3,6 кДж. Теплота сгорания газа составляет 9,45 кВт. Рекомендованная мощность — размер энергии, необходимой для обогрева дома в отопительный сезон.

Поскольку летом отопление не требуется, используют лишь половину значения. Предположим, что нужно 10 кВт: в расчёте используем пять: V = 5 / (9,45 * 0,9) = 0,588 кубометров в час.

Таким образом, на день понадобится 14,11 м3. Отопительный сезон длится около 7 месяцев: с октября по апрель. За 213 дней уйдёт 3006 кубических метров природного газа.

Этот расчёт выполнен для дома с суммарной площадью 100 квадратных метров. В зависимости от реального значения, расчёт меняется:

• Строение в 50 квадратов потребует вдвое меньше топлива, а в 60 — на 40%.
• Дом площадью 80 м2 займёт 2405 кубов газа, а в 400 м2 — немного больше 12 тысяч.

Расчёты примерны, поскольку не учитывают различные факторы. Например, в некоторые дни бывает теплее и требуется меньше топлива, в другие — наоборот. Результат также зависит от используемого газа. В представленном вычислении использован G 20.

По теплопотерям

Необходимо знать количество теплоты, которое покидает помещение за час. Предположим, что значение составляет 16 кВт в час. Для расчётов берут 70% от показателя. Таким образом, дому требуется 11 кВт в час, 264 в сутки и 7920 в месяц. Для перевода в кубометры достаточно разделить величину на 9,3 кВт/м3 — удельную теплоёмкость сгорания природного газа.

Фото 1. Теплопотери дома через различные его части. Они влияют на расход газа отопительным котлом.

И также нужно внести поправку на КПД, разделив число на паспортный показатель. В предложенном примере расход газа за один месяц составит 864 кубометра. Это усреднённая величина, которую достаточно умножить на количество месяцев в отопительном сезоне.

По мощности газового котла

Наиболее простой расчёт среди представленных. Достаточно узнать в паспорте мощность обогревателя. Показатель делят пополам и переходят к вычислениям. Это связано с действительным расходом: отопительный сезон длится 7 полных месяцев из 12. В особо холодные зимы потребуется гораздо больше тепла.

Допустим, что котёл создаёт 24 кВт энергии. Половина — 12 кВт. Принимаем потребность в тепле за эту величину. Для определения расхода топлива этот показатель делят на удельную теплоёмкость сгорания топлива. Для природного газа — 9,3 кВт/м3. Получается, что в час нужно примерно 1,3 кубометра топлива, в день — 31,2, а в месяц — 936. Полученное значение делят на коэффициент полезного действия и получают действительный результат.

Фото 2. Расход потребления газа в час и за сезон в зависимости от мощности отопительного котла.

Объем теплопотерь

Немногие заказчики беспокоятся о вероятных теплопотерях строящегося жилья. Однако, при сегодняшних ценах на коммунальные услуги, данный параметр играет важную роль в устройстве систем отопления. Определяя величину возможных теплопотерь, использовав для этого индивидуальные или типовые проекты домов и коттеджей, можно значительно сократить требования для отопительного оборудования. Ключевые места, через которые уходит тепло, следующие:

• проёмы – от 20% теплопотерь. Деревянные или панорамного типа остекления, двери и гаражные ворота, служат гарантированным оттоком тепла;
• крыша. Неутепленная кровля, при небольших отрицательных температурах, потеряет от 10%;
• стены. Не имеет значения, кирпич это, блоки или бетон. Без правильной внешней и внутренней изоляции, теплопотери будут от 15%;
• фундамент. При правильном утеплении, потери сокращаются к минимуму;
• вентиляция. Не только она, но и другие подобного рода системы, могут увеличить уход тепла до 35%.

Если не учитывать данные параметры при проектировании или выполняя строительные услуги, потери тепла могут быть очень высокими. Владелец вынужден будет установить мощный, дорогостоящий котёл и расходовать большое количество газа, чтобы поддерживать оптимальную температуру в помещениях.

Почему выбирают газ

В прошлом веке экономически выгодным видом топлива выбирали дрова. С развитием механики и техники пальма первенства перешла к каменным углям. Открытие месторождений природного горючего газа потеснило уголь, вредных выбросов в атмосферу стало меньше.

Пришла эпоха развития зелёной энергетики и эксплуатации возобновляемых источников энергии в виде солнечного излучения и ветра. Но не везде количества ветреных дней достаточно для выработки и аккумулирования электроэнергии, необходимой для разогрева водяного котла. Солнечные батареи пока дороги. Человек придерживается консервативного и недорогого способа обогрева жилища – природным газом.

Загрязняющее вещество	Выбросы от сжигания, максимально
Каменного угля, г/т	Природный газ, г/м3
Зола	% от рабочей массы топлива	нет
Диоксид углерода CO2	3000	2000
Оксиды азота в пересчете на NO2	14	11
Оксиды серы в пересчете на SO2	0,19	—
Бензапирен	0,014	0,001

Как видно из таблицы, содержание опасных для здоровья человека веществ у газа ниже, чем у угля. Поэтому природное голубое топливо используется для обогрева жилья.

Шаги переделки со сменой горелки

Конструкция ряда котлов устроена так, что нет смысла в выворачивании отдельно форсунок. Для них производители выпускают модули, рассчитанные на сжиженный газ. Запросто поменять модуль горелки можно, например, в котле Навьен Делюкс (Navien Deluxe).

Вся работа заключается в замене коллектора с форсунками на точно такое же устройство, но с отверстиями иного размера. То, что оно будет заводского производства – несомненный плюс, гарантирующий герметичность газопроводных каналов. Сомневаться в его дальнейшей безопасной эксплуатации не придется.

Работы по переоборудованию и перенастройке в этом случае проводятся следующим образом:

• Отключаем агрегат от электропитания и перекрываем кран на трубе подачи газа.
• Снимаем лицевую панель с корпуса котла.
• Отсоединяем электроды, подключенные к системе розжига.
• Демонтируем трубу подачи газа, находящуюся в пределах котла, предварительно открутив 4 удерживающих ее винта.
• Снимаем крышку, установленную на закрытую камеру сгорания. Для этого откручиваем 11 винтов.
• Демонтируем датчик защиты от перегрева вместе с предназначенным для него кронштейном.
• Извлекаем коллектор вместе с закрепленными на нем форсунками. Чтобы снять его откручиваем два винта, находящихся справа и слева от устройства.
• Устанавливаем на подлежащий установке новый коллектор уплотняющее кольцо, герметизирующее вход газопроводной трубы. Монтируем новый коллектор на штатное место и фиксируем его винтами.
• Микропереключатель, по счету пятый снизу, переводим вправо. Так мы перенастраиваем прибор на работу от сжиженного газа.

После этих нехитрых манипуляций собираем котел, соблюдая обратную последовательность. Таким же образом производится переделка и перенастройка большинства напольных газовых котлов, особенно, если они конденсационного типа. Этот вариант котлов чаще всего даже рассчитан на возможность перевода.

Наглядно ознакомиться с процедурой замены коллектора с газовыми форсунками и настройкой котла поможет следующая фото-подборка:

• Для переделки котла под работу на сжиженном газе покупаем коллектор с форсунками, рекомендованного производителем размера;
• Для того чтобы удалить старый коллектор с форсунками и поменять его на новый, разбираем котел. Сначала демонтируем лицевую панель;
• Чтобы снять крышку закрытой камеры, отсоединяем сначала провода от системы розжига газового котла;
• Снимаем мешающую достать коллектор трубу подачи газа в горелку. Для этого вывинчиваем четыре шурупа;
• Снимаем датчик устройства защиты от превышения температуры при работе котла. Его не отсоединяем;
• Выкручиваем шуруп, удерживающий кронштейн от датчика системы защиты. Он мешает снять крышку с горелки. Демонтируем держатель;
• Для того чтобы снять крышку с закрытой газовой горелки, откручиваем 11 штук шурупов;
• Аккуратно «подцепив» край крышки от закрытой горелки, выдвигаем ее со штатного места, стараясь не деформировать;

Шаг 1: Покупка коллектора для замены

Шаг 2: Удаление лицевой панели котла

Шаг 3: Отсоединение проводов системы розжига

Шаг 4: Демонтаж трубы подачи газа в горелку

Шаг 5: Удаление датчика защиты от перегрева

Шаг 6: Откручивание кронштейна датчика

Шаг 7: Выкручивание винтов из крышки горелки

Шаг 8: Отделение крышки закрытой горелки. Теперь остается только сменить коллектор и настроить газовый агрегат на работу от баллонов или газгольдера:

• Осматриваем пространство камеры сгорания. Подкопченные стенки — хороший признак, значит, производитель проверял работу агрегата;
• Выкрутив два шурупа слева и справа от коллектора, извлекаем его, чтобы поставить на его место другое устройство;
• Сняв с предыдущего коллектора уплотняющее кольцо, перемещаем его на устанавливаемое устройство. Подключаем его;
• Пятый снизу микропереключатель, находящийся на плате управления, переводим вправо. Настройка завершена;

Шаг 9: Осмотр внутреннего пространства камеры сгорания

Шаг 10: Отсоединения коллектора для природного газа

Шаг 11: Установка коллектора для сжиженного газа

Шаг 12: Настройка котла на сжиженный газ

Однако следует знать, что обе вышеописанные методики переделки вообще реализуются не со всеми моделями агрегатов. Есть котлы, которые даже не стоит пытаться переводить на сжиженный газ, особенно давно выпущенные агрегаты.

В любом случае перед тем как запланировать переделку и перевод, нужно поинтересоваться у представителей компании, выполнившей первый запуск, можно ли реализовать подобный проект. Стоит также изучить паспорт газоперерабатывающего оборудования и рекомендации производителя. Обычно там оговаривается возможность.

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.

Через окна с некачественными рамами утекает до 35% вырабатываемого котлом тепла, через стены дома – до 25%, а через крышу и входные двери – до 15%

Чтобы каждый раз не тратить деньги впустую, отапливая улицу, лучше один раз потратиться на качественную термоизоляцию 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.

Помимо качественного утепления для повышения эффективности тепловой отдачи специалисты рекомендуют применять и другие не менее действенные меры

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.

Как уменьшить расход газа

Основные расходы энергоносителя в частном доме с газовым котлом приходятся, несомненно, на отопление

На вопросах удержания тепла и следует сконцентрировать внимание в первую очередь

Утепление дома. Внешние стены необходимо утеплить при помощи плит из минеральной ваты или пенопласта (чаще всего используются плиты толщиной 5,7 или 10 см). Утеплять лучше с наружной стороны, так не произойдет уменьшения площади комнат

Важно не забывать про такие неотапливаемые помещения, как подвал и чердак, через которые теряется до 20% тепла. Их тоже необходимо утеплить

Конечно, эти работы влекут за собой серьезные единоразовые траты, но за счет уменьшения потребления углеводородов они окупятся через несколько лет. Замена окон на энергосберегающие металлопластиковые или деревянные со стеклопакетами, предпочтительно двойными. Двери нужно установить новые или заделать все щели и обить дополнительным слоем теплосберегающего материала. Если нет денег на новые окна, следует максимально герметизировать старые специальными утеплителями или старыми добрыми ватой и поролоном.

• Правильное проветривание. Постоянно чуть приоткрытая форточка выпускает наружу тепло, но впускает внутрь очень мало воздуха, поэтому не обеспечивает нормальный обмен воздуха в комнате. Гораздо эффективнее на несколько минут полностью распахнуть окна. При этом поверхности в доме остыть не успеют и на расход топлива практически не повлияют, а воздух обновится очень существенно.
• Наличие дровяного камина или печи поможет поддерживать комфортную температуру в комнатах без расхода газа. Актуально это в середине осени и весной, когда на улице уже не так холодно, и топить газом становится невыгодно.
• В случае, если отопительный котел, бойлер или расширительный бачок располагаются в отдельном неотапливаемом помещении, необходимо провести их изоляцию при помощи специальных материалов и алюминиевой фольги. Также правильным будет утеплить все трубы, которые отходят от бойлера или котла.
• Установка программатора. Если все жильцы дома на целый день уходят по своим делам (на работу, в школу) можно запрограммировать котел на выключение в течение нескольких часов. Утепленные стены не дадут температуре упасть слишком низко, а за час до возвращения первого члена семьи программатор включит агрегат и быстро наберет потерянные градусы.

Выбор теплоносителя

Чаще всего в качестве рабочей жидкости для систем отопления применяется вода. Впрочем, эффективным альтернативным решением может стать антифриз. Такая жидкость не замерзает при понижении температуры окружающей среды до критической для воды отметки. Несмотря на очевидные преимущества, цена антифриза достаточно высока. Поэтому используют его преимущественно для обогрева незначительных по площади строений.

Заполнение отопительных систем водой нуждается в предварительной подготовке такого теплоносителя. Жидкость должна быть отфильтрована от растворенных минеральных солей. Для этого могут быть использованы специализированные химические реагенты, которые присутствуют в продаже. Более того, из воды в системе отопления должен быть удален весь воздух. В противном случае возможно снижение эффективности обогрева помещений.

Можно ли подключать газовый котел к баллону

Газовый котел для отопления дома от баллона предлагают многие европейские и отечественные производители. Немецкие Buderus, Viessmann и некоторые другие европейские модели, являются универсальными и могут работать как на магистральном, так и баллоном газе.

Баллоны, как основной источник пропана

Автономный газовый котёл на газовых баллонах устанавливается достаточно просто. Схема подключения такая же, как и в случае с магистральной трубой. Единственное, что необходимо учитывать во время установки, это правила пожарной безопасности, которые несколько отличаются от тех, что предусмотрены при эксплуатации природного газа.

Существенным недостатком использования бытовых баллонов является необходимость их регулярной дозаправки. В среднем, емкости хватает не более чем на два дня, после чего требуется отсоединить ее и отвезти на АГЗС для заправки. Снизить частоту поездок можно при подключении в единую сеть сразу нескольких баллонов. Современные котлы позволяют подключение от двух до шести емкостей одновременно.

Баллоны подключаются не напрямую, а через специальный редуктор, позволяющий поддерживать стабильное давление, достаточное для бесперебойной работы газовых отопительных котлов, работающих на баллонном газе.

Рампа спаривания пропановых баллонов позволяет увеличить одновременное количество подключаемых емкостей до 10 шт.

Подключение баллонов в резерв

Еще одним недостатком системы отопления, работающей на сжиженном газе, является необходимость постоянного контроля над заполненностью баллонов. Бывают ситуации, когда газ заканчивается прямо ночью, система отопления быстро остывает, что доставляет неудобства хозяевам дома.

Чтобы этого не произошло, питание котла от пропанового баллона подключают через специальную рампу, позволяющую установить 1-10 баллонов в резерв. Схема работы узла заключается в следующем:

• Рампа представляет двухплечевой коллектор, делящий емкости на две группы.
• Первоначальный забор газа идет с основной группы.
• После окончания пропана, рампа автоматически переключает работу котла на резервные емкости и выдает механический сигнал.
• После заправки и подключения ёмкостей к коллектору, автоматически включается основная рабочая группа баллонов.