4 Полезные советы
Если хозяева дома проживают в климатической зоне с суровыми затяжными зимами, а обшивка их дома находится в неудовлетворительном состоянии или существуют какие-то другие особенности, оказывающие прямое воздействие на теплопотери, то расчет потребления газа можно выполнить на специальном калькуляторе. Такие программы позволяют учитывать максимум данных и дают более точные результаты.
Расчетную норму потребляемого топлива можно сократить, если еще до начала отопительного сезона предпринять несколько эффективных мер. Снизить расходы на отопление жилого помещения газом помогут такие действия:
- 1. Внутреннее и / или наружное утепление фасада и его дополнительная обшивка.
- 2. Замена старого остекления тройными стеклопакетами с непромерзающим профилем.
- 3. Установка газового оборудования с высоким уровнем КПД.
- 4. Использование особых способов проветривания, которые предполагают открывание окон настежь на 5−10 минут и полную замену воздуха в помещении.
- 5. Обустройство «теплых» полов в доме под основным напольным покрытием.
- 6. Установка терморегуляторов, которые будут автоматически блокировать расход топлива выше заданной нормы.
- 7. Замена радиаторов отопления на новые и выбор оптимальных вариантов их врезки в общую систему.
Безусловно, все перечисленные меры, направленные на сокращение общего расхода газа в зимний период, требуют немалых капиталовложений. Но все вложенные средства окупятся уже в ближайшие отопительные сезоны, поэтому сомневаться в их целесообразности уж точно не приходится.
Нормы и стандарты
Основной и главной нормой следует считать рекомендованную мощность котла, так как она всегда должна превышать расчетные показатели. Главным же параметром во время расчетов потребления топлива, которое используется на базе коттеджей и загородных домов, принято считать тепловые потери здания.
Если хозяева здания еще во время строительства здания позаботились об этом пункте – это просто прекрасно, но чаще всего данное условия никто и не рассматривает, пока не придет время выбирать оборудование для обогрева. Знать тепловую потерю для дома – это залог не только выбора хорошего котла, но также и минимизации будущих растрат.
Как узнать расход газа на отопление дома
Как определить расход газа на отопление дома 100 м 2 , 150 м 2 , 200 м 2 ?
При проектировании отопительной системы нужно знать, во что она будет обходиться в процессе эксплуатации.
То есть, определить предстоящие затраты топлива на обогрев. Иначе этот вид отопления может впоследствии оказаться нерентабельным.
Как сократить расход газа
Общеизвестное правило: чем лучше утеплен дом, тем меньше горючего уходит на обогрев улицы. Поэтому перед началом монтажа отопительной системы следует выполнить качественную теплоизоляцию дома – крыша/чердак, полы, стены, замена окон, герметичный уплотнительный контур на дверях.
Сэкономить топливо можно также за счет самой системы отопления. Используя теплые полы вместо батарей, вы получите более эффективный обогрев: поскольку тепло распространяется конвекционными потоками снизу вверх, чем ниже расположен отопительный прибор, тем лучше.
Кроме того, нормативная температура полов 50 градусов, а радиаторов — в среднем 90. Очевидно, что полы экономичнее.
Наконец, сэкономить газ можно, регулируя обогрев по времени. Нет смысла активно греть дом, когда он пустует. Достаточно выдерживать невысокую плюсовую температуру, чтобы не замерзли трубы.
Современная котельная автоматика (виды автоматики для газовых котлов отопления) позволяет дистанционное управление: можно отдать команду на изменение режима через мобильного провайдера перед возвращением домой (что такое Gsm модули для котлов отопления). В ночное время комфортная температура чуть ниже дневной, и т.д.
Как посчитать расход магистрального газа
Расчет потребления газа на отопление частного дома зависит от мощности оборудования (от чего зависит расход газа в газовых котлах отопления). Расчет мощности выполняется при выборе котла. Исходят из размеров обогреваемой площади. Считают для каждой комнаты отдельно, ориентируясь на самую низкую среднегодовую температуру на улице.
Для определения расхода энергии полученную цифру делят примерно пополам: т.к. на протяжении сезона температура колеблется от серьезного минуса до плюса, расход газа варьируется в тех же пропорциях.
При подсчете мощности исходят из соотношения киловатт на десять квадратов обогреваемой площади. Исходя из вышесказанного, берем половину этого значения – 50 ватт на метр в час. На 100 метров – 5 киловатт.
Топливо рассчитывается по формуле А = Q / q * B, где:
- А – искомое количество газа, кубометр в час;
- Q – мощность, необходимая для обогрева (в нашем случае 5 киловатт);
- q – минимальная удельная теплота (зависит от марки газа) в киловаттах. Для G20 – 34,02 МДж на куб = 9,45 киловатт;
- В – КПД нашего котла. Допустим, 95 %. Нужная цифра – 0,95.
Подставляем в формулу цифры, получаем для 100 м 2 0,557 кубометра в час. Соответственно, расход газа на отопление дома 150 м 2 (7,5 киловатт) будет 0,836 кубов, расход газа на отопление дома 200 м 2 (10 киловатт) – 1,114 и т.д. Остается умножить полученную цифру на 24 – получится среднесуточный расход, далее на 30 – среднемесячный.
Расчет для сжиженного газа
Приведенная выше формула подходит и для других видов горючего. В том числе для сжиженного газа в баллонах для газового котла. Теплотворная способность у него, разумеется, другая. Принимаем эту цифру 46 МДж на килограмм, т.е. 12,8 киловатт на килограмм. Допустим, КПД котла 92 %. Подставляем цифры в формулу, получаем 0,42 килограмма в час.
Сжиженный газ считают в килограммах, которые после переводят в литры. Чтобы посчитать расход газа на отопление дома 100 м 2 из газгольдера, полученную по формуле цифру делят на 0,54 (вес одного литра газа).
Далее – как выше: умножаем на 24 и на 30 дней. Чтобы рассчитать топливо на весь сезон, среднемесячную цифру умножаем на количество месяцев.
Среднемесячный расход, приблизительно:
- расход сжиженного газа на отопление дома 100 м 2 – около 561 литров;
- расход сжиженного газа на отопление дома 150 м 2 – примерно 841,5;
- 200 квадратов – 1122 литра;
- 250 – 1402,5 и т.д.
В стандартном баллоне содержится около 42 литров. Делим количество газа, необходимое на сезон, на 42, находим число баллонов. Далее умножаем на цену баллона, получаем сумму, необходимую для отопления на весь сезон.
Вычисление тепловой нагрузки по объему комнат
Когда расстояние между полами и потолком достигает 3 м и более, предыдущий вариант расчета использовать нельзя – результат выйдет некорректным. В подобных случаях отопительную нагрузку принято считать по удельным укрупненным показателям расхода теплоты на 1 м³ объема помещения.
Формула и алгоритм вычислений остаются прежними, только параметр площади S меняется на объем – V:
Соответственно, принимается другой показатель удельного расхода q, отнесенный к кубатуре каждого помещения:
- комната внутри здания либо с одной внешней стеной и окном – 35 Вт/м³;
- помещение угловое с одним окном – 40 Вт/м³;
- то же, с двумя световыми проемами – 45 Вт/м³.
Теперь для примера определим нагрузку на отопление нашего коттеджа, взяв высоту потолков равной 3 м:
Q = (47.25 х 45 + 63 х 40 + 15 х 35 + 21 х 35 + 18 х 35 + 47.25 х 45 + 63 х 40) х 1 = 11182 Вт ≈ 11.2 кВт.
Заметно, что требуемая тепловая мощность системы отопления выросла на 200 Вт по сравнению с предыдущим расчетом. Если же принять высоту комнат 2.7—2.8 м и сосчитать затраты энергии через кубатуру, то цифры получатся примерно одинаковые. То есть, способ вполне применим для укрупненного подсчета теплопотерь в помещениях любой высоты.
Вычисляем потребление по мощности котла
Вычислить, сколько потребляет газовый котел отопления в месяц, исходя из его мощности, намного проще, чем в предыдущем примере, поскольку в данном случае запасы на вентилирование и ГВС уже учтены. Для расчета находим 50 % мощности котла, а затем вычисляем потребление в сутки, за месяц или за весь период работы отопления.
Для примера возьмем котел с проектной мощностью в 24 кВт. Половина этой мощности, то есть показатель среднего потребления тепла в час, составит 12 кВт. Для дальнейшего расчета потребления топлива в час полученный показатель нужно разделить на удельную теплотворность топлива. В нашем примере получается: 12÷9,3=1,3 м3/ч.
Дальнейшие расчеты выглядят так:
- потребление в сутки – 12×24=288 кВт или в объеме газа – 1,3×24=31,2 м3;
- расход за месяц – 288×30=8640 кВт или в перерасчете на природный газ – 31,2×30=936 м3.
В данном примере мы не учили 10 % потерь на работу котла. Поэтому общее потребление природного газа в месяц составит немного более 1000 м3 (1029,3 м3). Этот пример расчета намного проще предыдущего, но общий принцип – аналогичный.
Нюансы и дополнительные факторы
Существуют специальные программы расчета расхода топлива, которые существенно облегчат работу. Для многоквартирных домов, которые подключены к магистральному газоснабжению, устанавливаются нормы его расхода.
Несмотря на имеющиеся методики, для более точного результата все же рекомендуется обращаться к специалистам. Ведь расчет потребности для газового котла учитывает использование топлива только для обогрева дома.
Но нужно помнить еще и о наличии газовой плиты, системы для нагревания воды, которые увеличат ваши затраты. Для показателя расхода имеет значение и численность проживающих в доме или квартире людей. Все эти факторы будут учтены специалистами.
Кроме того, мастера помогут минимизировать расход газа за счет применения специальных технологий.
Факторы влияющие на расход газа
Газгольлдер имеет вид объемного резервуара, который заполняется сжиженным углеводородным газом (СУГ). Это смесь двух газов — пропана и бутана.
Автономные схемы отопления с отбором газа из газгольдера и газовым котлом в системе стали современной альтернативой обогреву домов от твердотопливных или дизельных котлов
Хранение газа именно в таких резервуарах, с дальнейшим его использованием для отопления дома, может быть обусловлено следующими факторами:
- отсутствие возможности врезки в магистральную газовую трубу или высокая стоимость такого подключения;
- постоянные и нерешаемые газовыми службами проблемы с давлением газа в центральном трубопроводе.
Для нормального функционирования большинства газовых котлов давление газа в трубопроводе должно составлять не менее 35 мбар. Эта норма часто не выдерживается в магистральных газопроводах и составляет всего лишь от 8 до 22 мбар.
Для определения объема сжиженного газа в резервуаре существуют механические уровнемеры или более современные дистанционные системы телеметрии. Такое оборудование может поставляться в комплекте с резервуаром или приобретается отдельно. Усредненный среднесуточный расход газа можно определить и по разности показаний газового счетчика, при его наличии.
Но, более точный ответ на вопрос, на сколько газа в газгольдере хватит для отопления жилья, каков его расход и как свести к минимуму затраты на него, помогут математические расчеты. И это несмотря на то, что объективно такая калькуляция будет носить усредненный характер.
Топливо в независимом газоснабжении от газгольдера расходуется не только на отопление. Хоть и в значительно меньших объёмах, но оно затрачивается и на нагрев воды, работу газовой плиты и другие бытовые нужды
Следует учитывать, что на расход газа оказывают влияние следующие факторы:
- климат региона и роза ветров;
- квадратура дома, количество и степень теплоизоляции окон и дверей;
- материал стен, кровли, фундамента и степень их утепления;
- количество жильцов и режим их пребывания (постоянно или периодически);
- технические характеристики котла, использование дополнительных газовых приборов и вспомогательного оборудования;
- количество радиаторов отопления, наличие теплого пола.
Эти и другие условия делают расчет расхода топлива из газгольдера величиной относительной, которая основывается на средне принимаемых показателях.
В чем измерять расход
К сожалению, в большинстве статьях, размещенных в интернете, примеры расчета не дают ясного ответа на этот вопрос, и еще больше запутывают обычного потребителя.
Причиной этого становится тот факт, что подобные расчеты основываются на значении мощности газового котла, которую он вырабатывает за определенный период времени.
Мощность измеряется в киловаттах (кВт/ч).
При этом не все авторы статей уточняют, что в данном случае имеется в виду мощность тепловая, а не электрическая, поэтому у многих пользователей значение в кВт/час вызывает ассоциацию с потреблением электроэнергии.
Гораздо понятней и привычней измерять расход и стоимость природного газа в кубометрах (куб.м/ч), а сжиженного – в килограммах (кг/ час). Зная расход газа за определенный промежуток времени и действующие тарифы на газ, можно без труда рассчитать примерную стоимость отопления своего дома.
Рассчитываем количество газа в баллонах
Никто не оспорит, что использование подаваемого централизовано природного газа удобно и выгодно. Однако не всегда около дома пролегает соответствующая магистраль, поэтому приходиться рассчитывать расход газа на отопление дома в баллонах.
Если использовать сжиженный газ в баллонах в качестве основного энергоносителя, рассмотренный ранее расчет не подходит. Основная причина – он будет потребляться в большом объеме. Тем не менее, котельная установка на сжиженном газе проще в эксплуатации и значительно выгоднее оборудования, работающего на твердотельном топливе, электричестве.
Сжиженный газ хранится в специально предназначенных емкостях: газовых баллонах или газгольдерах. К одному котлу необходимо подключение 3-х и более баллонов. При этом располагаются емкости в отапливаемых помещениях. Падение давления ведет к снижению температуры, которое следует компенсировать.
Чтобы произвести расчет, необходимо знать несколько физических характеристик рассматриваемого топлива. Для сжиженного газа значимыми являются:
- Плотность – 0.52 кг/л
- Удельная теплота сгорания – 23500 кДж/л
Вместимость одного баллона составляет, как правило, 50 л. Однако его заполнение в целях безопасности производится не более чем на 80%. Таким образом, внутрь помещается около 40-42 л сжиженного газа.
Затем необходимо определиться со стоимостью одного литра газа. Узнать ее можно поделив объем (42 л) на стоимость заправленного целиком баллона (около 680-700 рублей). Получаем около 16-18 рублей за литр. Если используется газгольдер, его заправка обходится в аналогичную цену.
Определив стоимость одного литра газа, можно посчитать его расход в течение отопительного сезона и денежные затраты:
Если сжечь литр газа, можно получить тепловой энергии около 6.5 кВт
Приняв во внимание КПД котельного оборудования, равное 90%, и учитывая стоимость литра газа, получает стоимость 1 кВт тепловой энергии – около 2.5-2.8 рубля
Чтобы отопить дом площадью до 100 квадратных метров, потребуется выработать около 18 тысяч кВт/ч энергии, умножив которые на полученную ранее стоимость одного кВт вычислим общие затраты на сжиженный газ – около 47.35 тысяч рублей
Если поделить общую стоимость на цену одного баллона, получим потребность на отопительный сезон около 60 емкостей вместимостью 45-50 литров.
Способы расчета с наглядным примером
Котел Жуковский АОГВ
Количество затрачиваемого газа на отопление дома зависит главным образом от характеристики газового котла и условия его эксплуатации.
Поэтому для расчетов вам понадобится узнать:
- технические параметры котла;
- его мощность и КПД;
- расход газа, указанный в техническом паспорте;
- площадь помещения.
В нашем примере будет участвовать газовый котел АОГВ-17,4-3 (АО Жуковский) мощностью 17,4 кВт с КПД 88%.
Расход природного газа – 1,87 куб.м/ч, сжиженного газа – 1,3 кг/ч.
Котел будет обогревать до 140 кв. метров общей площади помещений.
При этом необходимо учитывать, что значения, указанные в паспорте, соответствуют непрерывному режиму работы котла на полной мощности, а по факту котел работает 12-14 часов в сутки, поэтому будем делить вычисленные значения на два.
Тарифы и цены на топливо
Условно примем стоимость тарифа на природный газ – 3,9 руб. за 1 кубометр.
Стоимость заправки стандартного 50-литрового баллона сжиженным газом – 600 руб. Такой баллон обычно заправляется на 80% (42,5 л), что составляет около 21 кг пропан-бутановой смеси.
Соответственно цена 1 килограмма сжиженного газа будет равна 600 / 21 = 28,6 рублей (без учета стоимости транспортировки баллона к заправочной станции и обратно).
По паспортным данным прибора
Это самый простой и наиболее приближенный способ расчета.
Для природного газа расход составляет 1,87 куб.м/ч, отсюда:
Для сжиженного газа расход котла равен 1,3 кг/ч, отсюда:
Ликбез по газовым котлам на сжиженном газе.
По удельной теплоте сгорания газа
Удельная теплота сгорания (теплотворность) газа зависит от вида природного топлива и качественного состава смеси. Эту величину можно найти в справочниках по теплотехнике.
Для природного газа наименьшее значение удельной теплоты сгорания равно 34,02 МДж/куб.м или 9,45 кВт/ч тепловой энергии. При КПД прибора 88% этот показатель скорректируется до 9,5*0,88=8,3 кВт/ч.
Сколько потребляет газовый котел:
Для сжиженного газа удельная теплота горения составляет 50,38 МДж/кг или 13,99 кВт/ч. При КПД 88% этот показатель скорректируется до 13,99*0,88=12,3 кВт/ч.
Расход котла на сжиженном газе:
Расход газа у двухконтурного котла на 20-25% больше (к конечной сумме добавляйте эту разницу).
При сравнении результатов, заметно, что если считать по удельной теплоте сгорания газа, то расходы и стоимость отопления получается больше. Это происходит потому, что берется минимальное значение удельной теплоты сгорания, которая на самом деле может быть выше.
В любом случае стоимость отопления природным газом обойдется примерно в 5 раз дешевле, чем обогрев помещения баллонным газом. Тем не менее сжиженное топливо всё равно дешевле, чем автономное электрическое отопление.
В то же время следует учитывать наличие самой возможности подключения к газовой трубопроводной магистрали и стоимость такого подключения, которая составляет достаточно значительную сумму.
Также стоит отметить, что такие расчеты являются весьма грубыми и приближенными, так как они не принимают во внимание целый ряд обстоятельств, способных существенно влиять на конечную сумму расходов. При этом величина расчетов может значительно изменяться в большую или меньшую сторону
Точный расчет с учетом всех обстоятельств лучше всего доверить специалистам по теплотехнике.
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.
Объемный расход
Объемный расход — это количество жидкости, газа или пара, проходящих заданную точку за определенные отрезок времени, измеряется в единицах объёма таких, как м 3 /мин.
Значение давления и скорости в потоке
Давление, которое обычно определяется, как сила на единицу площади, является важной характеристикой потока. На рисунке выше показаны два направления, в которых поток жидкости, газа или пара, двигаясь, оказывает давление в трубопроводе в направлении самого потока и на стенки трубопровода. Именно давление во втором направлении чаще всего используют в расходомерных устройствах, в которых на основе показания перепада давления в трубопроводе, определяется расход
Именно давление во втором направлении чаще всего используют в расходомерных устройствах, в которых на основе показания перепада давления в трубопроводе, определяется расход
На рисунке выше показаны два направления, в которых поток жидкости, газа или пара, двигаясь, оказывает давление в трубопроводе в направлении самого потока и на стенки трубопровода. Именно давление во втором направлении чаще всего используют в расходомерных устройствах, в которых на основе показания перепада давления в трубопроводе, определяется расход.
Скорость, с которой течет жидкость, газ или пар в значительной степени влияет на величину давления, оказываемого жидкостью, газом или паром на стенки трубопровода; в результате изменения скорости изменится давление на стенки трубопровода. На рисунке ниже графически изображена взаимосвязь между скоростью потока жидкости, газа или пара и давлением, которое оказывает поток жидкости на стенки трубопровода.
Как видно из рисунка, диаметр трубы в точке «А» больше, чем диаметр трубы в точке «B». Так как количество жидкости, входящей в трубопровод в точке «А», должно равняться количеству жидкости, выходящей из трубопровода в точке «В», скорость, с которой течёт жидкость, проходя более узкую часть трубы, должна увеличиваться. При увеличении скорости жидкости, будет уменьшаться давление, оказываемое жидкостью на стенки трубы.
Для того, чтобы показать, как увеличение скорости расхода текучей среды может приводить к уменьшению величины давления, оказываемого потоком текучей среды на стенки трубопровода, можно воспользоваться математической формулой. В этой формуле учтены только скорость и давление. Другие показатели, такие как: трение или вязкость не учтены
Если не принимать во внимание эти показатели, то упрощенная формула записывается так: PA + K (VA) 2 = PB + K (VB) 2
Давление, оказываемое текучей средой на стенки трубы, обозначено буквой P. РA — это давление на стенки трубопровода в точке «А» и PB — это давление в точке «B». Скорость текучей среды обозначена буквой V. VA — это скорость текучей среды по трубопроводу в точке «А» и VB — это скорость в точке «B». K — это математическая константа.
Как уже было сформулировано выше, для того, чтобы количество газа, жидкости или пара прошедшее трубопровод в точке «B», равнялось количеству газа, жидкости или пара, вошедшему в трубопровод в точке «А», скорость жидкости, газа или пара в точке «B» должна увеличиваться. Поэтому, если PA + K (VA)2 должно равняться PB + K (VB)2, то при увеличении скорости VB давление РB должно уменьшиться. Таким образом увеличение скорости приводит к уменьшению параметра давления.
Типы потока газа, жидкости и пара
Скорость среды также влияет на тип потока, образующегося в трубе. Для описания потока жидкости, газа или пара используются два основных термина: ламинарный и турбулентный.
Ламинарный поток
Ламинарный поток — это поток газа, жидкости или пара без завихрений, который образуется при относительно небольших общих скоростях текучей среды. При ламинарном потоке жидкость, газ или пар движется ровными слоями. Скорость слоев, движущихся в центре потока выше, чем скорость внешних (текущих у стенок трубопровода) слоёв потока. Уменьшение скорости движения внешних слоев потока происходит из-за наличия трения между текущими внешними слоями потока и стенками трубопровода.
Турбулентный поток
Турбулентный поток — это поток газа, жидкости или пара с завихрениями, который образуется при более высоких скоростях. При турбулентном потоке слои потока движутся с завихрениями, а не стремятся к прямолинейному направлению в своем течении. Турбулентность может неблагоприятно влиять на точность измерений расхода посредством возникновения разных величин давления на стенки трубопровода в любой заданной точке.
Расчет расхода газа
Расчет расхода газа на отопление дома можно сделать по следующей формуле:
V = Q / ((q * КПД) / 100).
В приведенной расчетной формуле буквы имеют следующее значение: Значение q, которое расположено в знаменателе формулы – это калорийность расходного горючего материала. Принимается значение 8 кВт/м³; V – какой объем газа расходуется при отоплении помещения; КПД – это коэффициент полезного действия при сжигании топлива, он всегда обозначается в процентах; Q – это величина нагрузки на отопление помещения с площадью 150 м2.
Пример расчета
В приведенном примере предложено жилое помещение, площадь которого составляет 150 квадратных метров, а величина нагрузки составляет 15 киловатт.
Все расчеты расхода газа на отопление приведены относительно данных величин. Обогревать здание будет установка, которая имеет камеру закрытого типа, а КПД составляет 92%.
При самых сильных возможных морозах на улице, расход газа за шестьдесят минут, т.е. один час активной работы котла будет составлять 2,04 м³/ч. Все расчеты произведены по формуле, приведенной в начале заголовка. А за одни сутки расход газа на отопление дома площадью 150 м² будет равняться 2,04*24=48,96 кубических метров. Подсчеты произведены для северных широт нашей страны и с учетом максимально возможных морозов. Т.е. если говорить более профессиональным языком, произведен расчет максимального часового расхода газа.
Во время отопительного сезона температура окружающей среды может отличаться в зависимости от того, в каком регионе живет субъект. Температура может опускаться до -25ºС, а местами и до -40ºС. Поэтому средний расход будет значительно меньше, чем мы рассчитали, и будет в районе 25 кубических метров в сутки.
Получается, что за один месяц отопительного сезона турбированный котел, который установлен и применяется для обогрева жилого помещения, находящегося в средних широтах России, площадью 150 метров кубических, истратит 25*30=750 кубических метров газа. Таким же нехитрым способом с использованием формул можно вычислить потребление газа для помещений других размеров.
Пример расчета расхода сжиженного газа
Большая часть современного отопительного оборудования разработана и работает таким образом, чтобы сжигать газ и отапливать помещение без замены горелки. Поэтому людям будет интересно рассмотреть расходы пропан-бутана, который поставляется населению в баллонах или автономных газгольдерах.
Данная информация, в частности все расчеты, будут интересны тому сегменту населения, которые хотят установить автономное газовое отопление помещения ввиду отсутствия магистрального горючего и автономного газоснабжения.
Чтобы произвести расчет расхода сжиженного газа на отопление помещения, требуется добавить значение теплотворной способности данного вида горючего материала. При этом необходимо помнить, что все объемы природного газа рассчитываются либо в метрах кубических, либо в литрах, а сжиженного в килограммах, которые в дальнейшем необходимо перевести уже в литры.
Теплота сгорания сжиженного газа будет равняться величине 12,8 кВт на один килограмм. Эта величина равняется 46 мегаджоулям на один килограмм. В итоге благодаря формуле мы получаем показатель в 0,42 килограмма за час. Это при условии, что мы использовали котел с КПД 92 %, т.е. как и в приведенном примере выше 5/(12,8*0,92).
Один литр сжиженного газа пропан-бутан имеет массу в 540 грамм. Если перевести данное значение в литры, то мы получаем значение в 0,78 литра сжиженного газа. Если умножить данное значение на 24, то мы получим показатель за одни сутки, и он будет равняться 18,7 литра. Как показывает учет расхода газа, в месяц мы получим значение в размере 561 литр. Это значение для помещения площадью в 100 квадратных метров. Как показывает наш расходомер что при площади здания 200 метров квадратных, расход будет составлять 1122 литра, а при площади дома 300 м2 объем составит 1683 литра.
Выводы и полезное видео по теме
Теплопроводность и сопротивление теплопередаче материалов. Правила расчета для стен, крыши и пола:
Наиболее сложная часть расчетов по определению необходимого для отопления объема газа – нахождение теплопотерь обогреваемого объекта. Здесь в первую очередь нужно внимательно отнестись к геометрическим вычислениям.
Если же финансовые затраты на обогрев покажутся чрезмерными, то следует подумать над дополнительным утеплением дома. Тем более что расчеты теплопотерь хорошо показывают структуру промерзания.
Оставляйте, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, задавайте вопросы по неясным и заинтересовавшим моментам, размещайте фото по теме статьи. Поделитесь собственным опытом в проведении расчетов для выяснения расходов на отопление. Не исключено, что ваши советы очень помогут посетителям сайта.
