Μέση κατανάλωση αερίου για θέρμανση σπιτιού 150 m²: παράδειγμα υπολογισμών και επισκόπηση θερμοτεχνικών τύπων
Η χρηματοδότηση της περιόδου θέρμανσης αποτελεί σημαντικό μέρος του προϋπολογισμού που δαπανάται για τη συντήρηση της κατοικίας. Γνωρίζοντας την τιμή και τη μέση κατανάλωση αερίου για θέρμανση σπιτιού 150 m2, μπορείτε να προσδιορίσετε με αρκετή ακρίβεια το κόστος θέρμανσης των χώρων. Αυτές οι πράξεις είναι εύκολο να γίνουν μόνοι σας χωρίς να πληρώσετε για τις υπηρεσίες τεχνικών θέρμανσης.
Όλα σχετικά με τα πρότυπα κατανάλωσης αερίου και τους τρόπους υπολογισμού της κατανάλωσης του μπλε καυσίμου θα μάθετε από το άρθρο που σας παρουσιάζουμε. Θα σας εξηγήσουμε πόση ενέργεια θα χρειαστεί για την αντιστάθμιση των απωλειών θερμότητας του σπιτιού κατά την περίοδο θέρμανσης. Θα σας προτείνουμε ποιους τύπους πρέπει να χρησιμοποιείτε στους υπολογισμούς.
Περιεχόμενα άρθρου:
Θέρμανση εξοχικών κατοικιών
Κατά τον υπολογισμό της κατανάλωσης αερίου που απαιτείται για τη θέρμανση του σπιτιού, το πιο δύσκολο έργο θα είναι ο υπολογισμός των απωλειών θερμότητας, τις οποίες πρέπει να αντισταθμίσει πλήρως το σύστημα θέρμανσης κατά τη λειτουργία του.
Το σύνολο των απωλειών θερμότητας εξαρτάται από το κλίμα, τα δομικά χαρακτηριστικά του κτιρίου, τα χρησιμοποιούμενα υλικά και τις παραμέτρους λειτουργίας του συστήματος εξαερισμού.
Υπολογισμός αντισταθμιζόμενης ποσότητας θερμότητας
Το σύστημα θέρμανσης οποιουδήποτε κτιρίου πρέπει να αντισταθμίζει τις απώλειες θερμότητάς του Q (W) κατά την ψυχρή περίοδο. Αυτές συμβαίνουν για δύο λόγους:
- ανταλλαγή θερμότητας μέσω της περιμέτρου του σπιτιού·
- απώλεια θερμότητας λόγω εισόδου ψυχρού αέρα μέσω του συστήματος εξαερισμού.
Τυπικά, οι απώλειες θερμότητας μέσω του τοίχου και της οροφής Qτπ μπορούν να υπολογιστούν με τον ακόλουθο τύπο:
Qτπ = S * dT / R,
όπου:
- S – επιφάνεια (m2);
- dT – διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ εσωτερικού και εξωτερικού αέρα (°C);
- R – δείκτης αντίστασης στη μεταφορά θερμότητας των υλικών (m2 * °C / W).
Ο τελευταίος δείκτης (που ονομάζεται επίσης «συντελεστής θερμικής αντίστασης») μπορεί να ληφθεί από πίνακες που συνοδεύουν τα δομικά υλικά ή προϊόντα.

Παράδειγμα. Ας υποθέσουμε ότι ο εξωτερικός τοίχος του δωματίου έχει επιφάνεια 12 m2, από τα οποία 2 m2 καταλαμβάνει ένα παράθυρο.
Οι δείκτες αντίστασης στη μεταφορά θερμότητας είναι οι εξής:
- Μπλοκ αεριωμένου σκυροδέματος D400: R = 3.5.
- Υαλοπίνακας διπλού θαλάμου με αργό «4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I»: R = 0.75.
Σε αυτήν την περίπτωση, σε θερμοκρασία δωματίου “+22°C” και εξωτερική θερμοκρασία “–30°C”, οι θερμικές απώλειες του εξωτερικού τοίχου του δωματίου θα είναι:
- QΘΑ (τοίχος) = 10 * (22 – (– 30)) / 3.5 = 149 W:
- QΘΑ (παράθυρο) = 2 * (22 – (– 30)) / 0.75 = 139 W:
- QΘΑ = QΘΑ (τοίχος) + QΘΑ (παράθυρο) = 288 W.
Αυτός ο υπολογισμός δίνει το σωστό αποτέλεσμα υπό την προϋπόθεση απουσίας ανεξέλεγκτης ανταλλαγής αέρα (διείσδυσης).
Μπορεί να προκύψει στις ακόλουθες περιπτώσεις:
- Ύπαρξη δομικών ελαττωμάτων, όπως η μη στεγανή εφαρμογή των κουφωμάτων στους τοίχους ή η αποκόλληση του μονωτικού υλικού. Αυτά πρέπει να αποκατασταθούν.
- Γήρανση του κτιρίου, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται θραύσματα, ρωγμές ή κενά στην τοιχοποιία. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απαραίτητο να εισαχθούν συντελεστές διόρθωσης στον δείκτη αντίστασης θερμομεταφοράς των υλικών.
Με τον ίδιο τρόπο, είναι απαραίτητο να προσδιοριστούν οι θερμικές απώλειες μέσω της οροφής, εάν το κτίριο βρίσκεται στον τελευταίο όροφο. Μέσω του δαπέδου, όποια σημαντική απώλεια ενέργειας συμβαίνει μόνο σε περίπτωση ύπαρξης μη θερμαινόμενου, αεριζόμενου υπογείου χώρου, όπως ένα γκαράζ. Στο έδαφος, η θερμότητα πρακτικά δεν διαφεύγει.

Ας εξετάσουμε τη δεύτερη αιτία θερμικών απωλειών – τον αερισμό του κτιρίου. Η κατανάλωση ενέργειας για τη θέρμανση του εισαγόμενου αέρα (QΑ) μπορεί να υπολογιστεί με τον τύπο:
QΑ = L * q * c * dT, όπου:
- L – παροχή αέρα (m3 / h);
- q – πυκνότητα αέρα (kg / m3);
- c – ειδική θερμοχωρητικότητα του εισαγόμενου αέρα (kJ / kg *°C);
- dT – διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ αέρα δωματίου και εξωτερικού αέρα (°C).
Η ειδική θερμοχωρητικότητα του αέρα στο θερμοκρασιακό εύρος που μας ενδιαφέρει [–50.. +30 °C] είναι 1.01 kJ / kg *°C ή μετατρέποντας στην επιθυμητή διάσταση: 0.28 W * h / kg *°C. Η πυκνότητα του αέρα εξαρτάται από τη θερμοκρασία και την πίεση, αλλά για τους υπολογισμούς μπορεί να ληφθεί η τιμή 1.3 kg / m3.
Παράδειγμα. Για δωμάτιο 12 m2 με την ίδια διαφορά θερμοκρασίας όπως στο προηγούμενο παράδειγμα, οι θερμικές απώλειες λόγω λειτουργίας αερισμού θα είναι:
QΑ = (12 * 3) * 1.3 * 0.28 * (22 – (– 30)) = 681 W.
Οι σχεδιαστές λαμβάνουν την παροχή αέρα σύμφωνα με το SNiP 41-01-2003 (στο παράδειγμά μας 3 m3 / h ανά 1 m2 επιφάνειας καθιστικού), αλλά αυτή η τιμή μπορεί να μειωθεί σημαντικά από τον ιδιοκτήτη του κτιρίου.
Σύνολο, οι συνολικές θερμικές απώλειες του υποδειγματικού δωματίου είναι:
Q = QΘΑ + QΑ = 969 W.
Για τον υπολογισμό των απωλειών θερμότητας ανά ημέρα, εβδομάδα ή μήνα, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τη μέση θερμοκρασία για αυτές τις περιόδους.
Από τους παραπάνω τύπους γίνεται φανερό ότι ο υπολογισμός του όγκου του καταναλισκόμενου αερίου είτε για σύντομο χρονικό διάστημα είτε για ολόκληρη την ψυχρή περίοδο πρέπει να πραγματοποιείται λαμβάνοντας υπόψη το κλίμα της περιοχής όπου βρίσκεται το θερμαινόμενο κτήριο. Επομένως, η χρήση καλά δοκιμασμένων τυπικών λύσεων είναι δυνατή μόνο για παρόμοιες φυσικές συνθήκες.

Σε περίπτωση σύνθετης γεωμετρίας του σπιτιού και ποικιλίας υλικών που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή και μόνωσή του, μπορείτε να απευθυνθείτε σε ειδικούς για τον υπολογισμό της απαιτούμενης ποσότητας θερμότητας.
Τρόποι ελαχιστοποίησης των απωλειών θερμότητας
Τα έξοδα θέρμανσης του σπιτιού αποτελούν σημαντικό μέρος των δαπανών συντήρησής του. Επομένως, είναι λογικό να εκτελέσετε ορισμένες εργασίες με στόχο τη μείωση των απωλειών θερμότητας μέσω μόνωσης της οροφής, των τοίχων του σπιτιού, θερμομόνωσης του δαπέδου και των συναφών κατασκευών.
Η εφαρμογή σχημάτων εξωτερικής μόνωσης και εσωτερικής μόνωσης του σπιτιού μπορεί να μειώσει σημαντικά αυτόν τον δείκτη. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για παλαιά κτίρια με μεγάλη φθορά τοίχων και οροφών. Οι ίδιες πλάκες διογκωμένης πολυστερίνης όχι μόνο μειώνουν ή εξαλείφουν εντελώς τον παγετό, αλλά ελαχιστοποιούν και τη διείσδυση αέρα μέσω της προστατευόμενης επικάλυψης.
Επίσης, μπορείτε να επιτύχετε σημαντική εξοικονόμηση αν δεν συνδέσετε στο σύστημα θέρμανσης τους καλοκαιρινούς χώρους του σπιτιού, όπως βεράντες ή τη σοφίτα. Σε αυτή την περίπτωση, θα υπάρξει σημαντική μείωση της περιμέτρου του θερμαινόμενου τμήματος του σπιτιού.

Αν ακολουθήσετε αυστηρά τα πρότυπα αερισμού των χώρων που ορίζονται στο SNiP 41-01-2003, οι απώλειες θερμότητας από την ανταλλαγή αέρα θα είναι υψηλότερες από εκείνες από τον παγετό των τοίχων και της οροφής του κτιρίου. Αυτοί οι κανόνες είναι υποχρεωτικοί για τους σχεδιαστές και κάθε νομικό πρόσωπο, εάν ο χώρος χρησιμοποιείται για παραγωγή ή παροχή υπηρεσιών. Ωστόσο, οι ένοικοι του σπιτιού μπορούν κατά την κρίση τους να μειώσουν τις τιμές που αναφέρονται στο έγγραφο.
Επιπλέον, για τη θέρμανση του κρύου αέρα που εισέρχεται από το εξωτερικό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε εναλλάκτες θερμότητας αντί για συσκευές που καταναλώνουν ηλεκτρισμό ή αέριο. Έτσι, ένας συνηθισμένος πλακοειδής ανακτητής μπορεί να εξοικονομήσει περισσότερη από τη μισή ενέργεια, ενώ μια πιο περίπλοκη συσκευή με θερμοφόρο μέσο περίπου το 75%.
Υπολογισμός του απαιτούμενου όγκου αερίου
Το καύσιμο αέριο πρέπει να αντισταθμίζει τις απώλειες θερμότητας. Γι' αυτό, εκτός από τις απώλειες θερμότητας του σπιτιού, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τον όγκο της ενέργειας που απελευθερώνεται κατά την καύση, ο οποίος εξαρτάται από την απόδοση του λέβητα και τη θερμογόνο δύναμη του μείγματος.
Κανόνας επιλογής λέβητα
Η επιλογή του θερμαντήρα πρέπει να γίνεται λαμβάνοντας υπόψη τις απώλειες θερμότητας του σπιτιού. Πρέπει να επαρκεί για την περίοδο κατά την οποία επιτυγχάνεται το ετήσιο ελάχιστο των θερμοκρασιών. Στο φύλλο τεχνικών χαρακτηριστικών του επιδαπέδιου ή επιτοίχιου λέβητα αερίου αυτό καθορίζεται από την παράμετρο “ονομαστική θερμική ισχύς”, η οποία για οικιακές συσκευές μετράται σε kW.
Δεδομένου ότι κάθε κτίριο έχει θερμική αδράνεια, για τον υπολογισμό της απαιτούμενης ισχύος του λέβητα, ως ελάχιστη θερμοκρασία λαμβάνεται συνήθως η τιμή του ψυχρότερου πενταημέρου. Για μια συγκεκριμένη περιοχή, αυτή μπορεί να βρεθεί σε οργανισμούς που συλλέγουν και επεξεργάζονται μετεωρολογικές πληροφορίες ή από τον πίνακα 1 του SNiP 23-01-99 (στήλη νο. 4).

Εάν η ισχύς του λέβητα υπερβαίνει την επαρκή για τη θέρμανση του χώρου τιμή, αυτό δεν οδηγεί σε αύξηση της κατανάλωσης αερίου. Σε αυτή την περίπτωση, η περίοδος αδράνειας του εξοπλισμού θα είναι μεγαλύτερη.
Μερικές φορές υπάρχει λόγος να επιλέξετε έναν λέβητα ελαφρώς μικρότερης ισχύος. Τέτοιες συσκευές μπορεί να είναι σημαντικά φθηνότερες τόσο κατά την αγορά όσο και κατά τη λειτουργία. Ωστόσο, σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να υπάρχει μια εφεδρική πηγή θερμότητας (π.χ. θερμοπομπός μαζί με γεννήτρια βενζίνης), η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε έντονους παγετούς.
Ο βασικός δείκτης απόδοσης και οικονομίας του λέβητα είναι ο συντελεστής απόδοσης. Στον σύγχρονο οικιακό εξοπλισμό κυμαίνεται από 88% έως 95%. Ο συντελεστής απόδοσης αναγράφεται στο φύλλο τεχνικών χαρακτηριστικών της συσκευής και χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της κατανάλωσης αερίου.
Τύπος απελευθέρωσης θερμότητας
Για να υπολογιστεί σωστά η κατανάλωση φυσικού ή υγροποιημένου αερίου για τη θέρμανση ενός σπιτιού εμβαδού περίπου 150 m2, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε έναν ακόμα δείκτη – τη θερμογόνο δύναμη (ειδική θερμότητα καύσης) του παρεχόμενου καυσίμου. Σύμφωνα με το σύστημα “SI”, μετράται σε J/kg για το υγροποιημένο αέριο ή σε J/m3 για το φυσικό.

Υπάρχουν δύο τιμές αυτού του δείκτη – η κατώτερη θερμογόνος δύναμη (Hl) και η ανώτερη (Hh). Εξαρτάται από την υγρασία και τη θερμοκρασία του καυσίμου. Κατά τον υπολογισμό λαμβάνεται η τιμή Hl – αυτήν πρέπει να ζητήσετε από τον προμηθευτή αερίου.
Εάν δεν υπάρχουν τέτοιες πληροφορίες, τότε κατά τους υπολογισμούς μπορούν να ληφθούν οι ακόλουθες τιμές:
- για φυσικό αέριο Hl = 33.5 mJ / m3;
- για υγροποιημένο αέριο Hl = 45.2 mJ / kg.
Λαμβάνοντας υπόψη ότι 1 mJ = 278 Wh, προκύπτουν οι ακόλουθες θερμογόνες δυνάμεις:
- για φυσικό αέριο Hl = 9.3 kWh / m3;
- για υγροποιημένο αέριο Hl = 12.6 kWh / kg.
Ο όγκος του αερίου που καταναλώνεται σε μια δεδομένη χρονική περίοδο V (m3 ή kg) μπορεί να υπολογιστεί με τον ακόλουθο τύπο:
V = Q * E / (Hl * K), όπου:
- Q – θερμικές απώλειες του κτιρίου (kW);
- E – διάρκεια της περιόδου θέρμανσης (h);
- Hl – ελάχιστη θερμογόνος δύναμη του αερίου (kWh / m3);
- K – απόδοση του λέβητα.
Για υγροποιημένο αέριο η διάσταση του Hl είναι kWh / kg.
Παράδειγμα υπολογισμού κατανάλωσης αερίου
Για παράδειγμα, ας πάρουμε μια τυπική προκατασκευασμένη ξύλινη διώροφη εξοχική κατοικία. Περιοχή – Επικράτεια Αλτάι, πόλη Μπαρναούλ.

Βήμα 1. Υπολογίζουμε τις βασικές παραμέτρους του σπιτιού για τον υπολογισμό των θερμικών απωλειών:
- Δάπεδο. Σε περίπτωση απουσίας αεριζόμενου υπογείου, οι απώλειες μέσω του δαπέδου και των θεμελίων μπορούν να αγνοηθούν.
- Παράθυρα. Διπλός υαλοπίνακας “4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I”: Ro = 0.75. Επιφάνεια υαλοπινάκων So = 40 m2.
- Τοίχοι. Η επιφάνεια του διαμήκους (πλευρικού) τοίχου είναι 10 * 3.5 = 35 m2. Η επιφάνεια του εγκάρσιου (πρόσοψης) τοίχου είναι 8.5 * 3.5 + 8.52 * tg(30) / 4 = 40 m2. Έτσι, η συνολική επιφάνεια της περιμέτρου του κτιρίου είναι 150 m2, και λαμβάνοντας υπόψη τους υαλοπίνακες, η ζητούμενη τιμή Ss = 150 – 40 = 110 m2.
- Τοίχοι. Τα κύρια θερμομονωτικά υλικά είναι η κολλητή ξυλεία, πάχους 200 mm (Rb = 1.27) και η βασαλτική μόνωση, πάχους 150 mm (Ru = 3.95). Ο συνολικός δείκτης θερμικής αντίστασης για τον τοίχο Rs = Rb + Ru = 5.22.
- Οροφή. Η μόνωση ακολουθεί πλήρως το σχήμα της οροφής. Η επιφάνεια της στέγης χωρίς προεξοχές Sk = 10 * 8.5 / cos(30) = 98 m2.
- Οροφή. Τα κύρια θερμομονωτικά υλικά είναι η επένδυση, πάχους 12.5 mm (Rv = 0.07) και η βασαλτική μόνωση, πάχους 200 mm (Ru = 5.27). Ο συνολικός δείκτης θερμικής αντίστασης για την οροφή Rk = Rv + Ru = 5.34.
- Αερισμός. Ας υπολογιστεί η ροή αέρα όχι με βάση την επιφάνεια του σπιτιού, αλλά λαμβάνοντας υπόψη την απαίτηση να εξασφαλιστεί τιμή τουλάχιστον 30 m3 ανά άτομο ανά ώρα. Επειδή στο εξοχικό κατοικούν μόνιμα 4 άτομα, L = 30 * 4 = 120 m3 / h.
Βήμα 2. Υπολογίζουμε την απαιτούμενη ισχύ του λέβητα. Εάν ο εξοπλισμός έχει ήδη αγοραστεί, αυτό το βήμα μπορεί να παραλειφθεί.

Η θερμοκρασία του ψυχρότερου πενθημέρου είναι “–41 °C”. Ως άνετη θερμοκρασία θα λάβουμε “+24 °C”. Έτσι, η μέση διαφορά θερμοκρασίας για αυτή την περίοδο θα είναι dT = 65 °C.
Υπολογίζουμε τις απώλειες θερμότητας:
- μέσα από τα παράθυρα: Qo = So * dT / Ro = 40 * 65 / 0.75 = 3467 W;
- μέσα από τους τοίχους: Qs = Ss * dT / Rs = 110 * 65 / 5.22 = 1370 W;
- μέσα από την οροφή: Qk = Sk * dT / Rk = 98 * 65 / 5.34 = 1199 W;
- λόγω αερισμού: Qv = L * q * c * dT = 120 * 1.3 * 0.28 * 65 = 2839 W.
Οι συνολικές απώλειες θερμότητας ολόκληρου του σπιτιού κατά τη διάρκεια του ψυχρότερου πενθημέρου θα είναι:
Q = Qo + Qs + Qk + Qv = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 W.
Έτσι, για αυτό το πρότυπο σπίτι μπορεί να επιλεγεί ένας λέβητας αερίου με παράμετρο μέγιστης θερμικής ισχύος 10-12 kW. Εάν το αέριο χρησιμοποιείται επίσης για την παροχή ζεστού νερού χρήσης, τότε θα πρέπει να ληφθεί μια πιο ισχυρή συσκευή.
Βήμα 3. Υπολογίζουμε τη διάρκεια της περιόδου θέρμανσης και τις μέσες απώλειες θερμότητας.
Ως ψυχρή περίοδο του έτους, όταν απαιτείται θέρμανση, νοείται η εποχή με μέσες ημερήσιες θερμοκρασίες κάτω από 8-10 °C. Επομένως, για τους υπολογισμούς μπορείτε να λάβετε είτε τις στήλες № 11-12 είτε τις στήλες № 13-14 του πίνακα 1 του κανονισμού SNiP 23-01-99.
Αυτή η επιλογή εναπόκειται στους ιδιοκτήτες του εξοχικού. Κατά τα άλλα, δεν θα υπάρχει σημαντική διαφορά στην ετήσια κατανάλωση καυσίμου. Στη δική μας περίπτωση, θα σταματήσουμε στην περίοδο με θερμοκρασία κάτω από “+10 °C”. Η διάρκεια αυτής της περιόδου είναι 235 ημέρες ή E = 5640 ώρες.

Οι απώλειες θερμότητας του σπιτιού για τη μέση θερμοκρασία αυτής της περιόδου υπολογίζονται όπως και στο βήμα 2, μόνο που η παράμετρος dT = 24 – (–6.7) = 30.7 °C. Μετά την εκτέλεση των υπολογισμών λαμβάνουμε Q = 4192 W.
Βήμα 4. Υπολογίζουμε τον όγκο του καταναλισκόμενου αερίου.
Ας υποθέσουμε ότι η απόδοση του λέβητα K = 0.92. Τότε ο όγκος του καταναλισκόμενου αερίου (με μέσους δείκτες της ελάχιστης θερμογόνου δύναμης του μείγματος αερίου) κατά τη διάρκεια της ψυχρής περιόδου θα είναι:
- για φυσικό αέριο: V = Q * E / (Hl * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0.92) = 2763 m3;
- για υγροποιημένο αέριο: V = Q * E / (Hl * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0.92) = 2040 kg.
Γνωρίζοντας τις τιμές του αερίου, μπορείτε να υπολογίσετε και τα οικονομικά έξοδα για τη θέρμανση.
Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα
Μείωση της κατανάλωσης αερίου μέσω της εξάλειψης λαθών που σχετίζονται με τη μόνωση του σπιτιού. Πραγματικό παράδειγμα:
Κατανάλωση αερίου με γνωστή θερμική ισχύ:
Όλοι οι υπολογισμοί των απωλειών θερμότητας μπορούν να γίνουν μόνοι σας μόνο όταν είναι γνωστές οι θερμομονωτικές ιδιότητες των υλικών από τα οποία είναι χτισμένο το σπίτι. Εάν το κτίριο είναι παλιό, τότε πρώτα από όλα πρέπει να ελέγξετε αν έχει παγώσει και να εξαλείψετε τα προβλήματα που εντοπίστηκαν.
Μετά από αυτό, σύμφωνα με τους τύπους που παρουσιάζονται στο άρθρο, μπορείτε να υπολογίσετε την κατανάλωση αερίου με μεγάλη ακρίβεια.
Αφήστε, παρακαλώ, σχόλια στο παρακάτω πλαίσιο ανατροφοδότησης. Ανεβάστε φωτογραφίες σχετικές με το θέμα του άρθρου, κάντε ερωτήσεις για σημεία που σας ενδιαφέρουν. Μοιραστείτε χρήσιμες πληροφορίες που μπορεί να φανούν χρήστιμες στους επισκέπτες της ιστοσελίδας μας.
