Vidējais gāzes patēriņš mājas apkurei 150 m²: aprēķinu piemērs un pārskats par siltumtehnikas formulām

Apkures sezonas finansējums veido nozīmīgu budžeta daļu, kas tiek tērēta mājokļa uzturēšanai. Zinot cenu un vidējo gāzes patēriņu mājas apkurei 150 m², var diezgan precīzi noteikt izmaksas telpu apsildīšanai. Šos aprēķinus ir viegli veikt pašiem, nemaksājot par siltumtehniķu pakalpojumiem.

Visu par gāzes patēriņa normatīviem un zilās degvielas patēriņa aprēķināšanas veidiem uzzināsiet no mūsu sniegtā raksta. Mēs pastāstīsim par to, cik daudz enerģijas būs nepieciešams mājas siltuma zudumu kompensēšanai apkures sezonā. Ieteiksim, kādas formulas būtu jāizmanto aprēķinos.

Lauku kotedžu apsildīšana

Aprēķinot gāzes patēriņu, kas nepieciešams mājas apsildīšanai, visgrūtākais uzdevums būs siltuma zudumu aprēķināšana, kas pilnībā jākompensē apkures sistēmai tās darbības laikā.

Siltuma zudumu kopums ir atkarīgs no klimata, ēkas konstruktīvajām īpatnībām, izmantotajiem materiāliem un ventilācijas sistēmas darbības parametriem.

Kompensējamā siltuma daudzuma aprēķins

Jebkuras ēkas apkures sistēmai ir jākompensē tās siltuma zudumi Q (W) aukstajā laika periodā. Tie rodas divu iemeslu dēļ:

1. siltuma apmaiņa caur mājas perimetru;
2. siltuma zudumi, ko rada aukstā gaisa iekļūšana caur ventilācijas sistēmu.

Formāli siltuma zudumus caur sienu un jumtu Q_tp var aprēķināt pēc šādas formulas:

Q_tp = S * dT / R,

kur:

• S – virsmas laukums (m²);
• dT – temperatūras starpība starp iekštelpu un āra gaisu (°C);
• R – materiālu siltuma caurlaidības pretestības rādītājs (m² * °C / W).

Pēdējo rādītāju (ko sauc arī par “termiskās pretestības koeficientu”) var ņemt no tabulām, kas pievienotas būvmateriāliem vai izstrādājumiem.

No stikla paketes veida būtiski ir atkarīgs mājas siltuma zudumu rādītājs. Augstā siltināto logu cena būs attaisnota, ietaupot degvielu.

Piemērs. Pieņemsim, ka telpas ārsienas platība ir 12 m², no kuras 2 m² aizņem logs.

Siltuma caurlaidības pretestības rādītāji ir šādi:

• Gāzbetona bloki D400: R = 3.5.
• Divkameru stikla pakete ar argonu “4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I”: R = 0.75.

Šajā gadījumā pie istabas temperatūras “+22°C” un āra temperatūras “–30°C” siltuma zudumi caur istabas ārsienu būs:

• Q_tp (siena) = 10 * (22 – (– 30)) / 3.5 = 149 W:
• Q_tp (logs) = 2 * (22 – (– 30)) / 0.75 = 139 W:
• Q_tp = Q_tp (siena) + Q_tp (logs) = 288 W.

Šāds aprēķins dod pareizu rezultātu, ja nav nekontrolētas gaisa apmaiņas (infiltrācijas).

Tā var rasties šādos gadījumos:

• Konstrukciju defektu klātbūtne, piemēram, logu rāmju neblīva piegulšana sienām vai izolācijas materiāla atslāņošanās. Tie ir jānovērš.
• Ēkas novecošana, kā rezultātā mūrī rodas skaidas, plaisas vai tukšumi. Šādā gadījumā materiālu siltumpretestības rādītājos jāievieš korekcijas koeficienti.

Tādā pašā veidā jānosaka siltuma zudumi caur jumtu, ja objekts atrodas pēdējā stāvā. Caur grīdu jebkādi būtiski enerģijas zudumi rodas tikai tad, ja ir neapkurināta, vēdināma pagraba telpa, piemēram, garāža. Zemē siltums praktiski neizplūst.

Lai aprēķinātu daudzslāņu materiālu siltumvadības pretestības rādītāju, jāsummē atsevišķo slāņu rādītāji. Parasti aprēķiniem ņem tikai vismazāk siltumvadošos materiālus.

Apskatīsim otro siltuma zudumu cēloni – ēkas ventilāciju. Enerģijas patēriņu pieplūdes gaisa uzsildīšanai (Q_v) var aprēķināt pēc formulas:

Q_v = L * q * c * dT, kur:

• L – gaisa plūsma (m³ / h);
• q – gaisa blīvums (kg / m³);
• c – pieplūdes gaisa īpatnējā siltumietilpība (kJ / kg *°C);
• dT – temperatūras starpība starp istabas un āra gaisu (°C).

Gaisa īpatnējā siltumietilpība mūs interesējošā temperatūras diapazonā [–50.. +30 °C] ir 1.01 kJ / kg *°C jeb pārrēķinot vajadzīgajā dimensijā: 0.28 Wh / kg *°C. Gaisa blīvums ir atkarīgs no temperatūras un spiediena, bet aprēķiniem var ņemt vērtību 1.3 kg / m³.

Piemērs. Istabai 12 m² ar tādu pašu temperatūras starpību kā iepriekšējā piemērā, siltuma zudumi ventilācijas darbības dēļ būs:

Q_v = (12 * 3) * 1.3 * 0.28 * (22 – (– 30)) = 681 W.

Projektētāji ņem gaisa plūsmu saskaņā ar SNiP 41-01-2003 (mūsu piemērā 3 m³ / h uz 1 m² dzīvojamās istabas platības), bet šo vērtību var ievērojami samazināt ēkas īpašnieks.

Kopējie siltuma zudumi modeļistabā ir:

Q = Q_tp + Q_v = 969 W.

Lai aprēķinātu siltuma zudumus diennaktī, nedēļā vai mēnesī, ir jāzina vidējā temperatūra šajos periodos.

No iepriekš minētajām formulām redzams, ka patērētās gāzes apjoma aprēķins gan īsā laika periodā, gan visā aukstajā sezonā jāveic, ņemot vērā tās vietas klimatu, kur atrodas apsildāmais objekts. Tāpēc labi pārbaudītus tipveida risinājumus var izmantot tikai līdzīgos dabas apstākļos.

Lai noteiktu līdzīgus klimatiskos parametrus, var izmantot vidējo mēneša temperatūru kartes ziemas periodā. Tās ir viegli atrodamas internetā.

Ja mājai ir sarežģīta ģeometrija un dažādi izmantotie būvniecības un siltināšanas materiāli, nepieciešamā siltuma daudzuma aprēķināšanai var izmantot speciālistu pakalpojumus.

Siltuma zudumu samazināšanas veidi

Mājas apkures izmaksas veido ievērojamu daļu no tās uzturēšanas izdevumiem. Tāpēc ir saprātīgi veikt dažus darbus, kas vērsti uz siltuma zudumu samazināšanu, veicot griestu siltināšanu, mājas sienu, grīdas siltumizolāciju un blakus konstrukciju siltināšanu.

Ārējo un iekšējo siltināšanas shēmu izmantošana mājā ļauj ievērojami samazināt šo rādītāju. Īpaši tas attiecas uz vecām ēkām ar stipri nolietotām sienām un pārsegumiem. Piemēram, tās pašas putupolistirola plāksnes ļauj ne tikai samazināt vai pilnībā novērst sasalšanu, bet arī samazina gaisa infiltrāciju caur aizsargāto segumu līdz minimumam.

Arī ievērojamu ietaupījumu var panākt, ja nepievieno apkurei mājas vasaras zonas, piemēram, verandas vai mansarda stāvu. Šajā gadījumā ievērojami samazināsies apsildāmās mājas daļas perimetrs.

Mansarda stāva izmantošana tikai vasaras laikā ievērojami ietaupa mājas apkures izmaksas ziemā. Tomēr šajā gadījumā augšējā stāva griestiem jābūt labi siltinātiem.

Ja stingri ievēro telpu ventilācijas normas, kas noteiktas SNiP 41-01-2003, tad siltuma zudumi no gaisa apmaiņas būs lielāki nekā no ēkas sienu un jumta sasalšanas. Šie noteikumi ir obligāti projektētājiem un jebkurām juridiskām personām, ja telpa tiek izmantota ražošanai vai pakalpojumu sniegšanai. Tomēr mājas iedzīvotāji pēc saviem ieskatiem var samazināt dokumentā norādītās vērtības.

Turklāt no ielas ienākošā aukstā gaisa uzsildīšanai var izmantot siltummaiņus, nevis ierīces, kas patērē elektrību vai gāzi. Piemēram, parasts plākšņu rekuperators var ietaupīt vairāk nekā pusi enerģijas, bet sarežģītāka ierīce ar siltumnesēju – aptuveni 75%.

Nepieciešamā gāzes tilpuma aprēķināšana

Sadedzinošā gāzei jākompensē siltuma zudumi. Lai to panāktu, papildus mājas siltuma zudumiem jāzina sadegot izdalītā enerģija, kas ir atkarīga no katla lietderības koeficienta un maisījuma siltumspējas.

Katla izvēles noteikums

Sildītājs jāizvēlas, ņemot vērā mājas siltuma zudumus. Tam jāpietiek periodam, kad tiek sasniegts gada minimālais temperatūras līmenis. Stāvoša vai sienas gāzes katla pasē par to atbild parametrs “nominālā siltuma jauda”, ko sadzīves ierīcēm mēra kW.

Tā kā jebkurai konstrukcijai ir termiskā inerce, katla nepieciešamās jaudas aprēķināšanai par minimālo temperatūru parasti ņem aukstākā piecu dienu perioda rādītāju. Konkrētai vietai to var uzzināt organizācijās, kas nodarbojas ar meteoroloģiskās informācijas vākšanu un apstrādi, vai no 1. tabulas. SNiP 23-01-99 (4. kolonna).

Fragments no 1. tabulas SNiP 23-01-99. Ar tās palīdzību var iegūt nepieciešamos datus par apvidus klimatu, kur atrodas apsildāmais objekts.

Ja katla jauda pārsniedz apkures nodrošināšanai pietiekamo rādītāju, tas neizraisa gāzes patēriņa pieaugumu. Šajā gadījumā iekārtas dīkstāves periods būs ilgāks.

Dažkārt ir jēga izvēlēties katlu ar nedaudz mazāku jaudu. Šādas ierīces var būt ievērojami lētākas gan iegādes, gan ekspluatācijas laikā. Tomēr šajā gadījumā vēlams nodrošināt alternatīvu siltuma avotu (piemēram, kaloriferu ar benzīngeneratoru), ko var izmantot stipra sala apstākļos.

Galvenais katla efektivitātes un ekonomiskuma rādītājs ir lietderības koeficients. Mūsdienu sadzīves iekārtām tas ir robežās no 88% līdz 95%. LK ir norādīts ierīces pasē un tiek izmantots gāzes patēriņa aprēķinos.

Siltuma izdalīšanas formula

Lai pareizi aprēķinātu dabas vai sašķidrinātās gāzes patēriņu apkurei aptuveni 150 m² lielai mājai, nepieciešams uzzināt vēl vienu rādītāju – piegādātās degvielas siltumspēju (īpatnējo sadegšanas siltumu). Saskaņā ar SI sistēmu to mēra J/kg sašķidrinātai gāzei vai J/m³ dabas gāzei.

Gāzes tvertnes (trauki sašķidrinātās gāzes uzglabāšanai) raksturo tilpums litros. Lai uzzinātu, cik daudz degvielas tajā ietilpst kilogramos, var izmantot attiecību 0,54 kg / 1 l.

Šim rādītājam ir divas vērtības – zemāks siltumspēja (H_l) un augstāks siltumspēja (H_h). Tas ir atkarīgs no degvielas mitruma un temperatūras. Aprēķinos ņem rādītāju H_l – to vajadzētu noskaidrot pie gāzes piegādātāja.

Ja šādas informācijas nav, tad aprēķinos var pieņemt šādas vērtības:

• dabasgāzei H_l = 33.5 mJ / m³;
• sašķidrinātai gāzei H_l = 45.2 mJ / kg.

Ņemot vērā, ka 1 mJ = 278 W*h, iegūstam šādas siltumspējas vērtības:

• dabasgāzei H_l = 9.3 kW*h / m³;
• sašķidrinātai gāzei H_l = 12.6 kW*h / kg.

Laika periodā patērētās gāzes tilpumu V (m³ vai kg) var aprēķināt pēc šādas formulas:

V = Q * E / (H_l * K), kur:

• Q – ēkas siltuma zudumi (kW);
• E – apkures perioda ilgums (h);
• H_l – minimālā gāzes siltumspēja (kW*h / m³);
• K – katla lietderības koeficients.

Sašķidrinātai gāzei H_l dimensija ir kW*h / kg.

Piemērs gāzes patēriņa aprēķināšanai

Piemēram, ņemsim tipveida saliekamo karkasa koka divstāvu kotedžu. Reģions – Altaja novads, Barnaula.

Kotedžas izmēri – 10 x 8.5 m. Divslīpju jumta slīpuma leņķis – 30°. Šis projekts izceļas ar siltu mansardu, samērā lielu stiklojuma laukumu, pagraba un izvirzīto mājas daļu neesamību.

1. solis. Aprēķināsim mājas pamatparametrus siltuma zudumu aprēķinam:

• Grīda. Ja nav vēdināmas pagraba telpas, zudumus caur grīdu un pamatiem var neņemt vērā.
• Logi. Divkameru stikla pakete “4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I”: R_o = 0.75. Stiklojuma laukums S_o = 40 m².
• Sienas. Garensienas (sānu sienas) platība ir 10 * 3.5 = 35 m². Šķērssienas (fasādes sienas) platība ir 8.5 * 3.5 + 8.5² * tg(30) / 4 = 40 m². Tādējādi ēkas perimetra kopējā platība ir 150 m², un, ņemot vērā stiklojumu, meklētā vērtība S_s = 150 – 40 = 110 m².
• Sienas. Galvenie siltumizolācijas materiāli ir līmētais brusas, biezums 200 mm (R_b = 1.27) un bazalta izolācija, biezums 150 mm (R_u = 3.95). Sienas kopējais siltumpārneses pretestības rādītājs R_s = R_b + R_u = 5.22.
• Jumts. Izolācija pilnībā atkārto jumta formu. Jumta platība bez pārkarēm S_k = 10 * 8.5 / cos(30) = 98 m².
• Jumts. Galvenie siltumizolācijas materiāli ir apšuvuma dēlis, biezums 12.5 mm (R_v = 0.07) un bazalta izolācija, biezums 200 mm (R_u = 5.27). Jumta kopējais siltumpārneses pretestības rādītājs R_k = R_v + R_u = 5.34.
• Ventilācija. Lai gaisa plūsma tiktu aprēķināta, nevis pēc mājas platības, bet ņemot vērā prasības nodrošināt vērtību vismaz 30 m³ uz cilvēku stundā. Tā kā kotedžā pastāvīgi dzīvo 4 cilvēki, tad L = 30 * 4 = 120 m³ / st.

Solis 2. Aprēķināsim nepieciešamo katla jaudu. Ja iekārta jau ir iegādāta, tad šo posmu var izlaist.

Mūsu aprēķiniem ir jāzina tikai divi gāzes katla rādītāji: lietderības koeficients un nominālā jauda. Tiem jābūt norādītiem ierīces pasē.

Aukstākā piecu dienu perioda temperatūra ir “–41 °С”. Komfortablo temperatūru pieņemsim par “+24 °С”. Tādējādi vidējā temperatūras starpība šajā periodā būs dT = 65 °С.

Aprēķināsim siltuma zudumus:

• caur logiem: Q_o = S_o * dT / R_o = 40 * 65 / 0.75 = 3467 W;
• caur sienām: Q_s = S_s * dT / R_s = 110 * 65 / 5.22 = 1370 W;
• caur jumtu: Q_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5.34 = 1199 W;
• ventilācijas dēļ: Q_v = L * q * c * dT = 120 * 1.3 * 0.28 * 65 = 2839 W.

Kopējie siltuma zudumi visai mājai aukstā piecu dienu periodā būs:

Q = Q_o + Q_s + Q_k + Q_v = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 W.

Tādējādi šai paraugmājai var izvēlēties gāzes katlu ar maksimālo siltuma jaudu 10-12 kW. Ja gāzi izmanto arī karstā ūdens apgādes nodrošināšanai, tad būs jāņem jaudīgāka ierīce.

Solis 3. Aprēķināsim apkures perioda ilgumu un vidējos siltuma zudumus.

Ar auksto gada laiku, kad nepieciešama apkure, saprot sezonu ar vidējo diennakts temperatūru zem 8-10 °С. Tāpēc aprēķiniem var ņemt vai nu 11.-12. ailes, vai 13.-14. ailes no 1. tabulas SNiP 23-01-99.

Šī izvēle paliek kotedžas īpašnieku ziņā. Turklāt būtiskas atšķirības gada degvielas patēriņā nebūs. Mūsu gadījumā apstāsimies pie perioda ar temperatūru zem “+10 °С”. Šī perioda ilgums ir 235 dienas jeb E = 5640 stundas.

Centralizētajā apkurē siltumnesēja padeves ieslēgšana un izslēgšana notiek pēc noteiktiem normatīviem. Viena no privātmājas priekšrocībām – apkures režīma ieslēgšana pēc iemītnieku vēlmes.

Mājas siltuma zudumus vidējai temperatūrai šajā periodā aprēķina tāpat kā 2. solī, tikai parametrs dT = 24 – (– 6.7) = 30.7 °С. Pēc aprēķinu veikšanas iegūsim Q = 4192 W.

Solis 4. Aprēķināsim patērējamās gāzes daudzumu.

Pieņemsim, ka katla lietderības koeficients K = 0.92. Tad aukstā perioda laikā patērētās gāzes apjoms (pie vidējiem gāzu maisījuma minimālās siltumspējas rādītājiem) būs:

• dabasgāzei: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0.92) = 2763 m³;
• sašķidrinātajai gāzei: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0.92) = 2040 kg.

Zinot gāzes cenas, var aprēķināt arī finansiālās izmaksas apkurei.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Gāzes patēriņa samazināšana, novēršot kļūdas, kas saistītas ar mājas siltināšanu. Reāls piemērs:

Gāzes patēriņš pie zināmas siltuma jaudas:

Visus siltuma zudumu aprēķinus var veikt patstāvīgi tikai tad, ja ir zināmas to materiālu siltumu saglabājošās īpašības, no kuriem māja uzbūvēta. Ja ēka ir veca, tad vispirms ir jāpārbauda, vai tā apsalst, un jānovērš atklātās problēmas.

Pēc tam, izmantojot rakstā sniegtās formulas, var veikt gāzes patēriņa aprēķinu ar augstu precizitāti.

Atstājiet, lūdzu, komentārus zemāk esošajā atsauksmju blokā. Ievietojiet fotoattēlus par raksta tēmu, uzdodiet jautājumus par interesējošiem brīžiem. Dalieties ar noderīgu informāciju, kas var noderēt mūsu vietnes apmeklētājiem.