Gaasi keskmine kulu 150 m² maja kütteks: arvutusnäide ja soojustehniliste valemite ülevaade

Küttehooaja rahastamine moodustab olulise osa eluaseme ülalpidamiskuludest. Teades hinda ja keskmist gaasikulu 150 m² maja kütmisel, saab üsna täpselt kindlaks määrata ruumide küttekulud. Need arvutused on lihtne ise teha ilma soojustehnikute teenuste eest maksmata.

Kõike gaasitarbimise normide ja sinise kütuse kulu arvutamise viiside kohta saate teada meie esitatud artiklist. Me räägime teile, kui palju energiat kulub soojuskadude kompenseerimiseks küttehooajal. Soovitame, milliseid valemeid tuleks arvutustes kasutada.

Maamajade küte

Maja kütmiseks vajaliku gaasikulu arvutamisel on kõige keerulisem ülesanne soojuskadude arvutamine, mida küttesüsteem peab töötamise ajal täielikult kompenseerima.

Soojuskadude kompleks sõltub kliimast, hoone konstruktsiooni iseärasustest, kasutatud materjalidest ja ventilatsioonisüsteemi töö parameetritest.

Kompenseeritava soojushulga arvutamine

Iga hoone küttesüsteem peab kompenseerima selle soojuskadusid Q (W) külmal perioodil. Need tekivad kahel põhjusel:

1. soojusvahetus läbi maja perimeetri;
2. soojuskadu külma õhu sissetungimise tõttu läbi ventilatsioonisüsteemi.

Formaalselt saab seina ja katuse soojuskadusid Q_tp arvutada järgmise valemi abil:

Q_tp = S * dT / R,

kus:

• S – pinna pindala (m²);
• dT – temperatuuride erinevus toa- ja välisõhu vahel (°С);
• R – materjalide soojusülekande takistuse näitaja (m² * °С / W);

Viimast näitajat (mida nimetatakse ka “soojustakistuse teguriks”) saab võtta ehitusmaterjalide või -toodetega kaasas olevatest tabelitest.

Maja soojuskadude näitaja sõltub oluliselt klaaspaketi tüübist. Soojustatud akende kõrge hind on põhjendatud kütuse kokkuhoiu arvelt.

Näide. Oletame, et toa välisseina pindala on 12 m², millest 2 m² võtab aken.

Soojusülekande takistuse näitajad on järgmised:

• Gassbetoonplokid D400: R = 3.5.
• Kahekambriline argooniga klaaspakett “4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I”: R = 0.75.

Sel juhul toatemperatuuril “+22°С” ja välitemperatuuril “–30°С” on toa välisseina soojuskaod:

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

Selline arvutus annab õige tulemuse tingimusel, et puudub kontrollimatu õhuvahetus (infiltratsioon).

See võib tekkida järgmistel juhtudel:

• Konstruktsioonidefektid, nagu aknaraamide lõtv paigaldus seintele või isolatsioonimaterjali irdumine. Need tuleb kõrvaldada.
• Hoone vananemine, mille tulemusena tekivad müüritises killud, praod või tühimikud. Sel juhul tuleb lisada parandustegurid materjalide soojusülekandetakistuse näitajasse.

Samamoodi tuleb määrata soojuskaod läbi katuse, kui objekt asub viimsel korrusel. Läbi põranda toimub märkimisväärne energiakadu ainult juhul, kui on olemas kütmata tuulutatav keldriruum, näiteks garaaž. Maapinda soojus praktiliselt ei lähe.

Mitmekihiliste materjalide soojusülekandetakistuse näitaja arvutamiseks tuleb summeerida üksikute kihtide näitajad. Tavaliselt võetakse arvutustes ainult kõige vähem soojust juhtivad materjalid.

Vaatleme soojuskadude teist põhjust – hoone ventilatsiooni. Sissepuhkeõhu soojendamise energiakulu (Q_v) saab arvutada valemiga:

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

• L – õhu vooluhulk (m³ / h);
• q – õhu tihedus (kg / m³);
• c – sissepuhkeõhu erisoojusmahtuvus (kJ / kg *°C);
• dT – temperatuuri erinevus toa- ja välisõhu vahel (°C).

Õhu erisoojusmahtuvus meile huvipakkuvas temperatuurivahemikus [–50.. +30 °C] on 1.01 kJ / kg *°C või teisendatuna meile vajalikku mõõtühikusse: 0.28 W * h / kg *°C. Õhu tihedus sõltub temperatuurist ja rõhust, kuid arvutusteks võib võtta väärtuseks 1.3 kg / m³.

Näide. Ruumi 12 m² puhul sama temperatuurierinevuse juures nagu eelmises näites on ventilatsiooni tööst tingitud soojuskaod:

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

Projekteerijad võtavad õhu vooluhulga vastavalt SNiP 41-01-2003 (meie näites 3 m³ / h 1 m² kohta elutoa pindalast), kuid seda väärtust saab hoone omanik oluliselt vähendada.

Kokku on mudelruumi summaarsed soojuskaod:

Q = Q_tp + Q_v = 969 W.

Soojuskadude arvutamiseks ööpäeva, nädala või kuu kohta on vaja teada nende perioodide keskmist temperatuuri.

Eeltoodud valemitest nähtub, et tarbitava gaasi koguse arvutamiseks nii lühikese ajaperioodi kui ka kogu külma hooaja vältel tuleb arvestada selle piirkonna kliimaga, kus köetav objekt asub. Seetõttu saab hästi ennast tõestanud tüüplahendusi kasutada ainult sarnaste looduslike tingimuste korral.

Sarnaste kliimaparameetrite määramiseks võib kasutada talvise perioodi keskmiste kuutemperatuuride kaarte. Neid on lihtne internetist leida.

Maja keerulise geomeetria ning selle ehitamisel ja soojustamisel kasutatud materjalide mitmekesisuse korral võib vajaliku soojushulga arvutamiseks kasutada spetsialistide teenuseid.

Soojuskadude minimeerimise võimalused

Maja kütmise kulud moodustavad olulise osa selle ülalpidamiskuludest. Seetõttu on mõistlik teostada mõningaid töid, mis vähendavad soojuskadusid lae soojustamise, majaseinte, põranda soojusisolatsiooni ja naaberkonstruktsioonide abil.

Väljastpoolt soojustamisskeemide ja seestpoolt maja soojustamise kasutamine võimaldab seda näitajat oluliselt vähendada. Eriti puudutab see vanu hooneid, mille seinad ja laed on tugevalt kulunud. Samad vahtpolüstüreenplaadid võimaldavad mitte ainult vähendada või täielikult kõrvaldada külmumist, vaid ka minimeerida õhu infiltratsiooni läbi kaitstud katte.

Samuti on võimalik saavutada märkimisväärset kokkuhoidu, kui mitte ühendada küttega maja suviseid alasid, nagu verandad või mansardkorrus. Sel juhul väheneb köetava majaosa perimeeter oluliselt.

Mansardkorruse kasutamine ainult suveperioodil säästab oluliselt maja talvisi küttekulusid. Kuid sel juhul peab ülemise korruse lagi olema hästi soojustatud.

Kui rangelt järgida ruumide ventilatsiooni norme, mis on ette nähtud SNiP 41-01-2003, siis on soojuskadud õhuvahetusest suuremad kui hoone seinte ja katuse külmumisest. Need reeglid on kohustuslikud projekteerijatele ja kõigile juriidilistele isikutele, kui ruumi kasutatakse tootmiseks või teenuste osutamiseks. Kuid maja elanikud saavad oma äranägemise järgi dokumendis nimetatud väärtusi vähendada.

Lisaks saab tänavalt saabuva külma õhu soojendamiseks kasutada soojusvahetiid, mitte seadmeid, mis tarbivad elektrit või gaasi. Nii tavaline plaatsoojusvaheti võib säästa üle poole energiast, aga keerulisem soojuskandjaga seade – umbes 75%.

Vajaliku gaasimahu arvutamine

Põlev gaas peab kompenseerima soojuskadusid. Selleks tuleb lisaks maja soojuskadudele teada põlemisel eralduvat energiat, mis sõltub katla kasutegurist ja segu kütteväärtusest.

Katla valiku reegel

Kütteseadme valikul tuleb arvestada maja soojuskadusid. Sellest peaks piisama perioodiks, mil saavutatakse aastane temperatuurimiinimum. Põrandal seisva või seinale paigaldatava gaasikatla passis vastutab selle eest parameeter 'nominaalne soojusvõimsus', mida olmeseadmete puhul mõõdetakse kW-des.

Kuna igal ehitisel on termiline inerts, võetakse katla vajaliku võimsuse arvutamisel minimaalse temperatuuri indikaatorina tavaliselt kõige külmema viiepäevase perioodi näitaja. Konkreetse paikkonna jaoks võib selle leida organisatsioonidest, mis tegelevad meteoandmete kogumise ja töötlemisega, või tabelist 1. SNiP 23-01-99 (veeru nr 4).

Väljavõte tabelist 1 SNiP 23-01-99. Selle abil on võimalik saada vajalikud andmed selle paikkonna kliima kohta, kus asub köetav objekt.

Kui katla võimsus ületab ruumi kütmiseks piisavat näitajat, siis see ei põhjusta gaasitarbimise suurenemist. Sel juhul on seadme seisuaeg pikem.

Mõnikord on mõistlik valida veidi väiksema võimsusega katel. Sellised seadmed võivad olla ostmisel ja kasutamisel oluliselt odavamad. Kuid sel juhul on vaja omada varusoojusallikat (näiteks küttekeha koos bensiinigeneraatoriga), mida saab kasutada tugevate külmade ajal.

Katla efektiivsuse ja ökonoomsuse peamine näitaja on kasutegur. Kaasaegsetel olmeseadmetel on see vahemikus 88 kuni 95%. Kasutegur on kirjas seadme passis ja seda kasutatakse gaasitarbimise arvutamisel.

Soojuse eraldumise valem

Selleks, et õigesti arvutada maagaasi või vedelgaasi tarbimist umbes 150 m² suuruse maja kütmisel, tuleb teada veel üht näitajat – tarnitava kütuse kütteväärtust (põlemissoojus). Vastavalt “SI” süsteemile mõõdetakse seda J/kg vedelgaasi puhul või J/m³ maagaasi puhul.

Gaasimahuteid (mahutid vedelgaasi hoidmiseks) iseloomustatakse liitrites. Et teada saada, mitu kilogrammi kütust sinna mahub, võib kasutada suhet 0.54 kg / 1 l.

Sellel näitajal on kaks väärtust – alumine kütteväärtus (H_l) ja ülemine (H_h). See sõltub kütuse niiskusest ja temperatuurist. Arvutamisel kasutatakse H_l näitajat – see tuleb gaasi tarnijalt teada saada.

Kui sellist teavet pole, võib arvutustes võtta järgmised väärtused:

• maagaasi puhul H_l = 33,5 mJ / m³;
• vedelgaasi puhul H_l = 45,2 mJ / kg.

Arvestades, et 1 mJ = 278 Wh, saame järgmised kütteväärtused:

• maagaasi puhul H_l = 9,3 kWh / m³;
• vedelgaasi puhul H_l = 12,6 kWh / kg.

Teatud ajavahemikul tarbitud gaasi mahtu V (m³ või kg) saab arvutada järgmise valemi abil:

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

• Q – hoone soojuskadu (kW);
• E – kütteperioodi kestus (h);
• H_l – gaasi minimaalne kütteväärtus (kWh / m³);
• K – katla kasutegur.

Vedelgaasi puhul on H_l ühikuks kWh / kg.

Gaasitarbimise arvutamise näide

Näiteks võtame tüüpilise monteeritava karkasspuidust kahekorruselise suvila. Regioon – Alta krai, Barnauli linn.

Suvila mõõtmed – 10 x 8,5 m. Viilkatuse kaldenurk – 30°. See projekt erineb sooja katusekorruse, suhteliselt suure klaaspinna, keldri ja väljaulatuvate osade puudumise poolest.

Samm 1. Arvutame soojuskao arvutamiseks välja maja põhiparameetrid:

• Põrand. Kui puudub tuulutatav keldriruum, võib põranda ja vundamendi kaudu tekkivad soojakaod tähelepanuta jätta.
• Aknad. Kahekambriline klaaspakett “4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I”: R_o = 0,75. Klaaspinna pindala S_o = 40 m².
• Seinad. Pikisuunalise (külg)seina pindala on 10 * 3,5 = 35 m². Põiksuunalise (fassaadi)seina pindala on 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 m². Seega on hoone perimeetri kogupindala 150 m², ja klaaspinda arvestades on otsitav väärtus S_s = 150 – 40 = 110 m².
• Seinad. Peamised soojusisolatsioonimaterjalid on liimpuit paksusega 200 mm (R_b = 1,27) ja basaltvill paksusega 150 mm (R_u = 3,95). Seina soojusläbikande summaarne takistus R_s = R_b + R_u = 5,22.
• Katus. Soojustus järgib täielikult katuse kuju. Katuse pindala ilma räästasteta S_k = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 m².
• Katus. Peamised soojusisolatsioonimaterjalid on voodrilaud paksusega 12,5 mm (R_v = 0,07) ja basaltvill paksusega 200 mm (R_u = 5,27). Katuse soojusläbikande summaarne takistus R_k = R_v + R_u = 5,34.
• Ventilatsioon. Olgu õhuvool arvutatud mitte maja pindala, vaid nõuete järgi, mis tagavad väärtuse vähemalt 30 m³ inimese kohta tunnis. Kuna suvilas elab püsivalt 4 inimest, siis L = 30 * 4 = 120 m³ / h.

Samm 2. Arvutame vajaliku katla võimsuse. Kui seade on juba soetatud, võib selle etapi vahele jätta.

Meie arvutuste jaoks on vaja teada vaid kahte gaasikatla näitajat: kasutegur ja nimivõimsus. Need peavad olema kirjas seadme passis.

Kõige külmema viiepäevaperioodi temperatuur on “–41 °С”. Mugavaks temperatuuriks võtame “+24 °С”. Seega on keskmine temperatuuride vahe sellel perioodil dT = 65 °С.

Arvutame soojuskaod:

• läbi akende: Q_o = S_o * dT / R_o = 40 * 65 / 0.75 = 3467 W;
• läbi seinte: Q_s = S_s * dT / R_s = 110 * 65 / 5.22 = 1370 W;
• läbi katuse: Q_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5.34 = 1199 W;
• ventilatsiooni tõttu: Q_v = L * q * c * dT = 120 * 1.3 * 0.28 * 65 = 2839 W.

Kogu maja summaarsed soojuskaod külma viiepäevaperioodi jooksul on:

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

Seega saab selle mudelmaja jaoks valida gaasikatla, mille maksimaalse soojusvõimsuse parameeter on 10-12 kW. Kui gaasi kasutatakse ka sooja veevarustuse tagamiseks, tuleb võtta võimsam seade.

Samm 3. Arvutame kütteperioodi kestuse ja keskmistatud soojuskaod.

Külma aastaaja all, mil kütet on vaja, mõistetakse hooaega, mille keskmine ööpäevane temperatuur on alla 8-10 °С. Seetõttu võib arvutusteks võtta kas veerud nr 11-12 või veerud nr 13-14 SNiP 23-01-99 tabelist 1.

See valik jääb suvila omanike teha. Samas ei ole aastases kütusekulus olulist erinevust. Meie puhul peatume perioodil, mille temperatuur on alla “+10 °С”. Selle perioodi kestus on 235 ööpäeva või E = 5640 tundi.

Keskkütte puhul toimub soojuskandja andmise sisse- ja väljalülitamine kehtestatud normide järgi. Üks eramaja eeliseid on kütte režiimi käivitamine elanike soovil.

Maja soojuskaod selle perioodi keskmistatud temperatuuri jaoks arvutatakse samamoodi nagu sammus 2, ainult parameeter dT = 24 – (– 6.7) = 30.7 °С. Pärast arvutuste tegemist saame Q = 4192 W.

Samm 4. Arvutame tarbitava gaasi mahu.

Olgu katla kasutegur K = 0.92. Siis on tarbitava gaasi maht (keskmistatud gaasisegu minimaalse kütteväärtuse näitajate juures) külma perioodi jooksul:

• maagaasi puhul: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0.92) = 2763 m³;
• vedelgaasi puhul: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0.92) = 2040 kg.

Teades gaasihindu, saab arvutada ka kütte rahalised kulud.

Järeldused ja kasulik video teemal

Gaasikulu vähendamine, kõrvaldades vead, mis on seotud maja soojustamisega. Reaalne näide:

Gaasikulu teadaoleva soojusvõimsuse korral:

Kõiki soojuskadude arvutusi saab ise teha ainult siis, kui on teada materjalide soojussäästlikud omadused, millest maja on ehitatud. Kui hoone on vana, siis tuleb kõigepealt kontrollida selle külmumist ja kõrvaldada tuvastatud probleemid.

Seejärel saab artiklis esitatud valemite abil teostada gaasikulu arvutuse suure täpsusega.

Palun jätke kommentaarid allpool asuvasse tagasisideplokki. Pange üles artikli teemaga seotud fotod, esitage küsimusi huvipakkuvate punktide kohta. Jagage kasulikku teavet, mis võib olla abiks meie veebisaidi külastajatele.