Jak określić zużycie gazu: metody pomiaru i obliczania używanego paliwa

Tak czy inaczej staje Pan/Pani przed pytaniem oszczędności i mocy urządzeń domowych. Czy to na etapie pierwszego remontu, czy przy wymianie przestarzałego sprzętu. Obliczenie zużycia gazu lub zapotrzebowania na niego bywa przydatne przed zakupem kuchenki lub kotła, wyborem licznika gazu, jego ewentualną wymianą. Jeśli ma Pan/Pani pytania dotyczące naliczeń za gaz, jeśli poszukiwanie nowego sprzętu to dla Pana/Pani sprawa najbliższych tygodni, ułatwi Panu/Pani życie dokładna metodyka określania zużycia gazu i wzory do obliczeń.

Ceny gazu stopniowo rosną, a urządzenia stają się coraz mocniejsze, więc nie zaszkodzi Panu/Pani opracować własnej strategii optymalizacji wydatków. Nasz artykuł pomoże Panu/Pani w tym. O rzeczywistym poziomie zużycia gazu w swoim mieszkaniu nie dowie się Pan/Pani z rozmów z sąsiadami, potrzebuje Pan/Pani dokładnych informacji.

Zużycie gazu ziemnego w gospodarstwie domowym

Obliczenia objętości zużywanego gazu potrzebują właściciele wszystkich mieszkań i domów, wiele przedsiębiorstw. Dane dotyczące zapotrzebowania na paliwa są uwzględniane w projektach domów jednorodzinnych i ich części. Aby płacić według rzeczywistych liczb, stosuje się gazomierze.

Poziom zużycia zależy od wyposażenia, izolacji termicznej budynku, pory roku. W mieszkaniach bez centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej obciążenie przechodzi na bojler grzewczy. Urządzenie zużywa do 3—8 razy więcej gazu niż kuchenka.

Gazowe podgrzewacze wody (bojlery, kotły) są ścienne i stojące: stosuje się je jednocześnie do ogrzewania i podgrzewania wody, a mniej funkcjonalne modele głównie tylko do podgrzewania.

Maksymalne zużycie przez kuchenkę zależy od liczby palników i mocy każdego z nich:

• niska — poniżej 0,6 kW;
• normalna — około 1,7 kW;
• podwyższona — powyżej 2,6 kW.

Według innej klasyfikacji, niska moc palników odpowiada 0,21—1,05 kW, normalna — 1,05—2,09, podwyższona — 2,09—3,14, a wysoka — powyżej 3,14 kW.

Zwykła nowoczesna kuchenka zużywa co najmniej 40 litrów gazu na godzinę w stanie włączonym. Zazwyczaj kuchenka zużywa około 4 m³ miesięcznie na jednego mieszkańca i mniej więcej taką samą liczbę zobaczy konsument, jeśli korzysta z licznika. Gazu sprężonego w butlach pod względem objętości potrzeba znacznie mniej. Rodzinie z 3 osób butla o pojemności 50 litrów wystarczy na około 3 miesiące.

W mieszkaniu z kuchenką z 4 palnikami i bez podgrzewacza wody można zainstalować licznik o oznaczeniu G1,6. Urządzenie o rozmiarze G2,5 stosuje się, jeśli jest również bojler. Do pomiaru zużycia gazu instaluje się również większe gazomierze, na G4, G6, G10 i G16. Licznik z parametrem G4 poradzi sobie z obliczeniem zużycia gazu z 2 kuchenkami.

Podgrzewacze wody mogą być jedno- i dwuobwodowe. W przypadku kotła z 2 obiegami i mocnej kuchenki gazowej warto zainstalować 2 liczniki. Jednym z powodów jest to, że domowe gazomierze słabo radzą sobie z dużą różnicą między mocą urządzeń. Słaba kuchenka na minimalnych obrotach zużywa wielokrotnie mniej paliwa niż podgrzewacz wody na maksimum.

Klasyczna kuchenka ma 1 duży palnik, 2 średnie i 1 mały, używanie największego jest ekonomicznie najbardziej opłacalne

Abonenci bez liczników płacą za objętość na podstawie zużycia na 1 mieszkańca pomnożonego przez ich liczbę oraz zużycia na 1 m² pomnożonego przez ogrzewaną powierzchnię. Normy obowiązują przez cały rok – zawierają uśredniony wskaźnik dla różnych okresów.

Norma na 1 osobę:

1. Zużycie gazu na przygotowywanie posiłków i podgrzewanie wody za pomocą kuchenki przy centralnym zaopatrzeniu w ciepłą wodę (CWU) i centralnym ogrzewaniu – około 10 m³/miesiąc na osobę.
2. Używanie samej kuchenki bez bojlera, centralnej CWU i ogrzewania – około 11 m³/miesiąc na osobę.
3. Używanie kuchenki i podgrzewacza wody bez centralnego ogrzewania i CWU – około 23 m³/miesiąc na osobę.
4. Podgrzewanie wody podgrzewaczem – około 13 m³/miesiąc na osobę.

W różnych regionach dokładne parametry zużycia są różne. Indywidualne ogrzewanie za pomocą podgrzewacza wody kosztuje około 7 m³/m² dla ogrzewanych pomieszczeń mieszkalnych i około 26 m³/m² dla technicznych.

Na zawiadomieniu od przedsiębiorstwa instalującego liczniki można zobaczyć, jak bardzo różnią się wskaźniki zużycia z gazomierzem i bez niego

Zależność w zużyciu gazu została wskazana w SNiP 2.04.08-87. Proporcje i wskaźniki są tam inne:

• kuchenka, centralna CWU – 660 tys. kcal na osobę rocznie;
• jest kuchenka, brak CWU – 1100 tys. kcal na osobę rocznie;
• jest kuchenka, podgrzewacz wody i brak CWU – 1900 tys. kcal na osobę rocznie.

Na zużycie według norm wpływają: powierzchnia, liczba mieszkańców, poziom wyposażenia w media domowe, obecność zwierząt gospodarskich i ich pogłowie.

Parametry są zróżnicowane w zależności od roku budowy (przed 1985 i po), zastosowania działań energooszczędnych, w tym ocieplenia elewacji i innych ścian zewnętrznych.

Więcej o normach zużycia gazu na jedną osobę można przeczytać w tym materiale.

Obliczenie gazu na ogrzewanie, CWU, kuchenkę

Niezbędną ilość paliwa do ogrzewania pomieszczeń określa się na podstawie powierzchni lub kubatury pomieszczenia. W przypadku pomieszczeń o wysokości 3 metrów lub mniejszej wystarczy określić powierzchnię. Na 1 m² takich pomieszczeń średnio potrzeba 100 W.

W południowych regionach kraju parametr jednostkowy na 1 m² obniża się do 80 W, a w warunkach dalekiej północy – podnosi do 200 W na m². Podgrzewacz wody dobiera się z zapasem powyżej maksymalnego obciążenia.

Przy objętościowej metodzie obliczeń na metr sześcienny przypada od 30 do 40 W, z mniejszą wartością dla regionów południowych. Wszystkie metody sprawdzają się zimą, ale wskaźniki na 1 m² zmniejszają się w miarę spadku różnicy między temperaturą zewnętrzną a wewnętrzną z 40 stopni do 10.

Zapotrzebowanie na ogrzewanie pomieszczenia o określonej wielkości określa się przed instalacją bojlera lub systemu «ciepłej podłogi wodnej», który również może pracować z kotłem gazowym.

Maksymalne zużycie gazu przez kocioł oblicza się według wzoru V = Q/(q×sprawność/100), gdzie:

• V — objętość paliwa, m³;
• Q — moc systemu grzewczego i straty ciepła, kW;
• q — dolna wartość opałowa paliwa, kW/m³ (średnio 9,2);
• Sprawność — współczynnik sprawności kotła gazowego, zwykle 96%.

Za pomocą tego samego, ale zmodyfikowanego wzoru można obliczyć maksymalne zużycie przez płytę gazową, w tym w jednostce czasu.

Przy pomiarze zużycia gazu płynnego (LPG), zamiast dolnej wartości opałowej podstawia się jednostkowe ciepło spalania. Różni się ono dla różnych mieszanin, a dla propan-butanowej wynosi 46 MJ na kg. Sprawność kotła gazowego przy użyciu LPG spada z 96 do 88%.

Ilość paliwa dla indywidualnego CWU określa się na podstawie potrzeb na 1 osobę. Informacje znajdują się w dokumentacji dotyczącej zużycia wody, ale obliczenia można wykonać samodzielnie. Dla rodziny 4 osób wystarczy 1 podgrzanie 80 litrów na dobę, od +10 do +75 °C.

Wymaganą moc określa się wzorem Q = c×m×Δt, w którym:

• Q — właściwie wymagana moc, w kW;
• c — ciepło właściwe wody, 4 183 kJ/kg×°C;
• m — przepływ wody, kg;
• Δt — różnica temperatury początkowej i końcowej, zwykle 65 °C.

Oszczędza się paliwo poprzez metody systemowe i zewnętrzne. Korzyści dają płyty kondensacyjne, bojlery pośredniego ogrzewania z timerem. Pomocna będzie automatyka ze zmianą temperatury w pomieszczeniu z komfortowej dla człowieka na +10…+15 °C na czas nieobecności. Zewnętrzne sposoby oszczędności obejmują izolację cieplną domu i ogrzewanie podłogowe.

Na każdym metrze kwadratowym ściany zewnętrznej można zaoszczędzić do 80% gazu, a łącznie przez ściany ucieka około 15% ciepła – 4 razy więcej niż przez dach domu jednorodzinnego.

Oszczędzać gaz przy użyciu płyty grzewczej można następującymi metodami:

• «nie wypuszczać» płomienia spod dna naczyń;
• zakrywać czajniki i garnki pokrywkami;
• do zagotowania używać tylko maksymalnego ognia;
• podgrzewać jedzenie w dużych porcjach.

Zużycie gazu określa się również przed pracami dekarskimi, w palnikach do napawania. 50-litrowej butli z mieszanką propanu i powietrza wystarczy na 10,8 godzin, ponieważ zużycie wynosi około 2 kg/godz. Na 1 m² pokrycia potrzeba 0,2 kg wiosną – jesienią i 0,3–0,4 kg zimą.

Polecamy również przeczytać nasze inne artykuły, w których szczegółowo opisaliśmy, jak prawidłowo obliczyć zużycie gazu do ogrzewania domu:

1. Zużycie gazu przez kocioł stojący.
2. Obliczanie zużycia gazu do ogrzewania domu.

Liczniki do pomiaru zużywanego paliwa

Licznik mierzy ilość gazu w różnych warunkach temperatury i ciśnienia, a przy użyciu specjalnego sprzętu sprowadza uzyskany wynik do wartości, która będzie w warunkach standardowych (SU) – +20 °C i 101 kPa.

Objętość paliwa dla SU określa się wzorem Vc = V×(p×Tc/pc×T×K), gdzie

• V — objętość gazu;
• p — gęstość;
• T — temperatura termodynamiczna;
• K — współczynnik ściśliwości paliwa.

Wielkości z literą «c» — wskaźniki dla warunków standardowych, bez — dla roboczych.

W gospodarstwach domowych stosuje się liczniki membranowe, rotacyjne i ultradźwiękowe, w dużych przedsiębiorstwach – turbinowe i wirowe – to najpopularniejsze typy gazomierzy. W zakładach przemysłu gazowego objętość określa się głównie na podstawie zmiennych zmian ciśnienia w zwężkach, często między 2 połączeniami kołnierzowymi w bezpośrednim sąsiedztwie. Liczniki różnią się cechami roboczymi.

Na obrazku – klasyczny licznik membranowy (przeponowy, komorowy), w którego komorach znajdują się membrany przemieszczające się pod wpływem przepływu gazu i określające jego objętość

Membranowe przepływomierze dają minimalny błąd w obliczeniach i zużywają mało energii elektrycznej. Urządzenia działają w szerokim zakresie, ale z niskim ciśnieniem granicznym – do 0,5 bara. W gospodarstwach domowych licznik sprawdza się najlepiej, ponieważ okres międzylegalizacyjny wynosi do 10 lat przy wysokiej niezawodności urządzenia. Konstrukcja słabo reaguje na mechaniczne zanieczyszczenie gazu i jest ogólnie dość nieporęczna.

Rotacyjne, czyli rotorowe, modele nie są zależne od sieci elektrycznej, nadają się do małych obiektów przemysłowych, ale są mniej wygodne. Przy małej powierzchni do montażu i wysokiej dokładności w warunkach ostrych skoków ciśnienia, hałasują i częściej ulegają awariom. «Boją się» uderzeń pneumatycznych i zanieczyszczeń.

Ultradźwiękowe liczniki mają małe rozmiary, znacznie różnią się złożonością budowy. Akustyczne gazomierze są cenione za niezawodność i łatwość montażu. Niektóre urządzenia zawierają pamięć nieulotną. Liczniki o rozmiarach G1,6 i G2,5 są stosunkowo drogie.

Urządzenia turbinowe wykorzystuje się do pomiaru ilości gazów bytowych i agresywnych, składów wieloskładnikowych. Liczniki są powszechnie stosowane w gazociągach magistralnych, zakładach chemicznych. Urządzenia turbinowe rejestrują duże ilości gazu przy ciśnieniu do 10 MPa, znacznie różnią się rozmiarami i średnicą roboczą (DN). Są to uniwersalne przyrządy do pomiaru przepływu gazu ziemnego w przemyśle.

Licznik turbinowy stanowi fragment rury: na rysunku 1 — obudowa, 2 — prostownik przepływu gazu, 3 — mechanizm pomiarowy z turbiną, 4 — sprzęgło magnetyczne do przenoszenia obrotu na mechanizm liczący, 5 — mechanizm zliczający.

Wirowe mierzą objętość gazu ziemnego lub gazów inertnych. Pod względem zakresu pomiarowego mają przewagę nad innymi modelami. Wykrywają najmniejsze ruchy w mieszaninie gazowej i określają duże ilości gazu na średnicę. Skuteczność przepływomierza wirowego jest wprost proporcjonalna do prędkości przepływu paliwa.

Metody pomiaru stosowane w gazomierzach

Zużycie paliwa oblicza się metodami bezpośrednią i pośrednią.

W przypadku metody bezpośredniej gaz wypełnia komory pomiarowe i z nich wychodzi. Przepuszczona objętość koreluje z cyklami napełniania i opróżniania. Według opisanego principu działa zliczanie w licznikach membranowych, rotacyjnych i bębnowych.

Gazomierze z metodą pośrednią działają na podstawie wskaźników prędkości i znanego pola przekroju. Sposób zliczania bywa mechaniczny lub inny, związany z cechami licznika. W mechanice stosuje się turbinki, wirniki, elementy wyważające.

Pośrednia metoda zliczania ma również inne techniki:

• wykrywanie wirów;
• pomiar różnicy ciśnienia na zwężce;
• obliczanie przenoszenia ciepła z ogrzanego ciała;
• pomiar ciśnienia dynamicznego;
• zliczanie na podstawie ruchu ultradźwięków.

Poprawność metod pośrednich zależy od zgodności prędkości co do kierunku i przekroju. Pomagają środki przygotowania przepływu: turbulizatory, kondensatory i prostowniki strumienia. Urządzenia występują osobno lub jako elementy liczników.

Zasada działania gazomierza wirowego: opływowe ciało ma element wyważający, przez co wiry przechodzą naprzemiennie to z prawej, to z lewej strony — czujnik niczego nie zarejestruje, jeśli prędkość gazu spadnie do wartości, przy której wiry nie powstają.

Różnicę prędkości w przekroju przyrządy mogą określać jednocześnie z prędkością przepływu gazu, a tym samym zmniejszać błąd. Ten ostatni często powstaje z powodu zastoju paliwa przy ściankach. Więcej o bezpośredniej i pośredniej metodzie określania przepływu gazu przeczytasz dalej.

Jak określa się ciśnienie gazu?

Ciśnienie mierzy się bezpośrednio za pomocą manometrów lub przez dodanie ciśnienia atmosferycznego (Pb) i ciśnienia nadmiarowego (Pi). Pb mierzy się w miejscu lokalizacji przetwornika Pi, jeśli ten znajduje się w zamkniętej przestrzeni i panuje w nim nadciśnienie lub podciśnienie.

Manometry mierzą ciśnienie i pośrednio prędkość przepływu gazu, co pomaga określać ilość zużywanego paliwa, a także obliczać korzyść z licznika.

Otwór do poboru ciśnienia dla rur pionowych i poziomych umieszcza się promieniowo. Na poprzecznym rurociągu umieszcza się go w górnej połowie przekroju.

W przepływomierzach bez określonego otworu pobór wykonuje się przed licznikiem, w odległości od 1 do 3 średnic rurociągu, z punktem odniesienia od kołnierza wejściowego gazomierza.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Obliczeniowe zużycie gazu przez kocioł przy określonej mocy:

Duże zużycie gazu przy użyciu butli gazowych w samochodzie:

Proste sposoby, dzięki którym można zmniejszyć zużycie paliwa w mieszkaniu/domu:

Czas pokazał, że w swoim mieszkaniu lepiej mieć jeden lub kilka liczników. Tylko przy dużych ilościach zużycia i wysokiej cenie gazomierzy opłata według norm staje się opłacalna. W warunkach domowych do pomiaru zużycia gazu stosuje się przepływomierze z wirnikami i membranami oraz inteligentnym zliczaniem.

Do celów komercyjnych stosuje się turbinowe, wirowe i lewitacyjne. Do najbardziej dokładnych pomiarów w warunkach laboratoryjnych instaluje się modele bębnowe. Niewystarczająco mieć gazomierz, czasami trzeba samemu obliczyć. Określać obliczeniową ilość gazu dla bieżących i planowanych potrzeb należy według wzorów lub razem z zaproszonym specjalistą.

Proszę pisać komentarze na temat artykułu. Proszę opowiedzieć, czy zdarzyło się Państwu samodzielnie określać zużycie gazu, a jeśli tak, w jakim celu. Proszę zadawać pytania w formularzu znajdującym się pod artykułem.