Zużycie gazu kotła podłogowego: dobowe normatywne zużycie + przykład obliczeń z wzorami

Przy wyborze urządzeń kotłowych do systemu grzewczego w głowie uporczywie kołacze się bardzo niepokojąca myśl – jak żarłoczny okaże się agregat? Z pewnością odpowiedź pojawi się, gdy ogrzewanie zacznie działać, a licznik zacznie liczyć zużycie gazu kotła podłogowego, sumiennie nakręcając obroty. Jednak będzie już za późno na ubolewanie, jeśli kwoty do zapłaty za gaz nie ucieszą…

Kompetentni sprzedawcy-doradcy oczywiście odpowiadają na większość pojawiających się pytań, zawsze można zwrócić się o pomoc do wykwalifikowanego inżyniera, ale dobrze jest samemu mieć przynajmniej podstawową wiedzę.

Dowiedz się z tego artykułu jak najwięcej o metodach obliczania zużycia nośnika energii oraz czynnikach, które koniecznie trzeba uwzględnić w obliczeniach. Poniżej czekają na Państwa nie tylko nudne wzory, ale także przykłady. Na końcu – o tym, co można zrobić, aby zmniejszyć zużycie gazu.

Co wpływa na zużycie gazu?

Zużycie paliwa jest determinowane, po pierwsze, mocą – im mocniejszy kocioł, tym intensywniej zużywany jest gaz. Przy tym trudno jest wpływać z zewnątrz na tę zależność.

Nawet jeśli Państwo ściszą 20-kilowatowe urządzenie do minimum, i tak będzie ono zużywać więcej paliwa niż jego mniej wydajny 10-kilowatowy odpowiednik włączony na maksimum.

Z tej tabeli widać, jaka jest zależność między ogrzewaną powierzchnią a mocą kotła gazowego. Im mocniejszy kocioł, tym jest droższy. Ale im większa powierzchnia ogrzewanych pomieszczeń, tym szybciej kocioł się zwraca.

Po drugie, bierzemy pod uwagę typ kotła i zasadę jego działania:

• otwarta lub zamknięta komora spalania;
• konwekcyjny lub kondensacyjny;
• zwykły komin lub koncentryczny;
• jeden obieg lub dwa obiegi;
• obecność automatycznych czujników.

W zamkniętej komorze paliwo spalane jest bardziej ekonomicznie niż w otwartej komorze. Sprawność agregatu kondensacyjnego dzięki wbudowanemu dodatkowemu wymiennikowi ciepła do kondensacji par obecnych w produkcie spalania wzrasta do 98-100% w porównaniu z 90-92% sprawności agregatu konwekcyjnego.

Z kominem koncentrycznym również wzrasta wartość sprawności — zimne powietrze z zewnątrz jest podgrzewane przez rozgrzaną rurę wydechową. Z powodu drugiego obiegu następuje oczywiście wzrost zużycia gazu, ale kocioł gazowy w tym przypadku obsługuje nie jeden, a dwa systemy — ogrzewanie i ciepłą wodę użytkową.

Automatyczne czujniki – użyteczna rzecz, wychwytują temperaturę zewnętrzną i dostosowują pracę kotła do optymalnego trybu.

Po trzecie, spójrzmy na stan techniczny urządzenia i jakość samego gazu. Kamień i zgorzelina na ściankach wymiennika ciepła znacznie obniżają wymianę ciepła, a jej niedobór trzeba kompensować zwiększeniem mocy.

Niestety, gaz może zawierać domieszki wody i inne, ale zamiast zgłaszać pretensje dostawcom, przełączamy regulator mocy o kilka działek w stronę maksymalnego oznaczenia.

Jedną z nowoczesnych, wysokowydajnych modeli jest stojący kondensacyjny kocioł gazowy marki Baxi Power o mocy 160 kW. Taki kocioł ogrzewa 1600 m² powierzchni, czyli duży dom o kilku kondygnacjach. Przy tym według danych z karty katalogowej zużywa gazu ziemnego 16,35 m³ na godzinę i ma sprawność 108%.

I po czwarte, powierzchnia ogrzewanych pomieszczeń, naturalne straty ciepła, długość sezonu grzewczego, cechy pogodowe. Im większa powierzchnia, im wyższe sufity, im więcej pięter, tym więcej paliwa będzie potrzebne do ogrzania takiego pomieszczenia.

Uwzględniamy pewne straty ciepła przez okna, drzwi, ściany, dach. Rok nie przypomina roku, zdarzają się ciepłe zimy i trzaskające mrozy – pogody nie przewidzisz, ale metry sześcienne gazu zużywanego do ogrzewania zależą od niej bezpośrednio.

Szybkie wstępne obliczenia

W przybliżeniu oszacować na oko, ile gazu będzie zużywał Pański kocioł gazowy, jest dość proste.

Będziemy wychodzić albo od objętości ogrzewanego pomieszczenia, albo od jego powierzchni:

• w pierwszym przypadku korzystamy z normy 30-40 W/m³;
• w drugim przypadku — 100 W/m².

Normy zostały przyjęte z uwzględnieniem wysokości sufitu w pomieszczeniu do 3 metrów. Jeśli mieszka Pan w południowych regionach, liczby można zmniejszyć o 20-25%, a dla północy, przeciwnie, zwiększyć o połowę lub dwukrotnie. Tj. w drugim przypadku przyjąć np. 75-80 W/m² lub 200 W/m².

Mnożąc odpowiednią normę przez objętość lub powierzchnię, otrzymamy, ile watów mocy kotła jest potrzebne do ogrzania pomieszczenia. Dalej wychodzimy z standardowego stwierdzenia, że nowoczesne urządzenia gazowe zużywają 0,112 m³ gazu na wytworzenie 1 kW mocy cieplnej.

Ponownie mnożymy — tym razem normę zużycia gazu (liczba 0,112) przez uzyskaną w poprzednim mnożeniu moc kotła (nie zapominamy przeliczyć watów na kW). Otrzymujemy przybliżone zużycie gazu na godzinę.

Kocioł zwykle pracuje 15-16 godzin na dobę. Obliczamy dzienne zużycie gazu. A gdy znane jest już dzienne zużycie, łatwo określamy zużycie gazu na miesiąc i na cały sezon grzewczy. Obliczenia są przybliżone, ale wystarczające, aby zrozumieć samą zasadę obliczeń i oczekiwane zużycie gazu.

Zwykła maszyna licząca jest w zupełności wystarczająca, aby obliczyć zużycie gazu. Jeśli nie chcecie Państwo zagłębiać się w wzory obliczeniowe, korzystajcie w sieci z programów kalkulatorów online. Wprowadzacie dane początkowe i od razu otrzymujecie wynik.

Przykład.

Załóżmy, że powierzchnia pomieszczenia wynosi 100 m².

Obliczymy moc kotła: 100 W/m² * 100 m² = 10000 W (lub 10 kW).

Obliczymy zużycie gazu na godzinę: 0,112 m³ * 10 kW = 1,12 m³/h.

Obliczymy zużycie gazu na dobę (16 godzin pracy), na miesiąc (30 dni), na cały sezon grzewczy (7 miesięcy):

1,12 m³ * 16 = 17,92 m³
17,92 m³ * 30 = 537,6 m³
537,6 m³ * 7 = 3763,2 m³

Uwaga: można od razu określić miesięczną i sezonową pobieraną moc kotła w kWh, a następnie przeliczyć ją na zużycie gazu.

10 kW * 24/3*2 * 30 = 4800 kWh — za miesiąc
0,112 m³ * 4800 kWh = 537,6 m³
4800 kWh * 7 = 33600 kWh — za sezon
0,112 m³ * 33600 kWh = 3763,2 m³

Pozostaje wziąć bieżącą taryfę na gaz i przeliczyć wynik na pieniądze. A jeśli w projekcie jest instalacja systemu dwufunkcyjnego, który będzie nie tylko ogrzewał dom, ale także podgrzewał wodę na potrzeby bytowe, dodajcie do mocy urządzenia, a tym samym do zużycia gazu kotłami gazowymi stojącymi ogrzewania jeszcze 25%.

Najprostsze termowizory kosztują nie mniej niż 300 dolarów, a cena profesjonalnych zaczyna się od kilku tysięcy, ale te urządzenia pokazują wszystkie miejsca, przez które do domu wchodzi zimne powietrze i ucieka ciepło na zewnątrz.

Kocioł podłączony do magistrali gazowej

Omówimy algorytm obliczeń, umożliwiający dokładne określenie zużycia błękitnego paliwa dla agregatu zainstalowanego w domu lub mieszkaniu z podłączeniem do scentralizowanych sieci gazowniczych.

Obliczanie zużycia gazu za pomocą wzorów

W celu dokładniejszego obliczenia moc agregatów gazowych grzewczych oblicza się według wzoru:

Moc kotła = Q_t * K,

gdzie
Q_t — planowane straty ciepła, kW;
K — współczynnik korekcyjny (od 1,15 do 1,2).

Planowane straty ciepła (w W) z kolei oblicza się następująco:

Q_t = S * ∆t * k / R,

gdzie

S — całkowita powierzchnia powierzchni osłonowych, m²;
∆t — różnica temperatur wewnętrznej/zewnętrznej, °C;
k — współczynnik rozpraszania;
R — wartość oporu cieplnego materiału, m²•°C/W.

Wartość współczynnika rozpraszania:

• budynek drewniany, konstrukcja metalowa (3,0 — 4,0);
• mur z jednej cegły, stare okna i dach (2,0 — 2,9);
• podwójny mur ceglany, standardowy dach, drzwi, okna (1,1 – 1,9);
• ściany, dach, podłoga z izolacją, podwójne szyby zespolone (0,6 – 1,0).

Wzór do obliczenia maksymalnego godzinowego zużycia gazu na podstawie uzyskanej mocy:

Objętość gazu = Q_max / (Qr * ŋ),

gdzie
Q_max — moc urządzenia, kcal/h;
Q_r — wartość opałowa gazu ziemnego (8000 kcal/m3);
ŋ — sprawność kotła.

Aby określić zużycie paliwa gazowego, wystarczy pomnożyć dane, z których część należy pobrać z karty technicznej kotła, a część z podręczników budowlanych opublikowanych w internecie.

Zastosowanie wzorów na przykładzie

Załóżmy, że mamy budynek o powierzchni całkowitej 100 m2. Wysokość budynku — 5 m, szerokość — 10 m, długość — 10 m, dwanaście okien o wymiarach 1,5 x 1,4 m. Temperatura wewnętrzna/zewnętrzna: 20 °C/-15 °C.

Obliczamy powierzchnię przegród zewnętrznych:

1. Podłoga 10 * 10 = 100 m2
2. Dach: 10 * 10 = 100 m2
3. Okna: 1,5 * 1,4 * 12 szt. = 25,2 m2
4. Ściany: (10 + 10 + 10 + 10) * 5 = 200 m2
   Po odjęciu okien: 200 – 25,2 = 174,8 m2

Wartość oporu cieplnego materiałów (wzór):

R = d / λ, gdzie
d – grubość materiału, m
λ – współczynnik przewodzenia ciepła materiału, W/(m·°C).

Obliczamy R:

1. Dla podłogi (wylewka betonowa 8 cm + wełna mineralna 150 kg/m³ x 10 cm) R (podłoga) = 0,08 / 1,75 + 0,1 / 0,037 = 0,14 + 2,7 = 2,84 (m²·°C/W)
2. Dla dachu (panele sandwich z wełny mineralnej 12 cm) R (dach) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (m²·°C/W)
3. Dla okien (szyba zespolona dwukomorowa) R (okna) = 0,49 (m²·°C/W)
4. Dla ścian (panele sandwich z wełny mineralnej 12 cm) R (ściany) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (m²·°C/W)

Wartości współczynników przewodzenia ciepła dla różnych materiałów zostały wypisane z podręcznika.

Nabierz nawyku regularnego odczytywania wskazań licznika, zapisywania ich i dokonywania analizy porównawczej z uwzględnieniem intensywności pracy kotła, warunków pogodowych itp. Eksploatuj kocioł w różnych trybach, poszukuj optymalnego obciążenia.

Teraz obliczymy straty ciepła.

Q (podłoga) = 100 m² * 20 °C * 1/ 2,84 (m²*K)/W = 704,2 W = 0,8 kW
Q (dach) = 100 m² * 35 °C *1 / 3,24 (m²*K)/W = 1080,25 W = 8,0 kW
Q (okna) = 25,2 m² * 35 °C * 1/ 0,49 (m²*K)/W = 1800 W = 6,3 kW
Q (ściany) = 174,8 m² * 35 °C * 1/ 3,24 (m²*K)/W = 1888,3 W = 5,5 kW

Straty ciepła przegród zewnętrznych:

Q (ogólne) = 704,2 + 1080,25 + 1800 + 1888,3 = 5472,75 W/h

Można dodać również stratę ciepła na wentylację. Aby ogrzać 1 m³ powietrza z –15 °C do +20 °C potrzeba 15,5 W energii cieplnej. Człowiek zużywa około 9 l powietrza na minutę (0,54 metra sześciennego na godzinę).

Załóżmy, że w naszym domu przebywa 6 osób. Potrzebują one 0,54 * 6 = 3,24 m3 powietrza na godzinę. Obliczamy stratę ciepła na wentylację: 15,5 * 3,24 = 50,22 W.

I sumaryczne straty ciepła: 5472,75 W/h + 50,22 W = 5522,97 W = 5,53 kW.

Po przeprowadzeniu obliczenia termotechnicznego, najpierw oblicza się moc kotła, a następnie zużycie gazu na godzinę w kotle gazowym w metrach sześciennych:

Moc kotła = 5,53 * 1,2 = 6,64 kW (zaokrąglamy do 7 kW).

Aby skorzystać ze wzoru do obliczania zużycia gazu, przeliczmy uzyskany wskaźnik mocy z kilowatów na kilokalorie: 7 kW = 6018,9 kcal. I przyjmijmy sprawność kotła = 92% (producenci nowoczesnych gazowych kotłów stojących deklarują ten wskaźnik w zakresie 92 – 98%).

Maksymalne godzinowe zużycie gazu = 6018,9 / (8000 * 0,92) = 0,82 m³/h.

Kocioł zasilany z zbiornika gazu lub butli

Wzór: Objętość gazu = Qmax / (Qr * ŋ) nadaje się do określenia zapotrzebowania na różne paliwa, w tym na gaz płynny. Weźmy z poprzedniego przykładu otrzymany wskaźnik mocy kotła — 7 kW. Jeśli dla takiego kotła wymagane jest 0,82 m³/h gazu ziemnego, to ile wtedy będzie potrzeba propanu-butanu?

Mniej więcej raz w tygodniu z butlami gazowymi będzie Pan musiał jechać na stację benzynową, a to wiąże się z kosztami transportu i stratą czasu osobistego. Nieprzyjemną niespodziankę może przynieść także spadek temperatury poniżej zera, jeśli butle gazowe stoją na zewnątrz. W zamrożonej butli gaz nie zamarza, ale nie paruje, zamieniając się w ciecz. I kocioł przestaje działać.

Aby obliczyć, trzeba znać jego wartość opałową. Jednostkowe ciepło spalania (to jest właśnie charakterystyka opałowa) skroplonych węglowodorów w megadżulach – 46,8 MJ/kg lub 25,3 MJ/l. W kilowatogodzinach – 13,0 kWh/kg i 7,0 kWh/l odpowiednio.

Pozostawmy sprawność gazowego kotła grzewczego na poziomie 92% i obliczymy godzinne zapotrzebowanie na gaz:

Objętość gazu = 7 / (13 * 0,92) = 0,59 kg/h

Jeden litr skroplonego gazu waży 0,54 kg, w ciągu godziny kocioł spali 0,59 / 0,54 = 1,1 l propanu-butanu. Teraz obliczamy, ile skroplonego gazu zużywa kocioł gazowy na dobę i na miesiąc.

Jeśli kocioł będzie pracował przez 16 godzin, to na dobę — 17,6 litrów, na miesiąc (30 dni) – 528 litrów. W zwykłej 50-litrowej butli znajduje się około 42 litrów gazu. Oznacza to, że dla naszego domu o powierzchni 100 m² potrzeba będzie 528 / 42 = 13 butli na miesiąc.

Gazogaz z zapasem objętości pozwala oszczędzać na gazie. Koszt tankowania jesienią rośnie, wiosna – okres spadku cen. Proszę maksymalnie napełniać zbiornik wiosną.

Instalacja zbiornika gazu jest o wiele wygodniejsza niż wymiana pustych butli na pełne. Zbiornik gazu wystarczy uzupełnić 2-3 razy przez cały sezon grzewczy.

Jak zminimalizować zużycie gazu

Aby płacić mniej za gaz zużywany przez kocioł podłogowy i nie robić wielkich oczu na widok kolejnego rachunku, należy stosować się do następujących zaleceń.

Przede wszystkim proszę zwrócić uwagę na kocioł kondensacyjny – obecnie najbardziej ekonomiczny. Jego sprawność sięga 98–100% i więcej. Cena jest wysoka, ale się opłaci i wkrótce zwróci. Dla każdego modelu proszę przeczytać opinie klientów.

Jeśli podgrzewanie wody nie jest potrzebne, proszę wybrać kocioł jednofunkcyjny. W systemie dwufunkcyjnym w zapotrzebowaniu na gaz uwzględniono dodatkowo niepotrzebne 20–25%.

Po drugie, należy solidnie ocieplić nie tylko ściany, ale także dach, podłogę wraz z fundamentem i piwnicą. Zamontować energooszczędne pakiety okienne. Użyć kamery termowizyjnej. Wszystkie mostki termiczne muszą zostać znalezione i wyeliminowane. Przy wejściu do domu (korytarz, hol, przedsionek) proszę zainstalować ogrzewanie podłogowe.

Po trzecie, proszę stosować timery i czujniki. Ustawiona przez Państwa temperatura ogrzewania powietrza w pomieszczeniu będzie regulowana automatycznie – na przykład grzejniki będą się nagrzewać w nocy i nieco ochładzać w ciągu dnia.

Jeśli planują Państwo opuścić dom na tydzień, można ustawić system ogrzewania na czas nieobecności na minimum, z powrotem do normalnego trybu pracy przed przyjazdem. Raz w roku potrzebny jest przegląd techniczny z czyszczeniem zatorów i kamienia kotłowego z wymiennika ciepła, śladów sadzy z palnika, sadzy z komina.

Nie należy eksploatować kotła na maksymalnych parametrach. W jego danych technicznych przewidziano 10–20% rezerwy mocy na sytuacje awaryjne i rekordowo mroźne zimy. Niech Państwo nie spieszą się z przestawianiem regulatora temperatury o kolejną działkę. Drobnostka, ale wpłynie na średnie miesięczne zużycie gazu.

Po czwarte, proszę zamontować w systemie grzewczym zbiornik buforowy, w którym będzie znajdować się pewien zapas czynnika grzewczego (gorącej wody). Dzięki temu „termosowi”, zasilającemu przez pewien czas grzejniki przy wyłączonym kotle, udaje się zaoszczędzić do 20% paliwa.

Po piąte, nie należy ignorować prawidłowego wietrzenia. Stale uchylone skrzydło okienne wyniesie na zewnątrz więcej ciepła niż okno otwarte na oścież na pięć minut.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

W zamieszczonych poniżej filmach mowa jest o zużyciu gazu dla kotłów stojących.

Ogrzewanie gazem płynnym (propan). Zużycie paliwa, doświadczenie osobiste:

Zużycie gazu przez stojący kocioł gazowy HOT SPOT 12 kW (opinia użytkownika):

Gaz to poszukiwany zasób energii, problem oszczędzania zarówno samego zasobu, jak i środków na jego opłacenie nie traci na aktualności.

Rozsądne zużycie gazu to zarówno dobry, ekonomiczny kocioł, jak i profesjonalny montaż systemu grzewczego oraz walka z utratą ciepła. Wysoka sprawność urządzenia to gwarancja długoterminowych oszczędności na wydatkach na gaz.

Jeśli wątpią Państwo w dokładność samodzielnych obliczeń, proszę poprosić o pomoc wykwalifikowanego specjalistę, który zna najdrobniejsze niuanse wzorów. Jego autorytatywna opinia uchroni Państwa przed błędami zarówno na etapie projektowania systemu grzewczego, jak i podczas jego eksploatacji.