Gemiddeld gasverbruik voor het verwarmen van een huis van 150 m²: voorbeeldberekeningen en beoordeling van thermische formules

De financiering van het stookseizoen vormt een aanzienlijk deel van het budget dat aan woningonderhoud wordt besteed.Het kennen van de prijs en het gemiddelde gasverbruik voor het verwarmen van een huis van 150 m2², kunt u vrij nauwkeurig de kosten voor het verwarmen van het pand bepalen. Deze berekeningen zijn eenvoudig zelf uit te voeren zonder te betalen voor de diensten van verwarmingsingenieurs.

U leert alles over de normen voor gasverbruik en methoden voor het berekenen van het blauwe brandstofverbruik uit het artikel dat we hebben gepresenteerd. Wij vertellen u hoeveel energie er nodig is om de warmteverliezen thuis tijdens het stookseizoen te compenseren. Wij vertellen u welke formules u bij de berekeningen moet gebruiken.

Verwarming van chalets

Het berekenen van het gasverbruik dat nodig is om een ​​huis te verwarmen, zal de moeilijkste taak zijn berekening van warmteverlies, die het verwarmingssysteem tijdens bedrijf volledig moet compenseren.

Het complex van warmteverliezen hangt af van het klimaat, de ontwerpkenmerken van het gebouw, de gebruikte materialen en de bedrijfsparameters van het ventilatiesysteem.

Berekening van de gecompenseerde hoeveelheid warmte

Het verwarmingssysteem van elk gebouw moet het warmteverlies compenseren Q (W) tijdens de koude periode. Ze gebeuren om twee redenen:

1. warmte-uitwisseling via de omtrek van het huis;
2. warmteverlies als gevolg van koude lucht die via het ventilatiesysteem binnendringt.

Formeel warmteverlies via de muur en het dak Q_tp kan worden berekend met de volgende formule:

Q_tp = S * dT / R,

Waar:

• S – oppervlakte (m²);
• dT – temperatuurverschil tussen kamer- en straatlucht (°C);
• R – indicator van weerstand tegen warmteoverdracht van materialen (m² * °C/W).

De laatste indicator (ook wel de “thermische weerstandscoëfficiënt” genoemd) kan worden ontleend aan de tabellen die bij de bouwmaterialen of producten zijn gevoegd.

Het warmteverlies van het huis hangt in grote mate af van het type raam met dubbele beglazing. De hoge prijs van geïsoleerde ramen zal gerechtvaardigd zijn vanwege brandstofbesparing

Voorbeeld. Laat de buitenmuur van de kamer een oppervlakte hebben van 12 m², waarvan 2m² beslaat een raam.

De indicatoren voor de warmteoverdrachtsweerstand zijn als volgt:

• Cellenbetonblokken D400: R = 3.5.
• Dubbel glas met argon “4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I”: R = 0.75.

In dit geval zal bij kamertemperatuur “+22°С” en straattemperatuur – “–30°С” het warmteverlies uit de buitenmuur van de kamer:

• Q_tp (muur) = 10 * (22 – (– 30)) / 3,5 = 149 W:
• Q_tp (raam) = 2 * (22 – (– 30)) / 0,75 = 139 W:
• Q_tp = Q_tp (muur) + Q_tp (raam) = 288 W.

Deze berekening geeft het juiste resultaat, mits er geen sprake is van ongecontroleerde luchtuitwisseling (infiltratie).

Het kan in de volgende gevallen voorkomen:

• De aanwezigheid van structurele gebreken, zoals het loszitten van raamkozijnen aan de muren of het loslaten van isolatiemateriaal. Ze moeten geëlimineerd worden.
• Veroudering van een gebouw, met als gevolg spanen, scheuren of holtes in het metselwerk. In dit geval is het noodzakelijk om correctiefactoren in te voeren in de warmteoverdrachtsweerstand van materialen.

Op dezelfde manier is het noodzakelijk om het warmteverlies via het dak te bepalen als het object zich op de bovenste verdieping bevindt. Via de vloer treedt enig aanzienlijk energieverlies alleen op als er een onverwarmde, geventileerde kelderruimte is, zoals een garage. Er gaat vrijwel geen warmte de grond in.

Om de warmteoverdrachtsweerstandsindex van meerlaagse materialen te berekenen, is het noodzakelijk om de indicatoren van individuele lagen samen te vatten. Meestal worden alleen de meest niet-thermisch geleidende materialen meegenomen voor berekeningen

Laten we eens kijken naar de tweede reden voor warmteverlies: gebouwventilatie. Energieverbruik voor het verwarmen van de toevoerlucht (Q_V) kan worden berekend met de formule:

Q_V = L * q * c * dT, Waar:

• L – luchtstroom (m³ / H);
• Q – luchtdichtheid (kg/m³);
• C – specifieke warmtecapaciteit van de binnenkomende lucht (kJ/kg *°C);
• dT – temperatuurverschil tussen kamer- en straatlucht (°C).

De specifieke warmtecapaciteit van lucht in het temperatuurbereik dat voor ons van belang is [–50.. +30 °C] is gelijk aan 1,01 kJ / kg * °C of, vertaald naar de afmeting die we nodig hebben: 0,28 W * h / kg * °C. De luchtdichtheid is afhankelijk van temperatuur en druk, maar voor berekeningen kunt u een waarde van 1,3 kg / m nemen³.

Voorbeeld. Voor een kamer van 12 m² bij hetzelfde temperatuurverschil als in het vorige voorbeeld zal het warmteverlies door ventilatie:

Q_V = (12 * 3) * 1,3 * 0,28 * (22 – (– 30)) = 681 W.

Ontwerpers nemen de luchtstroom volgens SNiP 41-01-2003 (in ons voorbeeld 3 m³ / uur op 1 m² woonkamer), maar deze waarde kan aanzienlijk worden verlaagd door de eigenaar van het gebouw.

In totaal bedraagt ​​het totale warmteverlies van de modelkamer:

Q = Q_tp + Q_V = 969 W.

Om het warmteverlies per dag, week of maand te berekenen, moet je de gemiddelde temperatuur voor deze perioden kennen.

Uit de bovenstaande formules wordt duidelijk dat bij de berekening van het volume gas dat zowel voor een korte periode als voor het gehele koude seizoen wordt verbruikt, rekening moet worden gehouden met het klimaat van het gebied waar de verwarmde installatie zich bevindt.Daarom kunnen beproefde standaardoplossingen alleen worden gebruikt voor vergelijkbare natuurlijke omstandigheden.

Om vergelijkbare klimaatparameters te bepalen, kunt u kaarten gebruiken met de gemiddelde maandelijkse temperaturen in de winter. Ze zijn gemakkelijk te vinden op internet

Met de complexe geometrie van het huis en de verscheidenheid aan materialen die worden gebruikt bij de constructie en isolatie, kunt u de diensten van specialisten gebruiken om de benodigde hoeveelheid warmte te berekenen.

Manieren om warmteverlies te minimaliseren

De kosten voor het verwarmen van een huis vormen een aanzienlijk deel van de kosten voor het onderhoud ervan. Daarom is het redelijk om bepaalde soorten werkzaamheden uit te voeren die gericht zijn op het verminderen van warmteverlies plafond isolatie, huismuren, vloer isolatie en aanverwante structuren.

Sollicitatie externe isolatieschema's en van binnenuit kan dit cijfer aanzienlijk worden verminderd. Dit geldt vooral voor oude gebouwen met ernstige slijtage aan muren en plafonds. Dezelfde polystyreenschuimplaten kunnen niet alleen bevriezing verminderen of volledig elimineren, maar ook de luchtinfiltratie door de beschermde coating minimaliseren.

Er kunnen ook aanzienlijke besparingen worden bereikt als de zomerruimtes van het huis, zoals veranda's of de zolderverdieping, niet zijn aangesloten op verwarming. In dit geval zal de omtrek van het verwarmde deel van het huis aanzienlijk worden verkleind.

Door de zolderverdieping alleen in de zomer te gebruiken, bespaart u aanzienlijk op de kosten voor het verwarmen van het huis in de winter. In dit geval moet het plafond van de bovenverdieping echter goed geïsoleerd zijn

Als u zich strikt houdt aan de normen voor ventilatie van gebouwen, die zijn voorgeschreven in SNiP 41-01-2003, zal het warmteverlies door luchtuitwisseling hoger zijn dan door bevriezing van de muren en het dak van het gebouw.Deze regels zijn verplicht voor ontwerpers en eventuele rechtspersonen als de panden worden gebruikt voor productie of dienstverlening. Bewoners van het huis kunnen echter naar eigen goeddunken de in het document gespecificeerde waarden verlagen.

Om de koude lucht die van de straat komt te verwarmen, kunt u bovendien warmtewisselaars gebruiken in plaats van apparaten die elektriciteit of gas verbruiken. Zo kan een gewone platenwarmtewisselaar meer dan de helft van de energie besparen, en een complexer apparaat met koelvloeistof kan ongeveer 75% besparen.

Berekening van het benodigde gasvolume

Het verbrande gas moet het warmteverlies compenseren. Om dit te doen, is het, naast het warmteverlies van het huis, noodzakelijk om de hoeveelheid energie te kennen die vrijkomt bij de verbranding, die afhangt van het rendement van de ketel en de calorische waarde van het mengsel.

Ketelkeuzeregel

Bij de keuze van de verwarming moet rekening worden gehouden met het warmteverlies van het huis. Het zou voldoende moeten zijn voor de periode waarin de jaarlijkse minimumtemperaturen worden bereikt. In het paspoort van de vloer of wandgemonteerde gasboiler Hiervoor is de parameter “nominaal thermisch vermogen” verantwoordelijk, die wordt gemeten in kW voor huishoudelijke apparaten.

Omdat elke constructie een thermische traagheid heeft, wordt voor het berekenen van het vereiste ketelvermogen meestal de minimumtemperatuur uit de koudste periode van vijf dagen gehaald. Voor een specifiek gebied is het te vinden bij organisaties die betrokken zijn bij het verzamelen en verwerken van meteorologische informatie, of uit Tabel 1. SNiP 23-01-99 (kolom nr. 4).

Fragment van tabel 1 uit SNiP 23/01/99. Hiermee kunt u de nodige gegevens verkrijgen over het klimaat van het gebied waar de verwarmde installatie zich bevindt

Als het ketelvermogen de indicator overschrijdt die voldoende is om de kamer te verwarmen, leidt dit niet tot een toename van het gasverbruik.In dit geval zal de periode van stilstand van de apparatuur langer zijn.

Soms is er een reden om voor een ketel met iets lager vermogen te kiezen. Dergelijke apparaten kunnen zowel in aanschaf als in gebruik veel goedkoper zijn. In dit geval is het echter noodzakelijk om een ​​back-upwarmtebron te hebben (bijvoorbeeld een verwarming compleet met een gasgenerator), die kan worden gebruikt bij strenge vorst.

De belangrijkste indicator voor het rendement en de zuinigheid van een ketel is de efficiëntiefactor. Voor moderne huishoudelijke apparatuur varieert dit van 88 tot 95%. Het rendement staat vermeld in het toestelpaspoort en wordt gebruikt bij de berekening van het gasverbruik.

Formule voor warmteafgifte

Om het verbruik van natuurlijk of vloeibaar gas correct te berekenen voor het verwarmen van een huis met een oppervlakte van ongeveer 150 m² Het is noodzakelijk om nog een indicator te vinden: de calorische waarde (soortelijke verbrandingswarmte) van de geleverde brandstof. Volgens het SI-systeem wordt dit gemeten in J/kg voor vloeibaar gas of in J/m³ voor natuurlijk.

Gastanks (containers voor de opslag van vloeibaar gas) worden gekenmerkt in liters. Om erachter te komen hoeveel brandstof er in kilogram in zit, kunt u de verhouding 0,54 kg / 1 l gebruiken

Er zijn twee waarden voor deze indicator: lagere calorische waarde (H_l) en hoogste (H_H). Het hangt af van de vochtigheid en temperatuur van de brandstof. Neem bij het berekenen de indicator H_l – dit moet u navragen bij uw gasleverancier.

Als dergelijke informatie niet beschikbaar is, kunnen de volgende waarden in de berekeningen worden gebruikt:

• voor aardgas H_l = 33,5 mJ/m³;
• voor vloeibaar gas H_l = 45,2 mJ/kg.

Rekening houdend met het feit dat 1 mJ = 278 W * h, verkrijgen we de volgende calorische waarden:

• voor aardgas H_l = 9,3 kW * u / m³;
• voor vloeibaar gas H_l = 12,6 kW * uur / kg.

De hoeveelheid gas die gedurende een bepaalde periode is verbruikt V (M³ of kg) kan worden berekend met de volgende formule:

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

• Q – warmteverlies van het gebouw (kW);
• E – duur van de verwarmingsperiode (h);
• H_l – minimale calorische waarde van gas (kW * h/m³);
• K – Ketelefficiëntie.

Voor vloeibaar gasafmetingen H_l gelijk aan kW * h / kg.

Voorbeeld van het berekenen van het gasverbruik

Laten we bijvoorbeeld een typisch geprefabriceerd houten huisje met twee verdiepingen nemen. Regio – Altai-territorium, Barnaoel.

De afmeting van het huisje is 10 x 8,5 m. De hoek van het zadeldak is 30°. Dit project kenmerkt zich door een warme zolder, een relatief groot glasoppervlak, het ontbreken van een kelder en uitstekende delen van de woning

Stap 1. Laten we de belangrijkste parameters van het huis berekenen om het warmteverlies te berekenen:

• Vloer. Bij het ontbreken van een geventileerde kelder kunnen verliezen via de vloer en fundering verwaarloosd worden.
• Raam. Dubbele beglazing “4M1 – 16Ar – 4M1 – 16Ar – 4I”: R_O = 0,75. Beglazingsgebied S_O = 40 meter².
• Muren. Het oppervlak van de langs(zij)muur is 10 * 3,5 = 35 m². Het oppervlak van de dwarse (gevel) muur is 8,5 * 3,5 + 8,5² * tg(30) / 4 = 40 meter². Het totale omtrekoppervlak van het gebouw is dus 150 m2², en rekening houdend met de gewenste beglazing S_S = 150 – 40 = 110 meter².
• Muren. De belangrijkste thermische isolatiematerialen zijn gelamineerd hout, 200 mm dik (R_B = 1,27) en basaltisolatie, 150 mm dik (R_u = 3,95). Totale warmteoverdrachtsweerstand voor een muur R_S = R_B + R_u = 5.22.
• Dak. De isolatie volgt volledig de vorm van het dak. Dakoppervlak zonder overstekken S_k = 10 * 8,5 / cos (30) = 98 meter².
• Dak. De belangrijkste thermische isolatiematerialen zijn voering, 12,5 mm dik (R_v = 0,07) en basaltisolatie, 200 mm dik (R_u = 5,27). Totale warmteoverdrachtsweerstand voor een dak R_k = R_v + R_u = 5.34.
• Ventilatie. Laat de luchtstroom niet berekenen op basis van de oppervlakte van het huis, maar rekening houdend met de vereisten om een ​​waarde van minimaal 30 m te garanderen³ per persoon per uur. Aangezien er dan permanent 4 personen in het huisje wonen L = 30 * 4 = 120 m³ / H.

Stap. 2. Laten we het vereiste ketelvermogen berekenen. Als de apparatuur al is aangeschaft, kan deze stap worden overgeslagen.

Voor onze berekeningen hoeven we slechts twee indicatoren van een gasboiler te kennen: efficiëntie en nominaal vermogen. Ze moeten worden geregistreerd in het apparaatpaspoort

De temperatuur van de koudste periode van vijf dagen is “–41 °C”. Laten we een comfortabele temperatuur nemen van “+24 °C”. Het gemiddelde temperatuurverschil over deze periode zal dus zijn dT = 65°C.

Laten we het warmteverlies berekenen:

• via ramen: Q_O = S_O * dT / R_O = 40 * 65 / 0,75 = 3467 W;
• door muren: Q_S = S_S * dT / R_S = 110 * 65 / 5,22 = 1370 W;
• door het dak: Q_k = S_k * dT / R_k = 98 * 65 / 5,34 = 1199 W;
• door ventilatie: Q_v = L * Q * C * dT = 120 * 1,3 * 0,28 * 65 = 2839 W.

Het totale warmteverlies van het hele huis tijdens de koude periode van vijf dagen zal zijn:

Q = Q_O + Q_S + Q_k + Q_v = 3467 + 1370 + 1199 + 2839 = 8875 W.

Zo kunt u voor dit modelhuis een gasboiler kiezen met een maximale thermische vermogensparameter van 10-12 kW. Als er ook gas wordt gebruikt voor de warmwatervoorziening, dan zul je een productiever apparaat moeten nemen.

Stap 3. Laten we de duur van de verwarmingsperiode en het gemiddelde warmteverlies berekenen.

Onder het koude seizoen, waarin verwarming nodig is, wordt verstaan ​​een seizoen met gemiddelde dagtemperaturen onder de 8-10 °C. Daarom kunt u voor berekeningen kolommen nr. 11-12 of kolommen nr. 13-14 van tabel 1 van SNiP 23-01-99 gebruiken.

Deze keuze blijft bij de eigenaren van het huisje. In dit geval zal er geen significant verschil zijn in het jaarlijkse brandstofverbruik. In ons geval zullen we ons concentreren op de periode met temperaturen onder “+10 °C”. De duur van deze periode bedraagt ​​235 dagen of E = 5640 uur.

Bij centrale verwarming gebeurt het in- en uitschakelen van de koelvloeistoftoevoer volgens vastgestelde normen. Een van de voordelen van een privéwoning is de start van de verwarmingsmodus op verzoek van de bewoners

Het warmteverlies van de woning bij de gemiddelde temperatuur over deze periode wordt op dezelfde manier berekend als in stap 2, alleen de parameter dT = 24 – (– 6,7) = 30,7 °С. Na het uitvoeren van de berekeningen krijgen we Q = 4192 W.

Stap 4. Laten we het verbruikte volume gas berekenen.

Laat de ketel rendement K = 0,92. Dan zal het verbruikte gasvolume (met gemiddelde indicatoren van de minimale calorische waarde van het gasmengsel) tijdens de koude periode zijn:

• voor aardgas: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (9300 * 0,92) = 2763 m³;
• voor vloeibaar gas: V = Q * E / (H_l * K) = 4192 * 5640 / (12600 * 0,92) = 2040 kg.

Als u de gasprijzen kent, kunt u de financiële kosten van verwarming berekenen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Het gasverbruik verminderen door fouten in verband met woningisolatie te elimineren. Echt voorbeeld:

Gasverbruik bij bekend thermisch vermogen:

Alle berekeningen van warmteverlies kunnen alleen onafhankelijk worden uitgevoerd als de warmtebesparende eigenschappen van de materialen waaruit het huis is gebouwd bekend zijn. Als het gebouw oud is, is het allereerst nodig om het op bevriezing te controleren en de geïdentificeerde problemen te elimineren.

Hierna kunt u met behulp van de formules in het artikel het gasverbruik met hoge nauwkeurigheid berekenen.

Laat opmerkingen achter in het feedbackblok hieronder. Plaats foto's die verband houden met het onderwerp van het artikel, stel vragen over interessante plaatsen. Deel nuttige informatie die nuttig kan zijn voor bezoekers van onze site.