Разход на газ от газхолдера за отопление: как да се изчисли + съвети за минимизиране

Общоизвестно е, че за отопление на къщи и вили с постоянно или продължително пребиваване все по-широко използване намират газхолдерите. Не подлежи на оспорване и това, че голям дял в бюджета при отоплението на къщата заема стойността на горивото. В нашия случай това е втечнен газ.

Затова грижливият стопанин на къщата трябва да знае как правилно да изчисли разхода на газ от газхолдера за отопление, да умее да прогнозира интервалите между зарежданията. Това е актуално още и защото доставката на газ, като транспортна услуга, има своя доста внушителна цена.

Ние в достъпна форма ще ви помогнем самостоятелно да изчислите потреблението на втечнен газ за отопление на жилището в системите за газоснабдяване с газхолдер. Тези знания са актуални при проектиране на строителството на нова къща и планиране на реконструкцията на съществуващата система за топлоснабдяване. Правилно проведените изчисления ще позволят да се контролира потреблението на газ и да се намалят разходите за него.

Фактори, влияещи върху разхода на газ

Газхолдерът има вид на обемен резервоар, който се пълни с втечнен въглеводороден газ (ВВГ). Това е смес от два газа — пропан и бутан.

Автономни схеми за отопление с вземане на газ от газхолдера и газов котел в системата станаха съвременна алтернатива на отоплението на къщи от твърдогоривни или дизелови котли

Съхранението на газ именно в такива резервоари, с по-нататъшното му използване за отопление на къщата, може да бъде обусловено от следните фактори:

• липса на възможност за врязване в магистралната газова тръба или висока цена на такова свързване;
• постоянни и нерешими от газовите служби проблеми с налягането на газа в централния тръбопровод.

За нормалното функциониране на повечето газови котли налягането на газа в тръбопровода трябва да бъде не по-малко от 35 mbar. Тази норма често не се спазва в магистралните газопроводи и съставлява само от 8 до 22 mbar.

За определяне на обема на втечнения газ в резервоара съществуват механични нивомери или по-модерни дистанционни системи за телеметрия. Такова оборудване може да се достави в комплект с резервоара или да се закупи отделно. Средният денонощен разход на газ може да се определи и по разликата в показанията на газомера, ако има такъв.

Но по-точният отговор на въпроса колко газ в газхолдера ще стигне за отопление на жилището, какъв е разходът му и как да се сведат до минимум разходите за него, ще помогнат математическите изчисления. И това въпреки че обективно такова изчисление ще има среден характер.

Горивото в независимото газоснабдяване от газхолдера се изразходва не само за отопление. Макар и в значително по-малки обеми, то се използва и за загряване на вода, работа на газова печка и други битови нужди.

Следва да се има предвид, че върху разхода на газ влияят следните фактори:

• климатът на региона и розата на ветровете;
• квадратурата на дома, броят и степента на топлоизолация на прозорците и вратите;
• материалът на стените, покрива, основата и степента на тяхната изолация;
• броят на обитателите и режимът на тяхното присъствие (постоянно или периодично);
• техническите характеристики на котела, използването на допълнителни газови уреди и помощно оборудване;
• броят на радиаторите за отопление, наличието на топъл под.

Тези и други условия правят изчисляването на разхода на гориво от газхолдера относителна величина, която се основава на средно приемани показатели.

Изчисление на мощността на газовия котел

Основният дял в потреблението на гориво е отоплението. Важен параметър на всяка къща или апартамент, влияещ върху обема на изразходвания за отопление газ, е показателят за топлинни загуби. Задачата на отоплението именно се състои в това да компенсира правилно тези загуби, създавайки условия за комфортно живеене.

За да се изчисли потребността от втечнен газ, е необходимо да се определи стойността на топлинните загуби на дома или топлинната мощност, необходима за пълноценно отопление. От този показател зависи номиналната мощност на отоплителната система — газовия котел.

За еталон за изчисления ще приемем къща, разположена в местност със среден климат, в задоволително състояние и изолирана в съответствие с технологията. Площта на къщата е 80 м².

Средните стойности на топлинните загуби и мощността на котела могат да се определят по квадратурата на площта.

Формулата има вида:

Q = S × Рр /10, където

Q — изчислените топлинни загуби (кВт);

S — площта на помещенията, които се отопляват (м²);

Рр — специфичната мощност на газовия котел (кВт/м²) — мощност на всеки 10 м².

Специфичната мощност за отопление на площ от 10 м² вече приблизително е определена, като се вземат предвид корекции за региони с различен климат. За нашия еталонен дом, разположен например в Подмосковието, Рр = 1,2 – 1,5 kW.

Като се вземе предвид площта на къщата от 80 м², оптималната мощност на отоплителната система ще има следната стойност:

Q = 80 × 1,2 / 10 = 9,6 kW.

Въпреки опростеността си, тази формула отразява най-точни резултати.

Често за улеснение при извършване на изчисленията за стойността на специфичната мощност се приема единица. Въз основа на това мощността на отоплителната система се взема от изчислението 10 kW на 100 м² отопляема площ.

Тъй като в системата за газоснабдяване на собствената къща са включени не само отопление, но и подгряване на вода, друго оборудване, мощността на котела се определя чрез добавяне на 20-25% резерв към изчислените топлинни загуби.

Вторият вариант, но приет с по-голяма степен на грешка, е изчисляването на разходите за топлинна енергия за топлинните загуби на сградата по кубатура – обем на отопляемите помещения. В зависимост от климатичната зона за отопление на един кубичен метър помещение с височина на таваните до 3 m се отделят 30 – 40 W.

Изчисление на разхода на газ от газхолдера

Изчисляването на потреблението за отопление на използваната в системата за топлоснабдяване на къщата смес от газохранилище има своите особености и се различава от изчисляването на разхода на магистрален природен газ.

Прогнозираният обем на разхода на газ се изчислява по формулата:

V = Q / (q × η), където

V – изчисляваният обем на ВПГ, измерван в м³/ч;

Q – изчислените топлинни загуби;

q – най-малката специфична стойност на топлината на изгаряне на газа или неговата калоричност. За пропан-бутана тази стойност е 46 MJ/kg или 12,8 kW/kg;

η – КПД (коефициент на полезно действие) на системата за газоснабдяване, изразен в абсолютна стойност към единица (КПД/100). В зависимост от характеристиките на газовия котел, КПД може да бъде в границите от 86% – за най-простите, до 96% – за високотехнологичните кондензационни агрегати. Съответно стойността на η може да варира от 0,86 до 0,96.

Да предположим, че отоплителната система се планира да бъде оборудвана със съвременен кондензационен котел с КПД 96%.

Като заместим в изходната формула приетите от нас за изчисление стойности, получаваме следния среден обем на изразходвания за отопление газ:

V = 9,6 / (12,8 × 0,96) = 9,6 / 12,288 = 0,78 kg/h.

Тъй като за заправочна единица на ВПГ се приема литър, необходимо е обемът на пропан-бутана да се изрази в тази мерна единица. За изчисляване на количеството литри в масата на втечнената въглеводородна смес е необходимо килограмите да се разделят на плътността.

В таблицата са дадени стойностите на изпитвателната плътност на втечнения газ (в t/m³), при различни средноденонощни температури на въздуха и в съответствие с изразеното в проценти отношение на пропан към бутан.

Физиката на прехода на втечнения нефтен газ (ВНГ) от течно в парообразно (работно) състояние е следната: пропанът кипва при минус 40 °С и повече, бутанът – от минус 3 °С. Съответно сместа 50/50 ще започне да преминава в газообразна фаза при температура от минус 20 °С.

За средни географски ширини и за газголдер, заровен в земята, тези пропорции са достатъчни. Но за да се предпазите от излишни грижи, оптимално през зимните условия ще бъде използването на смес с най-малко 70% съдържание на пропан – „зимен газ“.

Приемайки за изчислителна плътност на ВНГ, равна на 0,572 т/м³  – смес пропан/бутан 70/30 при температура –20 °С), не е трудно да се изчисли разходът на газ в литри: 0,78 / 0,572 = 1,36 л/ч.

Дневната консумация при този отбор на газ в къщата ще бъде: 1,36 × 24 ≈ 32,6 л, в рамките на месец – 32,6 × 30 = 978 л. Тъй като получената стойност е изчислена за най-студения период, с корекция за метеорологичните условия тя може да се раздели наполовина: 978/2 = 489 л, средно на месец.

Продължителността на отоплителния сезон се изчислява от момента, когато средната в рамките на денонощието температура навън не надвишава +8 градуса по Целзий в продължение на 5 дни. Този период завършва през пролетта, при стабилно затопляне.

В местността, която взехме за пример (Подмосковие), такъв период средно съставлява 214 денонощия.

Разходът на газ за отопление в течение на годината при изчисление ще бъде: 32,6/2 × 214 ≈ 3488 л.

Избор на оптимален по разход газхолдер

Газголдерът е скъпо оборудване, което се закупува и инсталира не за една година. От правилния му избор до голяма степен зависи не само ефективността на работа на домашната отоплителна система. От типа и вида на хранилището за втечнен газ могат косвено да зависят разходите за отопление.

Сравнение на надземни и подземни газхолдери

Надземният газголдер е по-евтин вариант на автономна газификация. Такива резервоари като правило са по-малки по обем и при тяхното инсталиране не се изисква извършване на скъпи земни работи.

Но при използване на надземни газови резервоари за нуждите на отоплението през зимата е необходимо да се вземе предвид, че изпарението на пропан-бутановата смес през този период ще бъде намалено и са възможни проблеми с налягането на газа.

За по-ефективна и производителна работа на надземния газголдер най-малкото ще е необходимо да го оборудвате с изпарителна инсталация и да изолирате стените на резервоара.

Понижаването на температурния праг на преход на ВНГ в газообразна фаза на горивото може, разбира се, за сметка на по-голямо съдържание на пропан в сместа. Но това ще доведе до допълнителни разходи, тъй като такъв газ е по-скъп от бутана.

Подземните газголдери са най-популярните хранилища за ВНГ.

Такъв заровен резервоар при условия на умерен климат не се нуждае от допълнително оборудване за неговото отопление и топлоизолация

Дълбочината на потапяне на резервоара трябва да бъде такава, че почвеният слой над него да е не по-малко от 0,6 м. Това ще обезопаси хранилището от замръзване и механични повреди.

Вертикален или хоризонтален газхолдер

Заровените газхолдери по форма биват два вида:

1. Вертикални.
2. Хоризонтални.

Тези резервоари се различават един от друг не само по изпълнение, но и функционално — по площ на повърхността на втечнената смес, наричана «огледало на изпарение».

Хоризонталните газхолдери имат по-голямо «огледало». Благодарение на това парообразуването става по-интензивно, с налягане, достатъчно за коректната работа на отоплителната система

Вертикалните хранилища по-често се използват в автономни газови системи на малки по площ къщи или вили, ако не се изисква тяхното пълноценно отопление през зимата.

За ефективна и стабилна работа на вертикалните газхолдери през зимата е необходима топлоизолация на резервоара или прилагане на специални нагреватели, което увеличава общите разходи за газоснабдяване на къщата

Особености на мобилния газхолдер-ремарке

Да реши проблема с отоплението и създаването на комфортни битови условия през зимата във вили с временно пребиваване, в строящи се обекти, там, където оборудването на газово хранилище е нецелесъобразно или технически невъзможно, позволява мобилният газхолдер.

Това е резервоар, оборудван на ремарке, с вместимост 500-600 л. За колко време ще стигне такъв газхолдер с вместимост 600 литра, може да се прогнозира, като се приеме средният използван норматив — 30-40 л втечнен газ на 1 квадратен метър помещение.

Приблизителното изчисление показва, че топлоизолирана къща от 100 м2 може да се отоплява автономно с подвижен газхолдер в продължение на месец, с поддържане на комфортна за живеене температура

Трябва да се разбере, че експлоатацията на мобилен газхолдер като резервоар от надземен тип през зимния период или в северните райони ще изисква топлоизолация и принудително отопление на резервоара. По тази причина ремаркето-газхолдер не е съвсем приемлив вариант за отопление.

Как да подберем газхолдер по обем

От типичните подземни газхолдери оптимално приложими за селски къщи и вили са резервоарите с обеми от 2700 л и 4850 л.

При избора на типоразмер на газовото хранилище е необходимо да се вземат предвид следните фактори:

1. При постоянно живеене в къща с автономно отопление е препоръчително да зареждате резервоара два пъти годишно. Това се дължи на различната концентрация на бутан и пропан в смесите, предназначени за лятото и за зимния период.
2. Резервоарът трябва да се пълни с втечнена фаза до 85%. Останалият свободен обем в хранилището е парна възглавница за въглеводорода във фаза на изпаряване.

Следователно, когато пресмятате за колко време може да стигне газът в газхолдер с обем 2700 л или в газохранилище с други размери, е необходимо да имате предвид, че паспортният общ обем на газхолдера и неговият заправочен обем не са едно и също.

В таблицата са отразени заправочните обеми на типичните газхолдери по Евростандарт-2, в съотношение с оптималната площ на отопляемите площи и мощността на котлите.

Направеното от нас изчисление на средните стойности на отбора на втечнен газ от газхолдера и общоприетите норми позволяват да се определи периодичността на зареждане на газхолдерите. При среден годишен разход от 30 л газ на 1 m² отопляема площ, зареждане с втечнен газ с обем 2295 л в резервоар от 2700 л за къща от 100 m² ще бъде достатъчно за период от 9 месеца.

По същата методика, но за къща от 150 m², изчисляваме за колко време ще стигне СУГ в отоплителната система от газхолдер от 4850 л. През годината се изразходват 4500 л, следователно заправочният обем от 4122 л ще стигне за отопление на къщата за период от 10 месеца.

От изчисленията се вижда, че зареждането ще трябва да се извършва два пъти годишно. И това е икономически оправдано чрез използване на „лятно“ и „зимно“ СУГ.

Съвети за икономия на газ

Можете да намалите разхода на газ от газхолдера, като изпълните следните енергоспестяващи мерки:

• изолиране на стени, покрив, таван, подова плоча на сутеренното помещение;
• подмяна на старите дограми с модерни стъклопакети с незамръзващ профил;
• оптимална настройка на параметрите на котела;
• инсталиране на енергоефективен газов котел от кондензационен тип за отопление;
• използване на колекторна отоплителна система, която има по-висока ефективност и възможност за регулиране на подаването на топлоносител на всеки отоплителен уред;
• оборудване на отоплителните радиатори с терморегулатори.

Добър ефект за икономия на газ се постига чрез инсталиране на контролери, които автоматизират процеса на управление на подаването на топлина.

Контролерът, в зависимост от зададените настройки, управлява автономното отопление в автоматичен режим, което позволява значително да се минимизира разходът на СУГ от газхолдера и да се намалят до 25% разходите за отопление.

Освен това, съвременните контролери като цяло са умни устройства, с помощта на които можете дистанционно да управлявате котела от мобилен телефон.

Евтина алтернатива на тези устройства с дистанционно управление са програмируемите или денонощни термостати, които също позволяват икономично разходване на енергия.

Съвременно решение за икономия на газ от автономно хранилище е системата „умен дом“.

Наред с големия набор от полезни функции, улесняващи бита, прилагането на технологията „умен дом“ позволява осъществяването на автоматичен климат-контрол.

Функцията за управление на климата в дома може да се инсталира отделно или да се интегрира в общия набор от „полезности“.

Такива технологии дават възможност икономично да се разходва газ за отопление през денонощието в отделни помещения. Може да се настрои системата да работи в режим на загряване при отсъствие на обитатели и дистанционно, преди завръщане у дома, да се включи пълноценно отопление.

Основният проблем при внедряването на системата за климат-контрол на „умния дом“ е относително високата цена на въпроса и необходимостта от проектиране преди изпълнението на работите по монтаж на отоплителната система.

Изводи и полезно видео по темата

Интересна методика за изчисляване на разхода на газ за отопление и съвети за намаляване на разходите за него:

Съвет на специалист за икономически целесъобразен избор на обема на газхолдера:

9 съвета за намаляване на разхода на газ, използван за отопление на дома:

Необходимо е да се разбере, че всички изчисления, които предлагаме да се прилагат при използване на газ от газхолдер, са доста условни. Да се определи и прогнозира точно какво количество втечнен газ ще бъде изразходвано за конкретен период, не може дори специалист.

Но приведената методика, основана на практиката от експлоатация на автономни газови системи, извежда достоверни средни стойности на газопотреблението.

Тези изчисления и приведените полезни съвети ще дадат възможност правилно да се избере оптимален газхолдер и да се планира периодичността на неговите зареждания.

Ако имате опит в използването на газхолдери за отопление, моля, споделете го с нашите читатели. Разкажете за тънкостите при използване на такова оборудване. Пишете своите коментари, задавайте въпроси – блокът за връзка се намира по-долу.