Автономная газификация дома площадью 580 кв. м.
Значимость автономной газификации в сфере строительства частного загородного жилья возрастает с каждым годом. Сжиженный углеводородный газ является ценным и экологически чистым топливом для отопления и других коммунальных нужд, и в своей цене уступает только природному газу, который далеко не всегда есть возможность использовать по причине отсутствия проходящего рядом газопровода с магистральным газом. Об автономной газификации сказано не мало, но все больше в общих чертах, а конкретных примеров со всеми необходимыми расчетами применительно к заданному дому почти нет.
В этой статье мы возьмем в качестве объекта газификации частный загородный 2-х этажный дом из пеноблоков с общей площадью отапливаемых помещений 580 кв. м. в районе Санкт-Петербурга, и покажем, как провести его автономную газификацию с минимальными затратами и без ущерба качеству работы системы автономный газификации, а для этого выполним следующие действия:
Рассчитаем теплопроводность дома с учетом удельных теплопроводностей материалов из которых он построен. Если Вы находитесь на стадии проектирования дома, то, несомненно, уделите особое внимание выбору системы отопления. Благодаря этой характеристике, легко будет вычислить во сколько обойдется отопление дома при использования различных видов топлива и сравнить насколько автономная газификация выгодна.
По полученному значению и данным из архива среднемесячных температур вычислим, каков был бы годовой расход сжиженного газа за: 2017, 2016, 2015 и 2014 годы. Многие обращают слишком большое внимание на стоимость автономной газификации, и лишь потом, во вторую очередь, на вопросы, связанные с заправкой газгольдера.
Выберем год с максимальным расходом сжиженного газа и рассчитаем расход газа по месяцам. Эта информация будет очень полезной для планирования дат и объемов заправки газгольдера. За счет разницы цены зимнего и летнего газа можно значительно увеличить экономичность системы автономной газификации загородного дома.
И наконец, самое главное, покажем, как грамотно выбрать газгольдер так, чтобы его цена была минимальной и качество автономной газификации от этого никак не пострадало. Газгольдер является сердцем автономной газификации, и от того насколько ответственно подойдете к его выбору будет зависеть стоимость и качество работы системы автономной газификации.
Автономная газификация расчет теплопроводности дома 580 кв.м.
Очень много статей в интернете, где все расчеты сводятся к тому, что на 10 кв. м. отапливаемой площади потери тепла будут в 1 КВт, а в зависимости от региона нахождения объекта автономной газификации вводится поправочный коэффициент. Возможно, для стандартных построек, где высота потолков 2,5 м и толщина стен определяется стандартом региона, это бы и подошло, но точно не в нашем случае. Каждый заботливый хозяин побеспокоится о том, чтобы его дом был утеплен максимально. Да и планировка дома вещь сугубо индивидуальная, в зале высота потолков может доходить до 5 м. и никакими стандартами здесь и не пахнет.
Для более точной оценки эффективности автономной газификации мы прибегнем к другим методам расчетов теплопроодности (Q). Выше на рисунке приведены все необходимые данные для расчетов: толщины слоев многослойных конструкций дома и материалы из которых они выполнены, а значения их удельных теплопроводностей не составит особого труда найти в интернете.
Q(дом) = Q(потолок) + Q(стены) + Q(двери) + Q(стеклопакеты) + Q(рамы) + Q(пол) = [S(потолок)/r(потолок)]*0,7 + [S(стены)/r(стены)] + [S(двери)/r(двери)]*0,7 + S(стеклопакеты)/r(стеклопакеты) + S(рамы)/r(рамы) + S(пол)/r(пол) = [350/4,05]*0,7 + [331/3] + [8/1,47]*0,7 + 81/0,5 + 30/0,7 + 43,45 = 422,95 Вт/°C.
S [м2] – площади соответствующих конструкций, а r [(м2*°C)/Вт] – их удельные тепловые сопротивления с учетом материалов и толщин слоев, расчеты которых произведены вот здесь: "Расчет удельных тепловых сопротивлений многослойных конструкций". Для стекло пакетов, оконных рам и входных дверей значения удельных тепловых сопротивлений взяты с заводов изготовителей. При определении теплопроводности входных дверей и потолка введен поправочный коэффициент: 0,7, так как входы в дом сделаны через неотапливаемый тамбур, а между потолком и крышей есть не отапливаемое чердачное помещение. Расчет теплопроводности фундамента и пола произведен по специальной методике, как именно это сделано Вы найдете в конце этой статьи.
Для более точных расчетов необходимо учесть КПД котла отопления (в среднем 95%) и расходы тепла на вентиляцию (порядка 20%), тогда окончательное значение теплопроводности нашего дома будет иметь следующий вид:
Q(дом)= Q(дом)*1,25 = 422,95*1,25 = 528,69 Вт/°C.
Расшифруем что означает полученное значение. Теплопроводность дома показывает: какое количество тепла (Дж) будет потерянно за 1 секунду, при условии, что разница температур внутри дома и снаружи составляет 1 °C. Это очень полезная характеристик, благодаря ей можно оценить экономичность не только автономной газификации, но и любой другой системы отопления.
Автономная газификация расход газа для отопления дома 580 кв.м.
Чтобы не покупать кота в мешке посчитаем, во сколько обойдется отопление нашего дома сжиженным газом за год, а имея все данные на руках, Вы сможете принять решение: нужна Вам эта автономная газификация или нет. Для осуществления таких расчетов нам понадобятся следующие данные:
Удельная теплота сгорания сжиженного углеводородного газа: q(суг)= 46,8 МДж/кг. Это означает, что при сгорании одного килограмма газа выделяется 46,8 МДж тепловой энергии.
Среднее значение температуры за период (месяц), такого рода данные Вы сможете найти без проблем в интернете для своего региона, в нашем случае для Санкт-Петербурга.
Значение температуры, которую мы будем поддерживать внутри дома, примем +20 °С.
Плотность сжиженного газа для перевода из килограмм в литры: r(суг) = 0,54 кг/литр.
Тогда тепловые потери за месяц будут вычисляться по следующей формуле:
W(месяц) = Q(дом) * n(секунд в месяце) * (t(внутри дома) - t(улица)).
Расход газа в месяц в килограммах:
K(месяц) = W(месяц) /q(суг).
Расход сжиженного газа в литрах:
L(месяц)= K(месяц)/r(суг).
Теперь согласно изложенным формулам произведем все необходимые расчеты по расходу сжиженного газа на отопление за 2016 год (самый холодный) по месяцам, а для удобства просмотра и анализа эффективности автономной газификации, полученные результаты представим в форме таблицы.
| Месяц | Среднемесячная температура (°С). | Тепловые потери дома (МДж.) | Тепловые потери дома (КВт*час) | Расход сжиженного газа в литрах | Расход сжиженного газа в килограммах. |
|---|---|---|---|---|---|
| Итого: | 214 792,30 | 59 664,53 | 8 499,22 | 4 589,58 | |
| Январь | -15 | 49 561,52 | 13 767,09 | 1 961 | 1 059 |
| Февраль | -0.34 | 26 944,11 | 7 484,47 | 1 066 | 576 |
| Март | 1.1 | 26 763,22 | 7 434,23 | 1 059 | 572 |
| Апрель | 10.1 | 13 566,61 | 3 768,50 | 537 | 290 |
| Май | 15.26 | 6 712,05 | 1 864,46 | 266 | 143 |
| Сентябрь | 12.67 | 10 379,60 | 2 883,22 | 411 | 222 |
| Октябрь | 4.92 | 21 353,93 | 5 931,65 | 845 | 456 |
| Ноябрь | -1.5 | 29 462,84 | 8 184,12 | 1 166 | 630 |
| Декабрь | -1.22 | 30 048,44 | 8 346,79 | 1 189 | 642 |
Обратите внимание, что в расчетах по расходу сжиженного газа присутствуют все месяцы года, за исключением летних: июня, июля и августа. Согласно нормативным документам считается, что отопительный период для региона Санкт-Петербург только семь месяцев, но трудно не согласиться с тем, что порой даже в мае бывают ночные заморозки. У нас частный дом, и наша система автономной газификации будет отапливать его тогда, когда мы этого захотим, невзирая на всякие нормативные установки.
Согласно намеченному плану действий произведем расчеты по годовому расходу сжиженного газа для остальных отобранных годов: 2014, 2015 и 2017. Зная расход газа по годам и цену 1 литра или 1 килограмма сжиженного газа, мы сможем оценить, во сколько обойдется отопления дома и понять действительна ли автономная газификация настолько экономична или нет. На момент написания статьи (06.07.18) цена 1 литра сжиженного газа в нашей компании колебалась: от 16 до 18,7 руб./литр., для постоянных клиентов у нас скидки доходят до 15%.
| Год: | Тепловые потери дома: | Расход газа для газгольдера: | Стоимость отопления (руб.) при цене газа от 16 до 18,70 руб/литр.: | ||
|---|---|---|---|---|---|
| МДж. | КВт*час. | кг. | литр. | ||
| 2014 | 202 767,81 | 56 324,39 | 4 493,12 | 8 023,42 | от 128 375 до 150 038 руб. |
| 2015 | 187 613,86 | 52 114,96 | 4 157,15 | 7 423,78 | от 118 784 до 138 825 руб. |
| 2016 | 214 792,30 | 59 664,53 | 4 759,56 | 8 499,22 | от 136 000 до 158 950 руб. |
| 2017 | 213 870,04 | 59 408,35 | 4 739,13 | 8 462,73 | от 135 408 до 158 250 руб. |
Автономная газификация расход газа на ГВС.
Неотъемлемой частью любого современного загородного дома является горячее водоснабжение (ГВС) в доме, и при проектировании системы автономной газификации это обязательно надо учесть. Для расчетов нам понадобится значение удельной теплоемкости воды: q(вода)= 0,0042 МДж/(кг*°C). Предположим, что расход горячей воды одним человеком в сутки составляет: 50 литров (m(вода)=50 кг.) и нагрев воды происходит с 0 до 70 °С (delta=70). Тогда, суточный расход газа (К) на нагрев воды для одного человека будет:
K(сутки) = [q(вода) * m(вода)=* delta] / q(суг) = 0,0042 * 50 * 70 / 46,8 = 0,314 кг.
Получается, что годовой расход газа на ГВС при условии постоянного проживания 6-и человек составляет: 687,7 килограмм или если в литрах: 1273 44 литра. Эта величина обязательно должна войти в расчеты при выборе газгольдера для автономной газификации.
Выбор газгольдера для автономной газификации.
Очень многие владельцы частных домов отказываются от автономной газификации по причине ее высокой цены. Самым важным и дорогим оборудованием автономной газификации является газгольдер. Именно он определяет качество работы и общую стоимость автономной газификации, и к его выбору и установке на загородном участке надо подойти с особой ответственностью.
Сейчас огромный выбор газгольдеров предназначенных для автономной газификации частных домов и производственных объектов с относительно не большими площадями отопления. Если грамотно рассчитать требуемые параметры, то цена газгольдера будет более чем приемлема, а общая стоимость автономной газификации снизится почти в два раза от той величины, которую Вам озвучат во многих газовых компаниях.
В первую очередь надо рассчитать требуемый объем газгольдера исходя из мощности потребления сжиженного газа. Понятно, что чем меньше объем газгольдера, тем ниже его цена и, как следствие, стоимость автономной газификации, но существует и предел. Если Вы установите газгольдер слишком маленького объема, то он не сможет производить требуемое количество паровой фазы (сжиженный газ в газообразном состоянии) в единицу времени (час).
Для расчета минимального объема газгольдера необходимо взять среднюю суточную температура самой холодной пятидневки 3-4 года и посчитать мощность потребления паровой фазы. Самая низкая температура в Санкт-Петербурге была с 5 по 9 января 2016 года, ее среднее значение составляет: 21,46 °C, это в городе, а за городом обычно на 7-8 °C ниже. Если с запасом, то будем ориентироваться на -30°C. Тепловые потери дома за эти 5 дней, при условии что внутри дома будет поддерживаться температура 20 °C, составят:
W(5 дней) = Q(дом) * n(кол-во сек. за 5 дней) * (t(внутри) - t(снаружи)) = 528,69 * (5*24*60*60) * (20 - - 30) = 11 419,704 МДж.
Определяем тепловые потери в час:
W(час) = W(5 дней) / n(кол-во часов за 5 дней) = 11 419,704 / 120 = 95,16 МДж.
Теперь определяем сколько килограмм сжиженного газа необходимо сжечь для получения такого количества тепла:
m = W(час) / q(пропан_бутан) = 95,16 / 46,8 = 2,03 кг/час.
К полученному результату добавляем расход газа на горячее водоснабжение.
m = 2,03 + 0,314/24 = 2,043 кг/час.
Важным моментом автономной газификации частных домов является то, что процесс испарения сжиженного газа внутри газгольдера должен проходить естественным путем, без принудительного подогрева испарителями сжиженного газа в жидкообразном состоянии. В противном случае пострадает экономичность автономной газификации и она может стать не конкурентно способной, ближайшими конкурентами систем автономной газификации являются системы отопления на солярке.
Из статистики автономной газификации следует, что при выборе объема газгольдера можно ориентироваться на то, что 1 куб. м. газгольдера способен испарять 1 кг. сжиженного газа в пар за один час, это справедливо для газгольдеров объемом до 7 куб. м. Исходя из этого имеем, что для автономной газификации нашего дома, применительно к региону Санкт-Петербург, объем газгольдера должен быть не менее 2 куб. м.
Если Вас заинтересовала тема автономной газификации, то предлагаем ознакомиться еще с одной статье, в которой рассмотрена автономная газификация дома под мини-гостиницу на 28 человек. В ней приведены все расчеты по расходу газа на отопление и горячее водоснабжение, а также выбору объема газгольдера. Все материалы изложены вполне доступно и пригодны для использования в качестве методических указаний для подобных расчетов для автономной газификации Вашего дома.
Автономная газификация расчет теплопроводности пола дома 580 кв. м.
Экономичность автономной газификации будет определяться расходом сжиженного газа, а для его определения нам потребуется вычислить тепловое сопротивление фундамента с полом, предварительно определив их тепловые сопротивления. Для определения теплового сопротивления пола вместе с фундаментом необходимо рассчитать сопротивления фундамента и пола, установленного на него, а их сумма даст нам требуемое значение.
Согласно СНИП 2.04.05-91* расчет сопротивления фундамента производится по упрощенной методике. Для этого всю площадь необходим разбить на 2-х метровые зоны, так как это показано выше на рисунке. Для каждой такой зоны уже определены удельные тепловые сопротивления, остается только с учетом площадей вычислить полные сопротивления каждой зоны.
- R(зона1) = r(зона1) / S(зона1) = 1,76/176 = 0,012 °С/Вт.
- R(зона2) = r(зона2) / S(зона2) = 4,3/119 = 0,036 °С/Вт.
- R(зона3) = r(зона3) / S(зона3) = 8,6/95 = 0,09 °С/Вт.
- R(зона4) = r(зона4) / S(зона4) = 14,2/24 = 0,59 °С/Вт.
Теперь определяем теплопроводность фундамента, а обратная от нее величина будет тепловым сопротивлением.
G(фундамент) =1/ R(зона1) + 1/ R(зона2) + 1/ R(зона3) + 1/ R(зона4) = 1/0,012 + 1/0,036 + 1/0,09 + 1/0,59 = 123,92 Вт/ °C.
R(фундамент) = 1/ G(фундамент) = 1/123,92 = 0,008 °С/Вт.
Для сокращения тепловых потерь, а значит увеличения экономичности автономной газификации, поверх фундамента установлен утепленный пол на лагах, рассчитываем его тепловое сопротивление.
R(пол) = r(пол)/S(пол) = 4,05/270 = 0,015 °С/Вт.
Где r(пол)= 4,05 (м2*°C)/Вт, удельное тепловое сопротивление многослойной конструкции пола, а как производились его расчеты Вы сможете ознакомиться вот на этой странице.
Суммарную теплопроводность фундамента и пола определяем вот по этой формуле:
G(пол+фундамент) = 1/(R(фундамент) + R(пол)) = 1(0,008 + 0,015) = 43,45 Вт/°C.
