Consumo di gas dal serbatoio per il riscaldamento: come calcolare + consigli per minimizzare

È risaputo che per il riscaldamento di case e villette con residenza permanente o prolungata, i gasometri trovano un uso sempre più diffuso. È indiscutibile che una grande parte del budget per il riscaldamento domestico sia costituita dal costo del combustibile. Nel nostro caso, si tratta di gas liquefatto.

Pertanto, un attento proprietario di casa deve sapere come calcolare correttamente il consumo di gas dal gasometro per il riscaldamento, essere in grado di prevedere gli intervalli tra i rifornimenti. Ciò è rilevante anche perché la consegna del gas, come servizio di trasporto, ha un costo piuttosto significativo.

In modo semplice, la aiuteremo a calcolare autonomamente il consumo di gas liquefatto per il riscaldamento della casa nei sistemi di alimentazione a gas con gasometro. Queste conoscenze sono rilevanti nella progettazione della costruzione di una nuova casa e nella pianificazione della ristrutturazione di un sistema di riscaldamento esistente. Calcoli corretti permetteranno di controllare il consumo di gas e ridurre i costi.

Fattori che influenzano il consumo di gas

Il gasometro ha l'aspetto di un serbatoio di grandi dimensioni che viene riempito con gas di petrolio liquefatto (GPL). È una miscela di due gas: propano e butano.

Gli schemi di riscaldamento autonomi con prelievo di gas dal gasometro e caldaia a gas nel sistema sono diventati l'alternativa moderna al riscaldamento delle case con caldaie a combustibile solido o diesel.

La conservazione del gas proprio in tali serbatoi, con il suo successivo utilizzo per il riscaldamento domestico, può essere dovuta ai seguenti fattori:

• mancanza di possibilità di allacciamento al tubo del gas principale o costo elevato di tale connessione;
• problemi costanti e irrisolvibili da parte delle compagnie del gas con la pressione del gas nella tubazione centrale.

Per il normale funzionamento della maggior parte delle caldaie a gas, la pressione del gas nella tubazione deve essere almeno 35 mbar. Spesso questa norma non viene rispettata nelle condotte principali e si attesta solo tra 8 e 22 mbar.

Per determinare il volume del gas liquefatto nel serbatoio esistono misuratori di livello meccanici o più moderni sistemi di telemetria a distanza. Tali apparecchiature possono essere fornite in dotazione con il serbatoio o acquistate separatamente. È possibile determinare il consumo medio giornaliero di gas anche dalla differenza delle letture del contatore del gas, se presente.

Tuttavia, una risposta più precisa alla domanda su quanto gas nel serbatoio sia sufficiente per il riscaldamento dell'abitazione, quale sia il suo consumo e come minimizzare i costi, può essere fornita dai calcoli matematici. E questo nonostante il fatto che oggettivamente tale calcolo avrà un carattere medio.

Il carburante nella fornitura di gas indipendente dal serbatoio non viene consumato solo per il riscaldamento. Seppur in volumi significativamente minori, viene utilizzato anche per il riscaldamento dell'acqua, il funzionamento del fornello a gas e altre necessità domestiche.

Bisogna considerare che i seguenti fattori influenzano il consumo di gas:

• il clima della regione e la rosa dei venti;
• la metratura della casa, il numero e il livello di isolamento termico di finestre e porte;
• il materiale di pareti, tetto, fondamenta e il loro grado di isolamento;
• il numero di residenti e la loro modalità di presenza (permanente o periodica);
• le caratteristiche tecniche della caldaia, l'uso di apparecchi a gas aggiuntivi e attrezzature ausiliarie;
• il numero di radiatori di riscaldamento, la presenza di pavimento riscaldato.

Queste e altre condizioni rendono il calcolo del consumo di carburante dal serbatoio una grandezza relativa, che si basa su valori medi.

Calcolo della potenza della caldaia a gas

La quota principale del consumo di carburante è costituita dal riscaldamento. Un parametro importante di qualsiasi casa o appartamento, che influisce sul volume di gas utilizzato per il riscaldamento, è l'indice di dispersione termica. Il compito del riscaldamento è proprio quello di compensare correttamente queste perdite, creando le condizioni per una vita confortevole.

Per calcolare il fabbisogno di gas liquefatto, è necessario determinare l'entità della dispersione termica della casa o la potenza termica necessaria per un riscaldamento completo. Da questo indicatore dipende la potenza nominale del sistema di riscaldamento — la caldaia a gas.

Prendiamo come riferimento per i calcoli una casa situata in una zona climatica media, in condizioni soddisfacenti e isolata secondo la tecnologia. La superficie della casa è di 80 m².

I valori medi della dispersione termica e della potenza della caldaia possono essere determinati in base alla metratura.

La formula è la seguente:

Q = S × Pp /10, dove

Q — dispersione termica calcolata (kW);

S — superficie degli ambienti riscaldati (m²);

Pp — potenza specifica della caldaia a gas (kW/m²) — potenza ogni 10 m².

La potenza specifica per il riscaldamento di un'area di 10 m² è già approssimativamente stabilita, tenendo conto delle correzioni per regioni con climi diversi. Per la nostra casa di riferimento, situata, ad esempio, a Podmoskovie, Pp = 1,2 – 1,5 kW.

Considerando l'area della casa di 80 m², la potenza ottimale del sistema di riscaldamento avrà il seguente valore:

Q = 80 × 1,2 / 10 = 9,6 kW.

Nonostante la sua semplificazione, questa formula riflette i risultati più accurati.

Spesso, per comodità nei calcoli, il valore della potenza specifica viene assunto come unità. Di conseguenza, la potenza del sistema di riscaldamento viene calcolata in base a 10 kW per 100 m² di area riscaldata.

Poiché il sistema di alimentazione del gas della propria casa include non solo il riscaldamento, ma anche il riscaldamento dell'acqua e altre apparecchiature, la potenza della caldaia viene determinata aggiungendo un margine del 20-25% alle perdite di calore calcolate.

La seconda opzione, ma con un maggior grado di approssimazione, è il calcolo del costo dell'energia termica per le perdite di calore dell'edificio in base alla cubatura — il volume degli ambienti riscaldati. A seconda della zona climatica, per il riscaldamento di un metro cubo di ambiente con un'altezza del soffitto fino a 3 m vengono assegnati 30 – 40 W.

Calcolo del consumo di gas dal gasometro

Il calcolo del consumo per il riscaldamento della miscela utilizzata nel sistema di riscaldamento domestico proveniente dal deposito di gas ha le sue particolarità e differisce dal calcolo del consumo di gas naturale di rete.

Il volume previsto di consumo di gas si calcola con la formula:

V = Q / (q × η), dove

V — il volume calcolato di GPL, misurato in m³/h;

Q — le perdite di calore calcolate;

q — il minimo valore specifico del potere calorifico del gas o del suo potere calorifico. Per il propano-butano, questo valore è 46 MJ/kg o 12,8 kW/kg;

η – il rendimento del sistema di alimentazione del gas, espresso in valore assoluto rispetto all'unità (rendimento/100). In base alle caratteristiche della caldaia a gas, il rendimento può variare dal 86% per le più semplici, al 96% per gli apparecchi a condensazione ad alta tecnologia. Di conseguenza, il valore di η può variare da 0,86 a 0,96.

Supponiamo che l'impianto di riscaldamento sia pianificato per essere dotato di una moderna caldaia a condensazione con rendimento del 96%.

Sostituendo nella formula originale i valori da noi adottati per il calcolo, otteniamo il seguente volume medio di gas consumato per il riscaldamento:

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

Poiché l'unità di riempimento del GPL è considerata il litro, è necessario esprimere il volume di propano-butano in questa unità di misura. Per calcolare il numero di litri nella massa della miscela di idrocarburi liquefatti, è necessario dividere i chilogrammi per la densità.

Nella tabella sono riportati i valori della densità di prova del gas liquefatto (in t/m3), a diverse temperature medie giornaliere dell'aria e in base al rapporto percentuale tra propano e butano.

La fisica della transizione del GPL dallo stato liquido a quello di vapore (di lavoro) è la seguente: il propano bolle a -40 °C e oltre, il butano a partire da -3 °C. Di conseguenza, una miscela 50/50 inizierà a passare alla fase gassosa a partire da -20 °C.

Per le medie latitudini e per un serbatoio interrato, tali proporzioni sono sufficienti. Ma, per evitare ulteriori fastidi, in condizioni invernali l'ideale è utilizzare una miscela con almeno il 70% di propano – «gas invernale».

Prendendo come densità di calcolo del GPL pari a 0,572 t/m³  – miscela propano/butano 70/30 a temperatura –20 °C), non è difficile calcolare il consumo di gas in litri: 0,78 / 0,572 = 1,36 l/h.

Il consumo giornaliero con tale prelievo di gas in casa sarà: 1,36 × 24 ≈ 32,6 l, in un mese – 32,6 × 30 = 978 l. Poiché il valore ottenuto è calcolato per il periodo più freddo, con una correzione per le condizioni meteorologiche può essere dimezzato: 978/2 = 489 l, in media al mese.

La durata della stagione di riscaldamento si calcola dal momento in cui la temperatura media giornaliera esterna non supera i +8 gradi Celsius per 5 giorni consecutivi. Questo periodo termina in primavera, con un riscaldamento stabile.

Nell'area che abbiamo preso come esempio (Podmoskov'e), tale periodo dura in media 214 giorni.

Il consumo di gas per il riscaldamento durante l'anno, secondo i calcoli, sarà: 32,6/2 × 214 ≈ 3488 l.

Scelta del gasometro ottimale per il consumo

Il serbatoio di GPL è un'attrezzatura costosa che viene acquistata e installata non per un solo anno. Dalla sua corretta scelta dipende in gran parte non solo l'efficienza del sistema di riscaldamento domestico. Dal tipo e dalla forma del deposito per gas liquefatto possono dipendere indirettamente i costi di riscaldamento.

Confronto tra gasometri fuori terra e interrati

Il serbatoio di GPL fuori terra è un'opzione più economica per la gasificazione autonoma. Tali serbatoi sono generalmente di volume inferiore e per la loro installazione non sono necessari costosi lavori di scavo.

Tuttavia, quando si utilizzano serbatoi di gas fuori terra per il riscaldamento in inverno, è necessario tenere presente che l'evaporazione della miscela propano-butano in questo periodo sarà ridotta e potrebbero verificarsi problemi di pressione del gas.

Per un funzionamento più efficiente e produttivo del serbatoio di GPL fuori terra, sarà necessario almeno dotarlo di un impianto di vaporizzazione e isolare le pareti del serbatoio.

Si può abbassare la soglia di temperatura per la transizione del GPL in fase gassosa, ovviamente, aumentando il contenuto di propano nella miscela. Ma questo comporterà costi aggiuntivi, poiché tale gas è più costoso del butano.

I serbatoi di GPL interrati sono i depositi più popolari per il GPL.

Un serbatoio interrato di questo tipo, in condizioni climatiche temperate, non necessita di attrezzature aggiuntive per il riscaldamento e l'isolamento termico.

La profondità di interramento del serbatoio deve essere tale che lo strato di terreno sopra di esso sia di almeno 0,6 m. Ciò proteggerà il deposito dal gelo e da danni meccanici.

Gasometro verticale o orizzontale

I gasometri interrati sono di due tipi in base alla forma:

1. Verticali.
2. Orizzontali.

Questi serbatoi differiscono tra loro non solo per la costruzione, ma anche funzionalmente: per la superficie della miscela liquefatta, chiamata 'specchio di evaporazione'.

I gasometri orizzontali hanno uno 'specchio' più grande. Grazie a ciò, l'evaporazione avviene più intensamente, con una pressione sufficiente per il corretto funzionamento dell'impianto di riscaldamento.

I depositi verticali sono più spesso utilizzati in sistemi di gas autonomi per case o villette di piccola superficie, se non è necessario un riscaldamento completo in inverno.

Per un funzionamento efficiente e stabile dei gasometri verticali in inverno, è necessario l'isolamento del serbatoio o l'uso di riscaldatori speciali, il che aumenta i costi totali della fornitura di gas alla casa.

Caratteristiche del gasometro mobile rimorchiabile

Risolvere il problema del riscaldamento e della creazione di condizioni di comfort domestico in inverno nelle case di campagna con residenza temporanea, nei cantieri, dove l'attrezzatura del deposito di gas non è opportuna o tecnicamente impossibile, è reso possibile dal gasometro mobile.

Si tratta di un serbatoio montato su un rimorchio, con una capacità di 500-600 litri. Per quanto tempo durerà un tale gasometro con una capacità di 600 litri si può prevedere prendendo come riferimento una media di 30-40 litri di gas liquefatto per metro quadrato di superficie.

Un calcolo approssimativo mostra che una casa isolata di 100 m² può essere riscaldata autonomamente da un gasometro mobile per un mese, mantenendo una temperatura confortevole per l'abitazione.

Bisogna capire che l'utilizzo di un gasometro mobile, come serbatoio di tipo superficiale, in inverno o nelle regioni settentrionali richiederà isolamento e riscaldamento forzato del serbatoio. Per questo motivo, il gasometro su rimorchio non è un'opzione di riscaldamento del tutto accettabile.

Come scegliere un gasometro in base al volume

Tra i gasometri interrati standard, i serbatoi con volumi di 2700 litri e 4850 litri sono quelli ottimali per case di campagna e villette.

Nella scelta della dimensione del deposito di gas, è necessario considerare i seguenti fattori:

1. Se si risiede stabilmente in una casa con riscaldamento autonomo, è consigliabile riempire il serbatoio due volte all'anno. Ciò è dovuto alla diversa concentrazione di butano e propano nelle miscele destinate all'uso estivo e invernale.
2. Il serbatoio deve essere riempito con fase liquida all'85%. Il volume libero rimanente nel deposito è un cuscino di vapore per l'idrocarburo in fase di evaporazione.

Pertanto, quando si calcola per quanto tempo può durare il gas in un serbatoio da 2700 litri o in un deposito di altre dimensioni, è necessario tenere presente che il volume totale nominale del serbatoio e il suo volume di riempimento non sono la stessa cosa.

La tabella mostra le capacità di riempimento dei serbatoi standard Eurostandard-2, in relazione alla superficie ottimale delle aree riscaldate e alla potenza delle caldaie.

Il nostro calcolo dei valori medi di prelievo del gas liquefatto dal serbatoio e le norme comunemente accettate consentono di determinare la frequenza di riempimento dei serbatoi. Con un consumo medio annuo di 30 litri di gas per 1 m² di superficie riscaldata, un riempimento di gas liquefatto di 2295 litri in un serbatoio da 2700 litri per una casa di 100 m² sarà sufficiente per 9 mesi.

Con lo stesso metodo, ma per una casa di 150 m², calcoliamo per quanto tempo durerà il GPL nell'impianto di riscaldamento da un serbatoio di 4850 litri. In un anno si consumano 4500 litri, quindi un volume di riempimento di 4122 litri sarà sufficiente per riscaldare la casa per 10 mesi.

Dai calcoli si vede che il rifornimento dovrà essere effettuato due volte l'anno. E questo è economicamente giustificato grazie all'utilizzo di GPL «estivo» e «invernale».

Consigli per risparmiare gas

È possibile ridurre il consumo di gas dal serbatoio attuando le seguenti misure di risparmio energetico:

• isolamento delle pareti, del tetto, del sottotetto, del solaio del seminterrato;
• sostituzione dei vecchi infissi con moderni vetrocamera con profilo antigelo;
• regolazione ottimale dei parametri della caldaia;
• installazione di una caldaia a gas a condensazione ad alta efficienza energetica;
• utilizzo di un sistema di riscaldamento a collettori, che ha un rendimento più elevato e la possibilità di regolare la portata del fluido termovettore su ogni apparecchio di riscaldamento;
• dotazione dei radiatori di termoregolatori.

Un buon effetto di risparmio di gas si ottiene installando dei controller che automatizzano il processo di gestione dell'erogazione del calore.

Il controller, in base alle impostazioni predefinite, gestisce automaticamente il riscaldamento autonomo, consentendo di ridurre notevolmente il consumo di GPL dal serbatoio e di abbassare fino al 25% i costi di riscaldamento.

Inoltre, i moderni controller sono solitamente dispositivi intelligenti con cui è possibile controllare la caldaia da remoto tramite telefono cellulare.

Un'alternativa economica a questi dispositivi con telecomando sono i termostati programmabili o giornalieri, che permettono anche di risparmiare energia.

Una soluzione moderna per il risparmio di gas da un deposito autonomo è il sistema «casa intelligente».

Oltre a un'ampia gamma di funzioni utili che semplificano la vita quotidiana, l'uso della tecnologia 'casa intelligente' consente di effettuare un controllo automatico del clima.

La funzione di controllo del clima in casa può essere installata separatamente o integrata nel pacchetto generale di 'utilità'.

Tali tecnologie consentono di risparmiare gas per il riscaldamento durante il giorno in singoli ambienti. È possibile impostare il sistema per funzionare in modalità di riscaldamento ridotto in assenza di residenti e, a distanza, prima di tornare a casa, attivare il riscaldamento completo.

Il problema principale dell'implementazione del sistema di controllo del clima della 'casa intelligente' è il costo relativamente elevato della soluzione e la necessità di una progettazione prima dell'esecuzione dei lavori di installazione del sistema di riscaldamento.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Un metodo interessante per calcolare il consumo di gas per il riscaldamento e suggerimenti per ridurre i costi:

Consiglio di un esperto per la scelta economicamente vantaggiosa del volume del gasometro:

9 consigli per ridurre il consumo di gas utilizzato per il riscaldamento di casa:

Bisogna capire che tutti i calcoli che suggeriamo di applicare quando si utilizza il gas del gasometro sono abbastanza approssimativi. Determinare e prevedere con precisione la quantità di gas liquefatto che verrà consumata in un determinato periodo non è in grado di farlo nemmeno uno specialista.

Ma il metodo presentato, basato sulla pratica di funzionamento dei sistemi a gas autonomi, fornisce valori medi affidabili del consumo di gas.

Questi calcoli e i consigli utili forniti permetteranno di scegliere correttamente il gasometro ottimale e di pianificare la frequenza dei suoi rifornimenti.

Se ha esperienza nell'uso di gasometri per il riscaldamento, la preghiamo di condividerla con i nostri lettori. Ci racconti le sottigliezze dell'uso di tali apparecchiature. Scriva i suoi commenti, ponga domande – il modulo di contatto si trova di seguito.