Come determinare il consumo di gas: metodi di misurazione e calcolo del combustibile utilizzato

In un modo o nell'altro, Lei si è imbattuto nella questione del risparmio e della potenza degli elettrodomestici. Che sia nella fase della prima ristrutturazione o in quella della sostituzione di apparecchi obsoleti. Calcolare il consumo di gas o il relativo fabbisogno può essere utile prima dell'acquisto di un fornello o di una caldaia, della scelta di un contatore del gas e della sua eventuale sostituzione. Se ha domande sulle bollette del gas, se la ricerca di nuovi apparecchi è una questione delle prossime settimane, una metodologia precisa per determinare il consumo di gas e le formule di calcolo le semplificheranno la vita.

I prezzi del gas aumentano gradualmente e gli apparecchi diventano sempre più potenti, quindi non le farebbe male ideare una propria strategia per ottimizzare le spese. Il nostro articolo lo aiuterà in questo. Non potrà conoscere il livello reale di consumo di gas nella sua abitazione dai discorsi con i vicini; ha bisogno di informazioni precise.

Consumo di gas naturale in ambito domestico

Per il calcolo dei volumi di gas consumato, i proprietari di tutti gli appartamenti e le case, così come molte aziende, ne hanno bisogno. I dati relativi al fabbisogno di risorse di combustibile sono inclusi nei progetti di case singole e delle loro parti. Per pagare secondo i dati reali, si utilizzano contatori del gas.

Il livello di consumo dipende dall'attrezzatura, dall'isolamento termico dell'edificio e dalla stagione. Negli appartamenti senza riscaldamento centralizzato e acqua calda sanitaria, il carico ricade sullo scaldabagno a gas. L'apparecchio consuma da 3 a 8 volte più gas rispetto al fornello.

Gli scaldacqua a gas (bollitori, caldaie) sono disponibili da parete e da terra: vengono utilizzati contemporaneamente per il riscaldamento e il riscaldamento dell'acqua, mentre i modelli meno funzionali servono principalmente solo per il riscaldamento dell'acqua.

Il consumo massimo del fornello dipende dal numero di fuochi e dalla potenza di ciascuno di essi:

• ridotta — meno di 0,6 kW;
• normale — circa 1,7 kW;
• elevata — più di 2,6 kW.

Secondo un'altra classificazione, la potenza bassa dei bruciatori corrisponde a 0,21—1,05 kW, quella normale a 1,05—2,09, quella elevata a 2,09—3,14, e quella alta a più di 3,14 kW.

Un normale fornello moderno utilizza almeno 40 litri di gas all'ora quando è acceso. Di solito un fornello consuma circa 4 m³ al mese per un residente, e il consumatore vedrà più o meno la stessa cifra se utilizza un contatore. Il gas compresso in bombole richiede molto meno volume. Per una famiglia di 3 persone, una capacità di 50 litri dura circa 3 mesi.

In un appartamento con un piano cottura a 4 fuochi e senza scaldabagno, si può installare un contatore con marcatura G1,6. Un dispositivo con dimensione G2,5 viene utilizzato se è presente anche un boiler. Per la misurazione del consumo di gas vengono installati anche contatori più grandi, fino a G4, G6, G10 e G16. Un contatore con parametro G4 è in grado di gestire il calcolo del consumo di gas per 2 piani cottura.

Gli scaldabagni possono essere a 1 o 2 circuiti. Per una caldaia a 2 vie e un potente piano cottura a gas, ha senso installare 2 contatori. Una delle ragioni è che i contatori domestici del gas gestiscono male la grande differenza di potenza tra le apparecchiature. Un piano cottura debole al minimo utilizza molto meno combustibile rispetto a uno scaldabagno al massimo.

Un piano cottura classico ha 1 bruciatore grande, 2 medi e 1 piccolo; l'uso del più grande è economicamente il più vantaggioso.

Gli abbonati senza contatori pagano il volume, basandosi sul consumo per abitante moltiplicato per il loro numero e sul consumo per m² moltiplicato per la superficie riscaldata. Le normative sono valide tutto l'anno – in esse è stato inserito un valore medio per diversi periodi.

Norma per 1 persona:

1. Consumo di gas per la preparazione dei cibi e il riscaldamento dell'acqua tramite piano cottura in presenza di acqua calda sanitaria centralizzata (GVS) e riscaldamento centralizzato: circa 10 m³/mese a persona.
2. Utilizzo del solo piano cottura senza boiler, GVS centralizzato e riscaldamento: circa 11 m³/mese a persona.
3. Utilizzo di piano cottura e scaldabagno senza riscaldamento centralizzato e GVS: circa 23 m³/mese a persona.
4. Riscaldamento dell'acqua con scaldabagno: circa 13 m³/mese a persona.

In diverse regioni, i parametri esatti del consumo non coincidono. Il riscaldamento individuale tramite scaldabagno costa circa 7 m³/m² per i locali residenziali riscaldati e circa 26 m³/m² per quelli tecnici.

Sull'avviso dell'impresa di installazione dei contatori si può vedere quanto differiscono gli indicatori di consumo con e senza contatore del gas.

La dipendenza del consumo di gas è indicata nel SNiP 2.04.08-87. Le proporzioni e gli indicatori sono diversi:

• piano cottura, GVS centralizzato — 660 mila kcal a persona all'anno;
• piano cottura presente, nessun GVS — 1100 mila kcal a persona all'anno;
• piano cottura presente, scaldabagno e nessun GVS — 1900 mila kcal a persona all'anno.

Il consumo secondo le normative è influenzato dalla superficie, dal numero di residenti, dal livello di dotazione di servizi domestici, dalla presenza di bestiame e dal suo numero di capi.

I parametri vengono differenziati in base all'anno di costruzione (prima del 1985 e dopo), all'adozione di misure di risparmio energetico, inclusa l'isolamento delle facciate e di altre pareti esterne.

Maggiori dettagli sulle norme di consumo di gas per persona si possono leggere in questo materiale.

Calcolo del gas per riscaldamento, acqua calda sanitaria, fornello

La quantità necessaria di combustibile per riscaldare gli ambienti si determina in base alla superficie o al volume della stanza. Nel caso di stanze con altezza di 3 metri o inferiore è sufficiente calcolare l'area. Per 1 metro quadrato di tali ambienti, in media, saranno necessari 100 W.

Nelle regioni meridionali del paese, il parametro specifico per 1 m² viene ridotto a 80 W, mentre nelle condizioni dell'estremo nord viene aumentato fino a 200 W per m². Lo scaldabagno viene scelto con un margine superiore al carico massimo.

Con il metodo volumetrico di calcolo, per metro cubo si allocano da 30 a 40 W, con una riduzione del valore per le regioni meridionali. Tutti i metodi funzionano bene in inverno, ma i valori per 1 m² diminuiscono man mano che la differenza tra temperatura esterna e interna scende da 40 gradi a 10.

Il fabbisogno di riscaldamento di una stanza di una determinata dimensione viene determinato prima dell'installazione di uno scaldabagno o di un sistema a pavimento riscaldato ad acqua, che può funzionare anche con una caldaia a gas.

Il consumo massimo di gas della caldaia si calcola con la formula V = Q/(q×Rendimento/100), dove:

• V — volume di combustibile, m³;
• Q — potenza del sistema di riscaldamento e perdite di calore, kW;
• q — potere calorifico inferiore del combustibile, kW/m³ (in media 9,2);
• Rendimento — coefficiente di efficienza della caldaia a gas, di solito 96%.

Con la stessa formula, ma modificata, si può calcolare il consumo massimo del piano cottura, anche per unità di tempo.

Nel misurare il consumo di gas liquefatto (GLP), al posto del potere calorifico inferiore si inserisce il calore specifico di combustione. Esso differisce per le diverse miscele, e per la miscela propano-butano è pari a 46 MJ per kg. Il rendimento della caldaia a gas con GLP scende dal 96 all'88%.

La quantità di combustibile per l'acqua calda sanitaria individuale si determina in base al fabbisogno per persona. Le informazioni sono presenti nella documentazione sul consumo di acqua, ma il calcolo può essere effettuato autonomamente. Per una famiglia di 4 persone, è sufficiente un riscaldamento di 80 litri al giorno, da +10 a +75 °C.

La potenza necessaria si determina con la formula Q = c×m×Δt, nella quale:

• Q — appunto, la potenza necessaria, in kW;
• c — capacità termica dell'acqua, 4.183 kJ/kg·°C;
• m — portata d'acqua, kg;
• Δt — differenza tra temperatura iniziale e finale, di solito 65 °C.

Si risparmia combustibile grazie a metodi sistemici ed esterni. Vantaggi sono offerti dalle caldaie a condensazione, dai bollitori a riscaldamento indiretto con timer. L'automazione aiuta con la variazione della temperatura ambiente da quella di comfort per una persona fino a +10…+15 °C durante l'assenza. Le opzioni di risparmio esterno includono l'isolamento termico della casa e i pavimenti riscaldati.

Su ogni metro quadrato di parete esterna si possono risparmiare fino all'80% di gas, e in totale attraverso le pareti si disperde circa il 15% del calore — 4 volte in più rispetto al tetto di una casa privata.

Risparmiare gas usando il piano cottura con questi metodi:

• «non far uscire» la fiamma da sotto il fondo dei contenitori;
• coprire bollitori e pentole con i coperchi;
• per portare a ebollizione usare solo la fiamma massima;
• scaldare il cibo in porzioni grandi.

Il consumo di gas viene determinato anche prima dei lavori di copertura, nei bruciatori per la fusione. Una bombola da 50 litri con miscela propano-aria sarà sufficiente per 10,8 ore, poiché il consumo sarà di circa 2 kg/h. Per 1 m² di copertura saranno necessari 0,2 kg in primavera-autunno e 0,3-0,4 kg in inverno.

Le suggeriamo anche di leggere i nostri altri articoli, in cui abbiamo spiegato in dettaglio come calcolare correttamente il consumo di gas per il riscaldamento domestico:

1. Consumo di gas con caldaia a pavimento.
2. Calcolo del consumo di gas per il riscaldamento domestico.

Contatori per la misurazione del combustibile consumato

Il contatore misura la quantità di gas in diverse condizioni di temperatura e pressione e, con l'ausilio di apposita tecnologia, converte il risultato ottenuto in un valore corrispondente alle condizioni standard (CS) — +20 °C e 101 kPa.

Il volume di combustibile per le CS è determinato dalla formula Vc = V×(p×Tc/pc×T×K), dove

• V — volume del gas;
• p — densità;
• T — temperatura termodinamica;
• K — fattore di compressibilità del combustibile.

I valori con la lettera 'c' sono quelli per le condizioni standard, quelli senza sono per le condizioni operative.

In ambito domestico si utilizzano contatori a membrana, rotativi e ultrasonici, nelle grandi aziende quelli a turbina e a vortice: sono i tipi di misuratori di gas più richiesti. Negli stabilimenti dell'industria del gas, il volume viene determinato principalmente in base alle variazioni di pressione in restringimenti, spesso tra due giunti flangiati ravvicinati. I contatori si differenziano per le caratteristiche operative.

Nell'immagine è mostrato un classico contatore a membrana (a diaframma, a camera), nei cui compartimenti sono presenti membrane che si muovono per effetto del flusso del gas e ne determinano il volume.

I misuratori a membrana offrono un errore minimo nei calcoli e consumano poca energia elettrica. I dispositivi forniscono letture in un ampio intervallo, ma con una pressione limite non elevata — fino a 0,5 bar. In ambito domestico, il contatore si comporta in modo ottimale, poiché l'intervallo di taratura arriva fino a 10 anni, con un'elevata affidabilità del dispositivo. La struttura reagisce male alla contaminazione meccanica del gas ed è nel complesso piuttosto ingombrante.

I modelli rotativi, o rotanti, non dipendono dalla rete elettrica, sono adatti per piccoli impianti industriali, ma sono meno comodi. Con una piccola superficie di installazione e un'elevata precisione in condizioni di forti variazioni di pressione, sono rumorosi e si guastano più spesso. «Temono» i colpi d'ariete e la contaminazione.

I contatori ultrasonici hanno dimensioni ridotte e variano notevolmente in complessità strutturale. I misuratori acustici di gas sono apprezzati per l'affidabilità e la facilità di installazione. Alcuni dispositivi dispongono di memoria non volatile. I contatori delle dimensioni G1,6 e G2,5 hanno un costo relativamente elevato.

Dispositivi a turbina vengono utilizzati per misurare la quantità di gas domestici e aggressivi, nonché di composizioni multicomponente. I contatori si sono diffusi nei gasdotti principali e negli impianti chimici. I dispositivi a turbina registrano grandi quantità di gas a pressioni fino a 10 MPa e variano notevolmente per dimensioni e diametro nominale. Sono strumenti universali per la misurazione della portata di gas naturale nell'industria.

Il contatore a turbina è costituito da un tratto di tubo: nella figura 1 — corpo, 2 — raddrizzatore di flusso del gas, 3 — meccanismo di misurazione con turbina, 4 — giunto magnetico per trasmettere la rotazione al meccanismo di conteggio, 5 — meccanismo di conteggio

I dispositivi a vortice misurano il volume di gas naturale o inerti. Per campo di misura hanno un vantaggio rispetto agli altri modelli. Rilevano i minimi movimenti nella miscela di gas e determinano grandi quantità di gas per diametro. L'efficienza del misuratore a vortice dipende direttamente dalla velocità del flusso di combustibile.

Metodi di misurazione utilizzati nei misuratori di gas

La portata del combustibile viene calcolata con metodi diretto e indiretto.

Nel caso del metodo diretto, il gas riempie le camere di misurazione e ne esce. Il volume passato è correlato ai cicli di riempimento e svuotamento. Secondo il principio descritto funziona il conteggio nei contatori a membrana, rotativi e a tamburo.

I misuratori di gas con metodo di misurazione indiretto lavorano con indicatori di velocità e una sezione trasversale nota. Il metodo di conteggio può essere meccanico o altro, legato alle caratteristiche del contatore. In meccanica si utilizzano turbine, palette, elementi di bilanciamento.

Il metodo di conteggio indiretto include anche altre tecniche:

• rilevamento di vortici;
• misurazione della differenza di pressione su un dispositivo di restrizione;
• calcolo del trasferimento di calore da un corpo riscaldato;
• misurazione della pressione dinamica;
• conteggio basato sul movimento degli ultrasuoni.

La correttezza dei metodi indiretti dipende dalla corrispondenza della velocità in direzione e sezione. Aiutano i mezzi di preparazione del flusso: turbolizzatori, condensatori e raddrizzatori di getto. I dispositivi sono disponibili separatamente o come elementi dei contatori.

Principio di funzionamento di un misuratore di gas a vortice: il corpo aerodynamicamente sagomato ha un elemento di bilanciamento, per cui i vortici passano alternativamente a destra e a sinistra — il sensore non rileverà nulla se la velocità del gas scende a un valore tale da non generare vortici

La differenza di velocità nella sezione trasversale gli strumenti possono determinarla contemporaneamente alla velocità del movimento del gas e in tal modo ridurre l'errore. Quest'ultimo spesso si verifica a causa del ristagno di carburante vicino alle pareti. Per ulteriori informazioni sui metodi diretto e indiretto di determinazione della portata del gas, leggere oltre.

Come si determina la pressione del gas?

La pressione viene misurata con metodo diretto mediante manometri o sommando i valori della pressione atmosferica (Pb) e della pressione relativa (Pi). Pb viene misurata nel luogo in cui si trova il trasduttore di Pi, se quest'ultimo si trova in uno spazio chiuso e in esso è presente sovrappressione o depressione.

Con i manometri si misura la pressione e indirettamente la velocità del gas, il che aiuta a determinare la quantità di combustibile consumato e a calcolare il beneficio del contatore.

Il foro di presa di pressione per tubi verticali e orizzontali è posizionato radialmente. Sul tubo trasversale viene posizionato nella metà superiore della sezione.

Nei misuratori di portata senza il suddetto foro, la presa viene effettuata a monte del contatore, a una distanza compresa tra 1 e 3 diametri della tubazione, con punto di riferimento dalla flangia di ingresso del gasometro.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Consumo di gas calcolato dalla caldaia a una determinata potenza:

Elevato consumo di gas con l'utilizzo di apparecchiature a gas in bombole per automobile:

Semplici modi per ridurre il consumo di carburante in appartamento/casa:

Il tempo ha dimostrato che in casa è meglio avere uno o più contatori. Solo con grandi volumi di consumo e un prezzo elevato dei gasometri diventa conveniente pagare secondo le tariffe standard. In condizioni domestiche, per misurare il consumo di gas si utilizzano misuratori di portata con rotori e membrane, con conteggio intelligente.

A fini commerciali si utilizzano modelli a turbina, a vortice e levitazionali. Per le misurazioni più precise in laboratorio si installano modelli a tamburo. Non basta avere un gasometro, a volte è necessario calcolare da soli. La quantità di gas stimata per le esigenze attuali e future dovrebbe essere determinata tramite formule o insieme a un tecnico specializzato.

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