Consumo di gas per riscaldamento di una casa di 100 m²: peculiarità dei calcoli per gas liquefatto e naturale + esempi con formule

Sicuramente avrà già sentito più volte che le caldaie a gas non hanno concorrenti in termini di economicità. Ma, concordi, un sano scetticismo non fa mai male – come si dice, fidarsi ma controllare. Pertanto, prima di prendere una decisione sull'installazione e l'uso di apparecchiature a gas, è necessario calcolare e ponderare tutto accuratamente.

Proponiamo di familiarizzare con i passaggi dei calcoli e le formule con cui viene determinato il consumo di gas per il riscaldamento di una casa di 100 m² tenendo conto di tutti i fattori significativi. Dopo aver preso visione dei calcoli, potrà trarre la propria conclusione su quanto sia conveniente utilizzare il combustibile blu come fonte di energia termica.

Formule del carico termico e del consumo di gas

Il consumo di gas è convenzionalmente indicato con la lettera latina V ed è determinato dalla formula:

V = Q / (n/100 x q), dove

Q – carico termico per riscaldamento (kW/h), q – potere calorifico del gas (kW/m³), n – rendimento della caldaia a gas, espresso in percentuale.

Il consumo di gas di rete si misura in metri cubi all'ora (m³/h), quello di gas liquefatto in litri o chilogrammi all'ora (l/h, kg/h).

Il consumo di gas viene calcolato prima della progettazione del sistema di riscaldamento, della scelta della caldaia e del vettore energetico, e poi può essere facilmente controllato tramite contatori

Esaminiamo in dettaglio cosa significano le variabili in questa formula e come determinarle.

Il concetto di «carico termico» è riportato nella legge federale «Sulla fornitura di calore». Modificando leggermente la formulazione ufficiale, possiamo dire semplicemente che è la quantità di energia termica trasferita nell'unità di tempo per mantenere una temperatura ambiente confortevole.

In seguito utilizzeremo anche il concetto di «potenza termica», quindi forniremo anche la sua definizione applicabile ai nostri calcoli. Per potenza termica si intende la quantità di energia termica che una caldaia a gas può produrre nell'unità di tempo.

Il carico termico è determinato in conformità con il MDK 4-05.2004 tramite calcoli termotecnici.

Formula semplificata:

Q = V x ΔT x K / 860.

Qui V è il volume dell'ambiente, che si ottiene moltiplicando l'altezza del soffitto, la larghezza e la lunghezza del pavimento.

ΔT è la differenza tra la temperatura dell'aria esterna all'edificio e la temperatura dell'aria necessaria nell'ambiente riscaldato. Per i calcoli si utilizzano i parametri climatici riportati nel SP 131.13330.2012.

Per ottenere i valori più precisi possibili del consumo di gas, vengono utilizzate formule che tengono conto persino della posizione delle finestre – i raggi solari riscaldano la stanza, riducendo le dispersioni termiche.

K – coefficiente di dispersione termica, il più difficile da determinare con precisione a causa dell'influenza di molteplici fattori, tra cui il numero e la posizione delle pareti esterne rispetto ai punti cardinali e al regime dei venti in inverno; il numero, il tipo e le dimensioni di finestre, porte d'ingresso e porte finestre; il tipo di materiali da costruzione e isolanti utilizzati e così via.

Sulle strutture perimetrali della casa ci sono aree con maggiore dispersione termica – i ponti termici, a causa dei quali il consumo di carburante può aumentare significativamente.

Se è necessario eseguire un calcolo con un margine di errore entro il 5%, è meglio condurre un audit termico della casa.

Se i requisiti per i calcoli non sono così rigorosi, si possono utilizzare valori medi del coefficiente di dispersione termica:

• elevato grado di isolamento termico – 0,6-0,9;
• isolamento termico di grado medio – 1-1,9;
• basso isolamento termico – 2-2,9;
• assenza di isolamento termico – 3-4.

Doppia muratura in mattoni, finestre piccole con vetrocamera tripla, sistema di copertura coibentato, fondazione robusta, isolamento termico con materiali a bassa conducibilità termica – tutto ciò indica un coefficiente minimo di dispersione termica per la vostra casa.

Con doppia muratura in mattoni, ma tetto normale e finestre con doppi vetri, il coefficiente sale a valori medi. Stessi parametri, ma muratura semplice e tetto semplice – segno di basso isolamento termico. L'assenza di isolamento termico è tipica delle case di campagna.

Conviene occuparsi del risparmio di energia termica già nella fase di costruzione della casa, realizzando l'isolamento di pareti, tetto e fondazione e installando finestre con multicamera.

Scelto il valore del coefficiente più corrispondente all'isolamento termico della sua casa, lo inseriamo nella formula per il calcolo del carico termico. Successivamente, tramite la formula, calcoliamo il consumo di gas per mantenere un microclima confortevole in una casa di campagna.

Consumo di gas in esempi concreti

Per determinare quale sarà il consumo di gas naturale per il riscaldamento di una casa unifamiliare di 100 m², è necessario prima determinare il carico termico.

Calcolo del carico termico

Per ottenere dati il più precisi possibile sul volume riscaldato della casa, viene calcolato separatamente il volume di ogni stanza e dei locali accessori in cui è necessario mantenere il calore. Le misurazioni di lunghezza e larghezza vengono eseguite lungo i battiscopa utilizzando un metro a nastro normale o laser.

Faremo più semplicemente: consideriamo l'altezza dei soffitti pari a 2,5 metri, la moltiplichiamo per la superficie indicata e otteniamo il volume della casa V = 250 m³.

Se l'ambiente ha una forma architettonica complessa, si suddivide in rettangoli, triangoli, cerchi, e si calcola e somma l'area di ciascuno.

Per determinare ΔT si utilizza la colonna 6 della tabella 3.1 del SP 131.13330.2012. Qui è indicata la temperatura dell'aria del periodo più freddo, calcolata in base alle temperature medie mensili.

Troviamo il nome della località in cui si trova l'edificio riscaldato. Supponiamo che sia Brjansk, quindi il valore cercato è -12 °C. La temperatura nelle stanze residenziali secondo GOST R 51617-2000 deve essere compresa tra 18 e 24 °C. Prendiamo il valore medio di 22 °C, ottenendo ΔT = 34 °C.

Determiniamo il grado di isolamento termico della casa e applichiamo il coefficiente corrispondente. In un contesto di aumento dei prezzi dei vettori energetici, la maggior parte dei proprietari di casa cerca di aumentare l'efficienza energetica del riscaldamento migliorando l'isolamento termico dell'abitazione, quindi è ragionevole applicare il primo indicatore del grado medio di isolamento termico, che è pari a 1.

Riuniamo tutti i valori secondo la formula:

250 m³ × 34 °C × 1 / 860 = 9,88 kWh.

Applichiamo la regola di arrotondamento al numero intero più vicino e otteniamo Q = 10 kWh.

Non trascuri il controllo automatico – imposti diverse modalità di riscaldamento per la notte e il giorno, per garantire un microclima confortevole indipendentemente dalla temperatura esterna, risparmiando fino al 30% di gas.

Ricordiamo che abbiamo eseguito solo il calcolo termotecnico della casa e ora è in programma il calcolo del consumo di gas. Ma per ora sarà opportuno fare una piccola digressione e chiarire che il carico termico può essere calcolato anche in modo semplificato.

Notiamo che la potenza della caldaia a gas può essere calcolata per un oggetto specifico tenendo conto di tutte le sfumature tecniche. Secondo i dati medi, per ogni metro di superficie abitabile standard si hanno 100 Wh di energia termica. Di conseguenza, per una casa di 100 m², questo indicatore sarà 100 Wh × 100 m2 = 10 000 Wh o 10 kWh.

In questo caso, i calcoli tramite formula e il metodo semplificato hanno dato lo stesso risultato, ma non è sempre così, e la differenza raggiunge spesso il 20% o più. Inoltre, i termotecnici raccomandano di acquistare caldaie turbocompresse e atmosferiche sempre con un margine del 20-25% in previsione della possibilità di coprire le perdite di calore nei giorni con temperature criticamente basse.

Consumo di gas di rete

Per il calcolo è necessario conoscere il coefficiente di rendimento della caldaia a gas. Può vederlo nelle caratteristiche tecniche indicate nella documentazione. Noi sceglieremo un modello adatto per la casa della superficie indicata.

Il criterio principale di scelta sarà la potenza termica dell'unità. Il suo valore è molto vicino al valore del carico termico e può essere calcolato con la stessa formula, ma per il calcolo si tiene conto della temperatura del quinquennio più freddo oppure si applica un coefficiente di maggiorazione di 1,3, poiché la caldaia deve avere potenza sufficiente per mantenere il calore in casa anche durante le gelate più intense.

Di conseguenza, per riscaldare 100 m² sarà necessaria una caldaia con una potenza di circa 13 kW. Il rendimento (n) di molti modelli di caldaie a gas murali, ad esempio gli apparecchi del marchio NEVA, è del 92,5%. Utilizzeremo questo valore nei nostri calcoli.

Grazie alle caratteristiche costruttive della camera di combustione, all'aumento dell'efficienza degli scambiatori di calore, all'utilizzo del calore latente dei vapori acquei, il rendimento delle caldaie a gas moderne supera il 90%.

Il potere calorifico, o altrimenti detto calore specifico di combustione (q), dipende dal tipo di gas utilizzato. È meglio informarsi presso la società di fornitura del gas su quale gas viene fornito a casa vostra.

Noi invece inseriremo di default nella formula il valore arrotondato corrispondente al gas G20 con potere calorifico inferiore Hi, ovvero 9,5 kWh/m³. Fate attenzione alle unità di misura: si usano i kilowatt, non i megajoule.

Tutti i valori necessari sono stati determinati e non resta che inserirli nella formula:

V = 10 / (92.5 / 100 × 9,5). V = 1.1 m³/h.

Pertanto, il consumo di gas di rete per il riscaldamento di una casa di 100 m² con un'altezza del soffitto di 2,5 metri è di poco superiore a 1,1 metri cubi all'ora. Al giorno corrispondono 24,2 metri cubi.

Ora è facile sapere quanto gas sarà necessario per l'intera stagione di riscaldamento. Secondo le norme statali, durante la stagione di riscaldamento la temperatura media giornaliera dell'aria esterna non supera gli 8 °C. Nella fascia centrale, questo periodo va dal 15 ottobre al 15 aprile (183 giorni).

Poiché in questo periodo si verificano notevoli sbalzi di temperatura, il consumo giornaliero di gas viene diviso per 2 e poi moltiplicato per 183. Cioè per la stagione di riscaldamento saranno necessari circa 2214,3 metri cubi di gas di rete.

Quanto propane-butano è necessario per la stagione di riscaldamento

Le moderne caldaie a gas sono progettate per l'uso non solo di gas di rete, ma anche di gas liquefatto. Per fare scorta del volume di carburante necessario, non si usano le comuni bombole di gas, ma serbatoi più capienti: i gasometri.

L'utilizzo dei gasometri risolve il problema dello stoccaggio di combustibile idrocarburico liquefatto sufficiente per riscaldare una casa di 100 mq per l'intera stagione di riscaldamento in una zona climatica temperata.

Nel calcolo del consumo di gas liquefatto necessario per riscaldare una casa di 100 m², si applica lo stesso metodo, ma cambiano i valori di alcune variabili nella formula.

Per le necessità domestiche e comunali viene fornita una miscela liquefatta di propano-butano.

Il suo potere calorifico è di 12,8 kW/kg. Sostituendo questo parametro nella formula si ottiene:

V = 10 / (92,5 / 100 × 12,8). V = 0,8 kg/h.

Quando si utilizza combustibile liquefatto, il rendimento dell'apparecchiatura diminuisce, quindi il consumo di gas aumenta di circa il 10% e raggiunge 0,88 kg/h al giorno. Per il Suo modello di caldaia la correzione potrebbe essere diversa. Il valore specifico è indicato nella documentazione allegata.

Si calcola ora la quantità necessaria di gas per la stagione di riscaldamento: 0,88 × 24 × 183 = 3865 kg. Questo valore deve anche essere diviso per 2, a causa delle variazioni di temperatura. Risultato finale: per la stagione di riscaldamento sono necessari 1932,5 kg di propano-butano.

Sarà utile convertire i chilogrammi in litri. In base ai dati di riferimento, 540 grammi di miscela liquefatta di propano-butano corrispondono a 1 litro. Cioè, per l'intera stagione di riscaldamento saranno necessari 3578 litri di gas liquefatto.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Lei è parsimonioso con l'energia termica, ma il suo vicino ha comunque un consumo inferiore? L'autore del video ha deciso di condividere la propria esperienza nell'uso del GPL per il riscaldamento domestico. Forse queste informazioni saranno utili anche a Lei.

È davvero possibile che il termoregolatore e il sensore di temperatura aiutino a ridurre significativamente i costi del gas durante la stagione di riscaldamento? Il video mostra come ciò avvenga nella pratica.

Per determinare il consumo futuro di gas per il riscaldamento, non è necessaria un'istruzione superiore. Conoscendo come si eseguono le più semplici operazioni matematiche, Lei calcolerà i parametri necessari con un errore accettabile.

Nel contempo potrà individuare i punti deboli della Sua casa, minimizzare le perdite di calore, eliminare la dispersione di calore verso l'esterno e, di conseguenza, usufruire di tutti i vantaggi del combustibile blu.

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