Spotřeba plynu z gazgolderu na vytápění: jak vypočítat + rady k minimalizaci

Je všeobecně známo, že pro vytápění domů a chat s trvalým nebo dlouhodobým bydlením nacházejí stále širší využití plynové zásobníky. Je nesporné, že velkou část rozpočtu při vytápění domu tvoří náklady na palivo. V našem případě se jedná o zkapalněný plyn.

Proto by měl spořivý majitel domu vědět, jak správně vypočítat spotřebu plynu z plynového zásobníku na vytápění, umět předpovědět intervaly mezi doplňováním. To je důležité i proto, že dodávka plynu jako dopravní služba má svou poměrně značnou cenu.

Přijatelnou formou vám pomůžeme samostatně vypočítat spotřebu zkapalněného plynu pro vytápění obydlí v systémech plynového zásobování s plynovým zásobníkem. Tyto znalosti jsou aktuální při projektování výstavby nového domu a plánování rekonstrukce stávajícího systému vytápění. Správně provedené výpočty umožní kontrolovat spotřebu plynu a snižovat jeho náklady.

Faktory ovlivňující spotřebu plynu

Plynový zásobník má podobu objemového rezervoáru, který se plní zkapalněným uhlovodíkovým plynem (LPG). Jedná se o směs dvou plynů – propanu a butanu.

Autonomní schémata vytápění s odběrem plynu z plynového zásobníku a plynovým kotlem v systému se stala moderní alternativou k vytápění domů z kotlů na tuhá paliva nebo naftu.

Skladování plynu právě v takových zásobnících s jeho dalším využitím pro vytápění domu může být podmíněno následujícími faktory:

• absence možnosti napojení na hlavní plynovod nebo vysoká cena takového připojení;
• neustálé a plynárenskými službami neřešitelné problémy s tlakem plynu v centrálním potrubí.

Pro normální fungování většiny plynových kotlů tlak plynu v potrubí musí činit nejméně 35 mbar. Tato norma často není dodržována v hlavních plynovodech a činí pouze 8 až 22 mbar.

Pro stanovení objemu zkapalněného plynu v nádrži existují mechanické hladinoměry nebo modernější dálkové telemetrické systémy. Toto zařízení může být dodáváno společně s nádrží nebo zakoupeno samostatně. Průměrnou denní spotřebu plynu můžete určit také z rozdílu údajů plynového měřiče, pokud je k dispozici.

Přesnější odpověď na otázku, na kolik plynu v zásobníku bude stačit k vytápění domu, jaká je jeho spotřeba a jak minimalizovat náklady na něj, vám poskytnou matematické výpočty. A to i přesto, že objektivně bude mít takový výpočet průměrný charakter.

Palivo v nezávislém zásobování plynem z plynového zásobníku se spotřebovává nejen na vytápění. I když v podstatně menším množství, využívá se také na ohřev vody, provoz plynového sporáku a další domácí potřeby.

Měli byste vzít v úvahu, že na spotřebu plynu mají vliv následující faktory:

• klima regionu a větrná růžice;
• plocha domu, počet a míra tepelné izolace oken a dveří;
• materiál stěn, střechy, základů a stupeň jejich izolace;
• počet obyvatel a režim jejich pobytu (trvale nebo občasně);
• technické parametry kotle, použití dalších plynových spotřebičů a pomocného zařízení;
• počet topných radiátorů, existence podlahového vytápění.

Tyto a další podmínky činí výpočet spotřeby paliva ze zásobníku relativní veličinou, která je založena na průměrně přijímaných hodnotách.

Výpočet výkonu plynového kotle

Hlavní podíl na spotřebě paliva tvoří vytápění. Důležitým parametrem každého domu nebo bytu, který ovlivňuje množství plynu spotřebovaného na vytápění, je ukazatel tepelných ztrát. Úkolem vytápění je právě tyto ztráty správně kompenzovat a vytvořit podmínky pro pohodlné bydlení.

Abyste mohli vypočítat potřebu zkapalněného plynu, musíte určit velikost tepelných ztrát domu nebo tepelný výkon potřebný pro plnohodnotné vytápění. Na tomto ukazateli závisí jmenovitý výkon topného systému – plynového kotle.

Jako etalon pro výpočty použijete dům nacházející se v oblasti s průměrným klimatem, v uspokojivém stavu a zateplený podle technologie. Plocha domu je 80 m².

Průměrné hodnoty tepelných ztrát a výkon kotle můžete určit podle plochy podlahy.

Vzorec má tvar:

Q = S × Pp /10, kde

Q — vypočtené tepelné ztráty (kW);

S — plocha vytápěných místností (m²);

Pp — měrný výkon plynového kotle (kW/m²) — výkon na každých 10 m².

Měrný výkon pro vytápění plochy 10 m² je již přibližně stanoven, s ohledem na korekce pro regiony s různým klimatem. Pro náš referenční dům, nacházející se například v Moskevské oblasti, Pp = 1,2 – 1,5 kW.

S ohledem na plochu domu 80 m² bude mít optimální výkon topného systému následující hodnotu:

Q = 80 × 1,2 / 10 = 9,6 kW.

Navzdory své zjednodušenosti tento vzorec odráží nejpřesnější výsledky.

Často se pro usnadnění výpočtů bere jako hodnota měrného výkonu jednotka. Z toho vychází, že výkon topného systému se bere jako 10 kW na 100 m² vytápěné plochy.

Jelikož systém zásobování plynem vašeho domu zahrnuje nejen vytápění, ale také ohřev vody a další zařízení, výkon kotle se určuje přidáním 20–25% rezervy k vypočteným tepelným ztrátám.

Druhou možností, avšak přijímanou s větším stupněm nepřesnosti, je výpočet nákladů na tepelnou energii na tepelné ztráty budovy podle kubatury – objemu vytápěných místností. V závislosti na klimatickém pásmu se na vytápění jednoho krychlového metru místnosti s výškou stropu do 3 m přiděluje 30–40 W.

Výpočet spotřeby plynu z plynového zásobníku

Výpočet spotřeby na vytápění směsi z plynového úložiště používané v systému vytápění domu má své zvláštnosti a liší se od výpočtu spotřeby zemního plynu z hlavního plynovodu.

Předpokládaný objem spotřeby plynu se vypočítá podle vzorce:

V = Q / (q × η), kde

V – vypočítaný objem LPG (zkapalněného uhlovodíkového plynu), měřený v m³/h;

Q – vypočtené tepelné ztráty;

q – nejmenší měrná hodnota spalného tepla plynu nebo jeho výhřevnost. Pro propan-butan tato hodnota činí 46 MJ/kg nebo 12,8 kW/kg;

η – účinnost systému zásobování plynem, vyjádřená v absolutní hodnotě k jednotce (účinnost/100). V závislosti na vlastnostech plynového kotle se účinnost může pohybovat od 86 % – u nejjednodušších, až po 96 % – u vysoce technologických kondenzačních jednotek. Hodnota η tedy může být od 0,86 do 0,96.

Předpokládejme, že se plánuje vybavit topný systém moderním kondenzačním kotlem s účinností 96 %.

Dosazením hodnot, které jsme přijali pro výpočet, do původního vzorce získáme následující průměrný objem plynu spotřebovaného na vytápění:

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

Jelikož se za plnicí jednotku LPG považuje litr, je nutné vyjádřit objem propan-butanu v této měrné jednotce. Pro výpočet počtu litrů v hmotnosti zkapalněné uhlovodíkové směsi je nutné kilogramy vydělit hustotou.

Tabulka uvádí hodnoty zkušební hustoty zkapalněného plynu (v t/m³) při různých průměrných denních teplotách vzduchu a v souladu s poměrem propanu k butanu vyjádřeným v procentech.

Fyzika přechodu LPG z kapalného do plynného (pracovního) stavu je následující: propan se vaří při teplotě minus 40 °C a vyšší, butan od minus 3 °C. Směs 50/50 tedy začne přecházet do plynné fáze při teplotě od minus 20 °C.

Pro střední zeměpisné šířky a plynojemu zakopaného v zemi takové poměry postačí. Abyste se však ochránili před zbytečnými starostmi, je v zimních podmínkách optimální používat směs s obsahem propanu alespoň 70 % – „zimní plyn“.

Pokud vezmeme za výpočtovou hustotu LPG 0,572 t/m³  – směs propan/butan 70/30 při teplotě —20 °C), lze snadno vypočítat spotřebu plynu v litrech: 0,78 / 0,572 = 1,36 l/h.

Denní spotřeba při tomto odběru plynu v domě bude: 1,36 × 24 ≈ 32,6 l, během měsíce — 32,6 × 30 = 978 l. Vzhledem k tomu, že získaná hodnota je vypočtena pro nejchladnější období, lze ji s ohledem na povětrnostní podmínky rozdělit na polovinu: 978/2 = 489 l v průměru za měsíc.

Délka topné sezóny se počítá od okamžiku, kdy průměrná denní venkovní teplota nepřesáhne +8 stupňů Celsia po dobu 5 dnů. Toto období končí na jaře, při stabilním oteplení.

V oblasti, kterou jsme vzali jako příklad (Moskevská oblast), trvá toto období v průměru 214 dnů.

Roční spotřeba plynu na vytápění při výpočtu bude: 32,6/2 × 214 ≈ 3488 l.

Výběr optimálního plynového zásobníku podle spotřeby

Plynojem je drahé zařízení, které se pořizuje a instaluje na mnoho let. Od jeho správného výběru do značné míry závisí nejen účinnost domácího topného systému. Na typu a druhu zásobníku na zkapalněný plyn mohou nepřímo záviset náklady na vytápění.

Srovnání nadzemních a podzemních plynových zásobníků

Nadzemní plynojem je levnější variantou autonomní plynofikace. Tyto nádrže jsou zpravidla menšího objemu a při jejich instalaci není nutné provádět nákladné zemní práce.

Při použití nadzemních plynových zásobníků pro potřeby vytápění v zimě je však třeba vzít v úvahu, že odpařování směsi propan-butan bude v tomto období sníženo a mohou nastat problémy s tlakem plynu.

Pro efektivnější a výkonnější provoz nadzemního plynojemu bude zapotřebí jej alespoň vybavit odpařovacím zařízením a zateplit stěny nádrže.

Snížit teplotní práh přechodu LPG do plynné fáze paliva lze samozřejmě díky vyššímu obsahu propanu ve směsi. To však povede k dodatečným nákladům, protože takový plyn je dražší než butan.

Podzemní plynojemy jsou nejoblíbenějšími zásobníky pro LPG.

Takový zahloubený zásobník v podmínkách mírného klimatu nepotřebuje žádné další zařízení pro ohřev a tepelnou izolaci.

Hloubka ponoření nádrže musí být taková, aby vrstva zeminy nad ní byla alespoň 0,6 m. To ochrání zásobník před promrzáním a mechanickým poškozením.

Vertikální nebo horizontální plynový zásobník

Zahloubené plynové zásobníky existují ve dvou typech podle tvaru:

1. Vertikální.
2. Horizontální.

Tyto nádrže se od sebe liší nejen provedením, ale také funkčně – plochou povrchu zkapalněné směsi, nazývanou „odpařovací zrcadlo“.

Horizontální plynové zásobníky mají větší „zrcadlo“. Díky tomu dochází k intenzivnějšímu odpařování s tlakem dostatečným pro správný provoz topného systému.

Vertikální zásobníky se častěji používají v autonomních plynových systémech menších domů nebo chat, pokud není vyžadováno jejich plné vytápění v zimě.

Pro efektivní a stabilní provoz vertikálních plynových zásobníků v zimním období je nutná izolace nádrže nebo použití speciálních ohřívačů, což zvyšuje celkové náklady na plynárenské zásobování domu.

Zvláštnosti mobilního plynového zásobníku-přívěsu

Vyřešit problém vytápění a vytvoření komfortních domácích podmínek v zimě na chatách s přechodným bydlením, rozestavěných objektech, kde je vybavení plynového zásobníku nevhodné nebo technicky nemožné, umožňuje mobilní plynový zásobník.

Jedná se o nádrž namontovanou na přívěsu o objemu 500–600 l. Jak dlouho vystačí takový plynový zásobník o objemu 600 litrů lze předpovědět při průměrně používaném normativu – 30–40 l zkapalněného plynu na 1 čtvereční metr místnosti.

Přibližný výpočet ukazuje, že zateplený dům o velikosti 100 m² může být autonomně vytápěn pojízdným plynovým zásobníkem po dobu jednoho měsíce při udržování komfortní teploty pro bydlení.

Je třeba mít na paměti, že provoz mobilního plynového zásobníku jako nádrže nadzemního typu v zimním období nebo v severních oblastech bude vyžadovat izolaci a nucené vytápění nádrže. Z tohoto důvodu není přívěsný plynový zásobník zcela přijatelnou možností vytápění.

Jak vybrat plynový zásobník podle objemu

Z typických podzemních plynových zásobníků jsou pro venkovské domy a chaty optimálně použitelné nádrže o objemech 2700 l a 4850 l.

Při výběru velikostního typu plynového zásobníku je nutné zohlednit následující faktory:

1. Při trvalém bydlení v domě s autonomním vytápěním je vhodné plnit nádrž dvakrát ročně. Je to dáno rozdílnou koncentrací butanu a propanu ve směsích určených pro použití v létě a v zimním období.
2. Nádrž by měla být naplněna zkapalněnou fází na 85%. Zbývající volný objem v zásobníku je parní polštář pro uhlovodík ve fázi odpařování.

Proto při výpočtu, na jak dlouho vystačí plyn v zásobníku o objemu 2700 l nebo v zásobníku jiných rozměrů, je třeba vzít v úvahu, že celkový jmenovitý objem zásobníku a jeho plnicí objem není totéž.

V tabulce jsou uvedeny plnicí kapacity typových plynových zásobníků Eurostandard-2 ve vztahu k optimální ploše vytápěných prostor a výkonu kotlů.

Náš výpočet průměrných hodnot odběru zkapalněného plynu ze zásobníku a obecně uznávané normy umožňují určit četnost plnění zásobníků. Při průměrné roční spotřebě 30 l plynu na 1 m² vytápěné plochy vystačí plnění zkapalněným plynem o objemu 2295 l v nádrži o objemu 2700 l pro dům o rozloze 100 m² na dobu 9 měsíců.

Stejnou metodikou, ale pro dům o rozloze 150 m², vypočítáme, na jak dlouho vystačí LPG v topném systému ze zásobníku o objemu 4850 l. Během roku se spotřebuje 4500 l, takže plnicí objem 4122 l vystačí na vytápění domu po dobu 10 měsíců.

Z výpočtů vyplývá, že plnění bude nutné provádět dvakrát ročně. A to je ekonomicky odůvodněno díky použití „letního“ a „zimního“ LPG.

Rady pro úsporu plynu

Snížit spotřebu plynu ze zásobníku lze provedením následujících opatření pro úsporu energie:

• zateplení stěn, střechy, půdy, stropu sklepního prostoru;
• výměna starých okenních jednotek za moderní izolační dvojskla s nemrznoucím profilem;
• optimální nastavení parametrů kotle;
• instalace energeticky účinného plynového kondenzačního kotle pro vytápění;
• použití kolektorového topného systému, který má vyšší účinnost a možnost regulovat přívod teplonosné látky na každém topném tělese;
• vybavení topných těles termoregulátory.

Dobrého efektu úspory plynu se dosahuje instalací regulátorů, které automatizují proces řízení dodávky tepla.

Regulátor v závislosti na nastavení automaticky řídí autonomní vytápění, což umožňuje výrazně minimalizovat spotřebu LPG ze zásobníku a snížit náklady na vytápění až o 25 %.

Navíc moderní regulátory jsou zpravidla chytrá zařízení, pomocí kterých lze kotel ovládat na dálku z mobilního telefonu.

Levnou alternativou k takovým zařízením s dálkovým ovládáním jsou programovatelné nebo denní termostaty, které také umožňují hospodárně spotřebovávat energii.

Moderním řešením úspory plynu z autonomního zásobníku je systém „chytrý dům“.

Spolu s velkou sadou užitečných funkcí, které usnadňují každodenní život, umožňuje použití technologie „chytrý dům“ automatickou regulaci klimatu.

Funkci řízení klimatu v domě lze nastavit samostatně nebo integrovat do obecné sady „užitečností“.

Takové technologie umožňují hospodárně spotřebovávat plyn na vytápění během dne v jednotlivých místnostech. Lze systém nastavit na provoz v režimu přitápění při nepřítomnosti obyvatel a na dálku, před příjezdem domů, zapnout plné vytápění.

Hlavním problémem zavedení systému klimatické regulace „chytrého domu“ je relativně vysoká cena a nutnost projektování před provedením prací na montáži topného systému.

Závěry a užitečné video k tématu

Zajímavá metodika výpočtu spotřeby plynu na vytápění a rady ke snížení nákladů na něj:

Rada odborníka na ekonomicky výhodný výběr objemu plynojemu:

9 tipů na snížení spotřeby plynu používaného k vytápění domu:

Je třeba si uvědomit, že všechny výpočty, které navrhujeme používat při využívání plynu z plynojemu, jsou dosti orientační. Přesně určit a předpovědět, kolik zkapalněného plynu bude spotřebováno za konkrétní období, nedokáže ani odborník.

Uvedená metodika, založená na praxi provozu autonomních plynových systémů, však poskytuje spolehlivé průměrné hodnoty spotřeby plynu.

Tyto výpočty a uvedené užitečné rady umožní správně vybrat optimální plynojem a plánovat pravidelnost jeho doplňování.

Pokud máte zkušenosti s používáním plynojemů k vytápění, podělte se prosím o ně s našimi čtenáři. Řekněte o nuancích používání takového zařízení. Pište své komentáře, pokládejte otázky – blok pro komunikaci je umístěn níže.