Jak určit spotřebu plynu: metody měření a výpočtu použitého paliva

Tak či onak jste se setkali s otázkou úspory a výkonu domácích spotřebičů. Ať už ve fázi první rekonstrukce nebo při výměně zastaralého zařízení. Výpočet spotřeby plynu nebo potřeby plynu může být užitečný před nákupem varné desky nebo kotle, výběrem plynoměru, jeho případnou výměnou. Pokud máte dotazy ohledně vyúčtování plynu, pokud je hledání nového zařízení pro vás záležitostí nejbližších týdnů, usnadní vám život přesná metodika určení spotřeby plynu a vzorce pro výpočet.

Ceny plynu postupně rostou a spotřebiče jsou stále výkonnější, takže se vám bude hodit vymyslet vlastní strategii pro optimalizaci nákladů. Náš článek vám v tom pomůže. O skutečné úrovni spotřeby plynu ve vašem bydlení se nedozvíte z rozhovorů se sousedy, potřebujete přesné informace.

Spotřeba zemního plynu v domácnosti

Při výpočtu objemů spotřebovaného plynu potřebují majitelé všech bytů a domů, mnoho podniků. Údaje o potřebě palivových zdrojů jsou zahrnuty do projektů jednotlivých domů a jejich částí. Aby se platilo podle skutečných čísel, používají se plynoměry.

Úroveň spotřeby závisí na zařízení, tepelné izolaci budovy, ročním období. V bytech bez centrálního vytápění a ohřevu teplé vody jde zátěž na ohřívač vody (bojler). Spotřebič spotřebuje až 3–8krát více plynu než varná deska.

Plynové ohřívače vody (bojlery, kotle) jsou nástěnné a stojací: používají se současně pro vytápění i ohřev vody, méně funkční modely jen pro ohřev.

Maximální spotřeba varné desky závisí na počtu hořáků a výkonu každého z nich:

• snížený – méně než 0,6 kW;
• normální – přibližně 1,7 kW;
• zvýšený – více než 2,6 kW.

Podle jiné klasifikace odpovídá nízký výkon hořáků 0,21–1,05 kW, normální 1,05–2,09, zvýšený 2,09–3,14 a vysoký více než 3,14 kW.

Běžná moderní varná deska spotřebuje v zapnutém stavu nejméně 40 litrů plynu za hodinu. Obvykle varná deska spotřebuje asi 4 m³ za měsíc na 1 obyvatele a přibližně stejné číslo spotřebitel uvidí, pokud používá měřič. Stlačeného plynu v lahvích je z hlediska objemu potřeba mnohem méně. Rodině o 3 osobách vystačí nádrž o objemu 50 litrů přibližně na 3 měsíce.

V bytě se sporákem na 4 hořáky a bez ohřívače vody lze instalovat plynoměr s označením G1,6. Přístroj s typovou velikostí G2,5 se používá, pokud je také bojler. Pro měření spotřeby plynu se instalují i větší plynoměry, na G4, G6, G10 a G16. Plynoměr s parametrem G4 si poradí s výpočtem spotřeby plynu pro 2 sporáky.

Ohřívače vody bývají jedno- a dvouokruhové. Pro kotel na 2 větve a výkonný plynový sporák má smysl instalovat 2 plynoměry. Jedním z důvodů je, že domácí plynoměry špatně zvládají velký rozdíl mezi výkony zařízení. Slabý sporák na minimálních otáčkách spotřebuje mnohonásobně méně paliva než ohřívač vody na maximu.

Klasický sporák má 1 velký hořák, 2 střední a 1 malý, použití toho největšího je ekonomicky nejvýhodnější.

Odběratelé bez plynoměrů platí za objem na základě spotřeby na 1 obyvatele vynásobené jejich počtem a spotřeby na 1 m² vynásobené vytápěnou plochou. Normy platí po celý rok – byl do nich zahrnut průměrný ukazatel za různá období.

Norma na 1 osobu:

1. Spotřeba plynu na vaření a ohřev vody pomocí sporáku při centrálním zásobování teplou vodou (CZT) a centrálním vytápění – přibližně 10 m³/měsíc na osobu.
2. Použití pouze sporáku bez bojleru, centrální teplé vody a vytápění – přibližně 11 m³/měsíc na osobu.
3. Použití sporáku a ohřívače vody bez centrálního vytápění a CZT – přibližně 23 m³/měsíc na osobu.
4. Ohřev vody ohřívačem – přibližně 13 m³/měsíc na osobu.

V různých regionech se přesné parametry spotřeby neshodují. Individuální vytápění pomocí ohřívače vody vychází přibližně na 7 m³/m² pro vytápěné obytné místnosti a přibližně 26 m³/m² pro technické místnosti.

Na oznámení od firmy provádějící instalaci měřičů je vidět, jak se liší ukazatele spotřeby s plynoměrem a bez něj.

Závislost spotřeby plynu je uvedena v SNiP 2.04.08-87. Poměry a ukazatele jsou tam jiné:

• sporák, centrální CZT — 660 tis. kcal na osobu za rok;
• je sporák, žádná CZT — 1100 tis. kcal na osobu za rok;
• je sporák, ohřívač vody a žádná CZT — 1900 tis. kcal na osobu za rok.

Na spotřebu podle norem má vliv plocha, počet obyvatel, úroveň vybavenosti domácností komunikačními sítěmi, přítomnost dobytka a jeho počet.

Parametry se diferencují podle roku výstavby (před 1985 a po), zapojení energeticky úsporných opatření, včetně zateplení fasád a dalších vnějších stěn.

Podrobněji o normách spotřeby plynu na jednu osobu si můžete přečíst v tomto materiálu.

Výpočet plynu pro vytápění, ohřev teplé vody, varnou desku

Potřebné množství paliva pro vytápění místností se zjišťuje podle kvadratury nebo kubatury místnosti. V případě místností s výškou 3 metry a méně stačí určit plochu. Na 1 m² takových místností je v průměru potřeba 100 W.

V jižních oblastech země se měrný parametr na 1 m² snižuje na 80 W, v podmínkách dalekého severu se zvyšuje na 200 W na m². Ohřívač vody se vybírá s rezervou nad maximální zatížení.

Při objemové metodě výpočtu se na kubický metr přiděluje 30 až 40 W, s poklesem hodnoty pro jižní oblasti. Všechny metody fungují dobře v zimě, ale ukazatele na 1 m² se snižují s tím, jak rozdíl venkovní a vnitřní teploty klesá ze 40 stupňů na 10.

Potřeba vytápění místnosti té či oné velikosti se určuje před instalací bojleru nebo systému «teplé vodní podlahy», který může také pracovat z plynového kotle.

Maximální spotřeba plynu kotlem se vypočítá podle vzorce V = Q/(q×Účinnost/100), kde:

• V — objem paliva, m³;
• Q — výkon topného systému a tepelné ztráty, kW;
• q — nižší měrná výhřevnost paliva, kW/m³ (v průměru 9,2);
• Účinnost — účinnost plynového kotle, obvykle 96%.

Podle stejného, ale upraveného vzorce lze vypočítat maximální spotřebu sporákem, včetně za jednotku času.

Při měření spotřeby zkapalněného plynu (LPG) se místo nižší měrné výhřevnosti dosazuje měrné spalné teplo. To se liší pro různé směsi, a pro propan-butanovou činí 46 MJ na kg. Účinnost plynového kotle při použití LPG klesá z 96 na 88%.

Množství paliva pro individuální ohřev teplé vody (TUV) se určuje podle potřeb na 1 osobu. Informace jsou v dokumentaci o spotřebě vody, ale výpočet lze provést samostatně. Pro rodinu o 4 osobách stačí 1 ohřev 80 litrů za den, z +10 na +75 °C.

Potřebný výkon se určuje vzorcem Q = c×m×Δt, ve kterém:

• Q — vlastně potřebný výkon, v kW;
• c — měrná tepelná kapacita vody, 4 183 kJ/kg×°C;
• m — průtok vody, kg;
• Δt — rozdíl počáteční a konečné teploty, obvykle 65 °C.

Šetří se na palivu pomocí systémových a vnějších způsobů. Výhodu přinášejí kondenzační kotle, nepřímotopné bojlery s časovačem. Pomůže automatizace se změnou teploty v místnosti z komfortní pro člověka na +10…+15 °C po dobu nepřítomnosti. Vnější možnosti úspory zahrnují tepelnou izolaci domu a podlahy s vytápěním.

Na každém čtverečním metru vnější stěny lze ušetřit až 80 % plynu, a celkem stěnami uniká přibližně 15 % tepla – 4krát více než střechou rodinného domu.

Ušetřit plyn při používání sporáku lze těmito metodami:

• «nepouštět» plamen zpod dna nádob;
• zakrývat konvice a hrnce poklicemi;
• k přivedení k varu používat pouze maximální plamen;
• ohřívat jídlo ve větších porcích.

Spotřeba plynu se určuje také před pokrývačskými pracemi, v hořácích pro natavování. 50litrová láhev se směsí propan-vzduch vystačí na 10,8 hodin, protože spotřeba bude přibližně 2 kg/hod. Na 1 m² krytiny bude potřeba 0,2 kg na jaře — na podzim a 0,3—0,4 kg v zimě.

Také vám doporučujeme přečíst naše další články, kde jsme podrobně popsali, jak správně vypočítat spotřebu plynu na vytápění domu:

1. Spotřeba plynu podlahovým kotlem.
2. Výpočet spotřeby plynu na vytápění domu.

Měřiče pro měření spotřebovaného paliva

Měřič měří množství plynu při různých teplotách a tlacích a pomocí speciální techniky převádí získaný výsledek na hodnotu, která by byla za standardních podmínek (STP) — +20 °C a 101 kPa.

Objem paliva pro STP se určuje vzorcem Vc = V×(p×Tc/pc×T×K), kde

• V — objem plynu;
• p — hustota;
• T — termodynamická teplota;
• K — součinitel stlačitelnosti paliva.

Veličiny s písmenem «c» jsou hodnoty pro standardní podmínky, bez písmene pro provozní.

V domácnostech se používají membránové, rotační a ultrazvukové plynoměry, ve velkých podnicích turbínové a vírové — to jsou nejžádanější typy plynoměrů. V závodech plynárenského průmyslu se objem určuje převážně pomocí proměnných změn tlaku v zúženích, často mezi 2 přírubovými spoji v těsné blízkosti. Plynoměry se liší provozními vlastnostmi.

Na obrázku je klasický membránový plynoměr (diafragmový, komorový), v jehož komorách jsou membrány, které se pohybují v důsledku pohybu plynu a určují jeho objem.

Membránové průtokoměry poskytují minimální chybu výpočtu a spotřebovávají málo elektrické energie. Zařízení poskytují údaje v širokém rozsahu, ale s nízkým mezním tlakem — do 0,5 bar. V domácnosti se plynoměr osvědčuje nejlépe, protože interval mezi ověřeními dosahuje až 10 let při vysoké spolehlivosti zařízení. Konstrukce špatně reaguje na mechanické znečištění plynu a je celkově velmi objemná.

Rotační, neboli rotorové modely nejsou závislé na elektrické síti, jsou vhodné pro malé průmyslové objekty, ale jsou méně pohodlné. Při malé ploše pro instalaci a vysoké přesnosti v podmínkách prudkých změn tlaku jsou hlučné a častěji se porouchávají. «Bojí se» pneumatických rázů a znečištění.

Ultrazvukové plynoměry mají malé rozměry, výrazně se liší složitostí konstrukce. Akustické plynoměry jsou ceněny pro spolehlivost a snadnou instalaci. Některá zařízení obsahují energeticky nezávislou paměť. Plynoměry pro typové velikosti G1,6 a G2,5 jsou poměrně drahé.

Turbínová zařízení se používají k měření množství domovních a agresivních plynů, vícesložkových směsí. Měřiče se rozšířily na hlavních plynovodech, chemických závodech. Turbínová zařízení zaznamenávají velká množství plynu při tlaku do 10 MPa, výrazně se liší velikostí a jmenovitou světlostí. Jsou to univerzální přístroje pro měření průtoku zemního plynu v průmyslu.

Turbínový měřič představuje úsek trubky: na obrázku 1 – těleso, 2 – usměrňovač proudu plynu, 3 – měřicí mechanismus s turbínou, 4 – magnetická spojka pro přenos otáčení na počitadlo, 5 – počítací mechanismus

Vírové měří objem zemního nebo inertních plynů. Rozsahem měření mají výhodu oproti ostatním modelům. Zachycují sebemenší pohyby v plynné směsi a určují velká množství plynu na průměr. Účinnost vírového průtokoměru je přímo úměrná rychlosti proudu paliva.

Metody měření používané v plynoměrech

Spotřeba paliva se vypočítává přímou a nepřímou metodou.

V případě přímé metody plyn plní měřicí komory a vystupuje z nich. Prošlý objem koreluje s cykly plnění a vyprazdňování. Na popsaném principu funguje měření v membránových, rotačních a bubnových měřičích.

Plynoměry s nepřímou metodou měření pracují s údaji o rychlosti a známém průřezu. Způsob výpočtu může být mechanický nebo jiný, související s vlastnostmi měřiče. V mechanice se používají turbínky, lopatky, vyvažovací prvky.

Nepřímý způsob výpočtu má i další metody:

• detekce vírů;
• měření tlakového rozdílu na zužujícím přístroji;
• výpočet přenosu tepla z ohřátého tělesa;
• měření rychlostního tlaku;
• výpočet na základě pohybu ultrazvuku.

Správnost nepřímých metod závisí na souladu rychlosti se směrem a průřezem. Pomáhají prostředky pro úpravu proudu: turbulizátory, kondenzátory a usměrňovače proudu. Zařízení jsou dodávána samostatně nebo jako součásti měřičů.

Princip činnosti vírového plynoměru: obtékané těleso má vyvažovací prvek, díky čemuž víry procházejí střídavě zprava a zleva – snímač nic nezaznamená, pokud rychlost plynu klesne na hodnotu, při které se víry netvoří.

Rozdíl rychlosti po průřezu mohou přístroje určovat současně s rychlostí pohybu plynu, a tím snižovat chybu. Ta často vzniká v důsledku stagnace paliva u stěn. Více o přímé a nepřímé metodě stanovení průtoku plynu si přečtěte dále.

Jak se určuje tlak plynu?

Tlak se měří přímým způsobem pomocí manometrů nebo sečtením hodnot atmosférického (Pb) a přetlaku (Pi). Pb se měří v místě umístění převodníku Pi, pokud se tento nachází v uzavřeném prostoru a je v něm přetlak nebo podtlak.

Manometry se měří tlak a nepřímo rychlost proudění plynu, což pomáhá určovat množství spotřebovaného paliva a také vypočítat výhodu z plynoměru.

Otvory pro odběr tlaku u vertikálních a horizontálních trubek se umisťují radiálně. Na příčném potrubí se umisťují v horní polovině průřezu.

U průtokoměrů bez uvedeného otvoru se odběr provádí před plynoměrem, ve vzdálenosti 1 až 3 průměrů potrubí, s počátečním bodem od vstupní příruby plynoměru.

Závěry a užitečné video k tématu

Předpokládaná spotřeba plynu kotlem při určitém výkonu:

Velká spotřeba plynu při použití propan-butanového zařízení pro automobil:

Jednoduché způsoby, jak snížit spotřebu paliva v bytě/domě:

Čas ukázal, že v bytě je lepší mít jeden nebo několik plynoměrů. Pouze při velkých objemech spotřeby a vysoké ceně plynoměrů se stává výhodným platit podle norem. V domácích podmínkách se pro měření spotřeby plynu používají průtokoměry s rotory a membránami, s chytrým výpočtem.

Pro komerční účely se používají turbínové, vírové a levitační. Pro nejpřesnější měření v laboratorních podmínkách se instalují bubnové modely. Nestačí mít plynoměr, někdy je potřeba počítat sám. Určovat předpokládané množství plynu pro současné a plánované potřeby by se mělo podle vzorců nebo společně s přizvaným odborníkem.

Napište komentáře k tématu článku. Řekněte, zda jste museli sami určovat spotřebu plynu, a pokud ano, za jakým účelem jste to dělali. Ptejte se ve formuláři, který se nachází pod článkem.