Spotřeba plynu podlahového kotle: denní normativní spotřeba + příklad výpočtů s vzorci

Při výběru kotlového zařízení pro topný systém vám hlavou neustále vrtá velmi znepokojivá myšlenka – jak žravý ten agregát bude? Odpověď se jistě objeví, až začne topení fungovat a měřič začne počítat spotřebu plynu podlahového kotle, spolehlivě přitom namotávat otáčky. Pak už bude pozdě naříkat, pokud vás částky k zaplacení za plyn nepotěší…

Kompetentní prodejci-poradci samozřejmě odpovídají na většinu vznikajících otázek, vždy je možné obrátit se o pomoc i na zkušeného inženýra, ale není špatné mít sám alespoň základní znalosti.

Z tohoto článku se dozvíte co nejvíce o metodách výpočtu spotřeby energetického nosiče a faktorech, které je nutné při výpočtech zohlednit. Níže vás nečekají jen nudné vzorce, ale i příklady. Na konci – o tom, co lze udělat pro snížení spotřeby plynu.

Co ovlivňuje spotřebu plynu?

Spotřeba paliva je určena za prvé výkonem – čím výkonnější kotel, tím intenzivněji se plyn spotřebovává. Přitom je obtížné tuto závislost zvenčí ovlivnit.

I když 20kilowattový spotřebič utlumíte na minimum, bude stále spotřebovávat více paliva než jeho méně výkonný 10kilowattový sourozenec zapnutý na maximum.

Z této tabulky je vidět, jaká je závislost mezi vytápěnou plochou a výkonem plynového kotle. Čím výkonnější kotel, tím je dražší. Ale čím větší je plocha vytápěných místností, tím rychleji se kotel zaplatí.

Za druhé bereme v úvahu typ kotle a princip jeho fungování:

• otevřená nebo uzavřená spalovací komora;
• konvekční nebo kondenzační;
• běžný komín nebo koaxiální;
• jeden okruh nebo dva okruhy;
• přítomnost automatických čidel.

V uzavřené komoře se palivo spaluje úsporněji než v otevřené komoře. Účinnost kondenzačního agregátu díky vestavěnému přídavnému výměníku tepla pro kondenzaci par přítomných ve spalinách stoupá na 98-100% ve srovnání s 90-92% účinností konvekčního agregátu.

S koaxiálním komínem se také zvyšuje hodnota účinnosti – studený vzduch z venku je ohříván horkou výfukovou trubkou. Kvůli druhému okruhu dochází samozřejmě ke zvýšení spotřeby plynu, ale plynový kotel v tomto případě obsluhuje ne jeden, ale dva systémy – vytápění a ohřev teplé vody.

Automatické senzory jsou užitečná věc – snímají venkovní teplotu a nastavují provoz kotle na optimální režim.

Za třetí, sledujeme technický stav zařízení a kvalitu samotného plynu. Vodní kámen a okuje na stěnách výměníku tepla výrazně snižují přenos tepla, a jeho nedostatek je nutné kompenzovat zvýšením výkonu.

Bohužel i plyn může obsahovat vodní a jiné nečistoty, ale místo stížností dodavatelům přepneme regulátor výkonu o několik dílků směrem k maximálnímu nastavení.

Jedním z moderních vysoce úsporných modelů je podlahový plynový kondenzační kotel značky Baxi Power o výkonu 160 kW. Tento kotel vytápí 1600 m² plochy, tedy velký dům o několika patrech. Podle údajů z dokumentace spotřebuje 16,35 m³ zemního plynu za hodinu a má účinnost 108%

A za čtvrté, plocha vytápěných místností, přirozené tepelné ztráty, délka topné sezóny, povětrnostní podmínky. Čím větší plocha, čím vyšší stropy, čím více pater, tím více paliva bude potřeba k vytápění takového prostoru.

Zohledňujeme určité úniky tepla okny, dveřmi, stěnami, střechou. Každý rok je jiný, bývají teplé zimy i třeskuté mrazy – počasí nelze předvídat, ale kubíky plynu spotřebovaného na vytápění na něm přímo závisí.

Rychlý předběžný výpočet

Orientačně odhadnout, kolik plynu bude spotřebovávat váš plynový kotel, je poměrně jednoduché.

Budeme vycházet buď z objemu vytápěné místnosti, nebo z její plochy:

• v prvním případě použijeme normu 30–40 W/m³;
• ve druhém případě – 100 W/m².

Normy jsou stanoveny s ohledem na výšku stropu v místnosti do 3 metrů. Pokud žijete v jižních oblastech, lze čísla snížit o 20–25 %, a pro sever naopak zvýšit o polovinu nebo dvojnásobně. Tj. ve druhém případě vzít například 75–80 W/m² nebo 200 W/m².

Vynásobením příslušné normy objemem nebo plochou získáme, kolik wattů výkonu kotle je potřeba k vytápění místnosti. Dále vycházíme ze standardního tvrzení, že moderní plynové zařízení spotřebuje 0,112 m³ plynu na výrobu 1 kW tepelného výkonu.

Znovu násobíme – tentokrát normu spotřeby plynu (číslo 0,112) výkonem kotle získaným v předchozím násobení (nezapomeňte převést watty na kW). Získáme přibližnou spotřebu plynu za hodinu.

Kotel obvykle pracuje 15-16 hodin denně. Vypočítáme denní spotřebu plynu. No, a když je známa denní spotřeba, snadno určíme spotřebu plynu na měsíc a na celou topnou sezónu. Výpočty jsou přibližné, ale zcela dostačující k tomu, abyste pochopili jak samotný princip výpočtu, tak očekávanou spotřebu plynu.

Běžné kalkulačky je zcela dostačující k výpočtu spotřeby plynu. Pokud se nechcete zabývat výpočetními vzorci, použijte na internetu programy online kalkulaček. Zadejte vstupní údaje a ihned obdržíte výsledek.

Příklad.

Předpokládejme, že plocha místnosti je 100 m².

Vypočteme výkon kotle: 100 W/m² * 100 m² = 10000 W (neboli 10 kW).

Vypočteme spotřebu plynu za hodinu: 0,112 m³ * 10 kW = 1,12 m³/hod.

Vypočteme spotřebu plynu za den (16 hodin provozu), za měsíc (30 dní), za celou topnou sezónu (7 měsíců):

1,12 m³ * 16 = 17,92 m³
17,92 m³ * 30 = 537,6 m³
537,6 m³ * 7 = 3763,2 m³

Poznámka: lze rovnou určit měsíční a sezónní spotřebu výkonu kotle v kWh, a poté ji přepočítat na spotřebu plynu.

10 kW * 24/3*2 * 30 = 4800 kWh — za měsíc
0,112 m³ * 4800 kWh = 537,6 m³
4800 kWh * 7 = 33600 kWh — za sezónu
0,112 m³ * 33600 kWh = 3763,2 m³

Zbývá vzít aktuální tarif za plyn a převést výsledek na peníze. A pokud je v projektu instalace dvouokruhového systému, který bude nejen vytápět dům, ale také ohřívat vodu pro domácí potřeby, přičtěte k výkonu zařízení a tedy i ke spotřebě plynu podlahovými plynovými kotli vytápění dalších 25 %.

Nejjednodušší termovizní kamery stojí nejméně 300 dolarů, a cena profesionálních začíná od několika tisíc, ale tyto přístroje ukazují všechna místa, kudy do domu vstupuje studený vzduch a uniká teplo ven.

Kotel připojený na hlavní plynovod

Rozebereme algoritmus výpočtů, které umožňují přesně určit spotřebu modrého paliva pro agregát instalovaný v domě nebo bytě s připojením k centralizovaným sítím plynárenství.

Výpočet spotřeby plynu pomocí vzorců

Pro přesnější výpočet se výkon plynových topných agregátů vypočítá podle vzorce:

Výkon kotle = Q_t * K,

kde
Q_t — plánované tepelné ztráty, kW;
K — korekční faktor (od 1,15 do 1,2).

Plánované tepelné ztráty (ve W) se naopak vypočítají takto:

Q_t = S * Δt * k / R,

kde

S — celková plocha obvodových ploch, m²;
Δt — rozdíl vnitřní/venkovní teploty, °C;
k — součinitel rozptylu;
R — hodnota tepelného odporu materiálu, m²•°C/W.

Hodnota součinitele rozptylu:

• dřevěná stavba, kovová konstrukce (3,0 – 4,0);
• zdivo z jedné cihly, stará okna a střecha (2,0 – 2,9);
• dvojité cihelné zdivo, standardní střecha, dveře, okna (1,1 – 1,9);
• stěny, střecha, podlaha s izolací, dvojitá skla (0,6 – 1,0).

Vzorec pro výpočet maximální hodinové spotřeby plynu na základě získaného výkonu:

Objem plynu = Q_max / (Qr * ŋ),

kde
Q_max — výkon zařízení, kcal/hod;
Q_r — výhřevnost zemního plynu (8000 kcal/m3);
ŋ — účinnost kotle.

Aby bylo možné určit spotřebu plynného paliva, stačí jednoduše vynásobit údaje, z nichž část je třeba převzít z technického listu vašeho kotle a část ze stavebních příruček zveřejněných na internetu.

Použití vzorců na příkladu

Předpokládejme, že máme budovu o celkové ploše 100 m². Výška budovy je 5 m, šířka 10 m, délka 10 m, dvanáct oken o rozměrech 1,5 x 1,4 m. Vnitřní/venkovní teplota: 20 °C/-15 °C.

Vypočítáme plochu obvodových ploch:

1. Podlaha 10 * 10 = 100 m²
2. Střecha: 10 * 10 = 100 m²
3. Okna: 1,5 * 1,4 * 12 ks = 25,2 m²
4. Stěny: (10 + 10 + 10 + 10) * 5 = 200 m²
   Po odečtení oken: 200 – 25,2 = 174,8 m²

Hodnota tepelného odporu materiálů (vzorec):

R = d / λ, kde
d – tloušťka materiálu, m
λ – součinitel tepelné vodivosti materiálu, W/(m·°C).

Vypočítáme R:

1. Pro podlahu (betonový potěr 8 cm + minerální vlna 150 kg/m³ x 10 cm) R (podlaha) = 0,08 / 1,75 + 0,1 / 0,037 = 0,14 + 2,7 = 2,84 (m²·°C/W)
2. Pro střechu (sendvičové panely z minerální vlny 12 cm) R (střecha) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (m²·°C/W)
3. Pro okna (dvojsklo) R (okna) = 0,49 (m²·°C/W)
4. Pro stěny (sendvičové panely z minerální vlny 12 cm) R (stěny) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (m²·°C/W)

Hodnoty součinitelů tepelné vodivosti pro různé materiály byly převzaty z příručky.

Osvojte si zvyk pravidelně odečítat stavy plynoměru, zapisovat je a provádět srovnávací analýzu s ohledem na intenzitu provozu kotle, povětrnostní podmínky atd. Provozujte kotel v různých režimech a hledejte optimální variantu zatížení.

Nyní vypočítáme tepelné ztráty.

Q (podlaha) = 100 m² * 20 °C * 1/ 2,84 (m²*K)/W = 704,2 W = 0,8 kW
Q (střecha) = 100 m² * 35 °C *1 / 3,24 (m²*K)/W = 1080,25 W = 8,0 kW
Q (okna) = 25,2 m² * 35 °C * 1/ 0,49 (m²*K)/W = 1800 W = 6,3 kW
Q (stěny) = 174,8 m² * 35 °C * 1/ 3,24 (m²*K)/W = 1888,3 W = 5,5 kW

Tepelné ztráty obvodových konstrukcí:

Q (celk) = 704,2 + 1080,25 + 1800 + 1888,3 = 5472,75 W/h

Ještě lze přidat tepelnou ztrátu větráním. K ohřátí 1 m³ vzduchu z –15 °C na +20 °C je zapotřebí 15,5 W tepelné energie. Člověk spotřebuje přibližně 9 l vzduchu za minutu (0,54 krychlového metru za hodinu).

Předpokládejme, že v našem domě je 6 osob. Potřebují 0,54 * 6 = 3,24 m³ vzduchu za hodinu. Vypočítáme tepelnou ztrátu větráním: 15,5 * 3,24 = 50,22 W.

A celkové tepelné ztráty: 5472,75 W/h + 50,22 W = 5522,97 W = 5,53 kW.

Po provedení tepelně technického výpočtu nejprve vypočteme výkon kotle a poté hodinovou spotřebu plynu v plynovém kotli v metrech krychlových:

Výkon kotle = 5,53 * 1,2 = 6,64 kW (zaokrouhlíme na 7 kW).

Abychom použili vzorec pro výpočet spotřeby plynu, převedeme získaný ukazatel výkonu z kilowattů na kilokalorie: 7 kW = 6018,9 kcal. A předpokládáme účinnost kotle = 92 % (výrobci moderních plynových stojacích kotlů uvádějí tento ukazatel v rozmezí 92 – 98 %).

Maximální hodinový průtok plynu = 6018,9 / (8000 * 0,92) = 0,82 m³/h.

Kotel napájený z plynového zásobníku nebo lahve

Vzorec Objem plynu = Qmax / (Qр * ŋ) je vhodný pro stanovení potřeby různých paliv, včetně zkapalněného plynu. Vezměte z předchozího příkladu získaný ukazatel výkonu kotle — 7 kW. Pokud takový kotel vyžaduje 0,82 m³/h zemního plynu, kolik pak bude potřeba propan-butanu?

Přibližně jednou týdně budete muset jet s plynovými lahvemi na plnicí stanici, a to znamená dopravní náklady a ztrátu osobního času. Nepříjemným překvapením může být i pokles teploty pod nulu, pokud jsou plynové lahve umístěny venku. V promrzlé lahvi plyn nezamrzá, ale ani se neodpařuje, mění se v kapalinu. A kotel přestává fungovat.

Pro výpočet je třeba znát, jaká je jeho výhřevnost. Měrné spalné teplo (což je výhřevnost) zkapalněných uhlovodíků v megajoulech — 46,8 MJ/kg nebo 25,3 MJ/l. V kilowatthodinách — 13,0 kWh/kg a 7,0 kWh/l.

Ponechejte účinnost plynového topného kotle na 92 % a vypočítejte hodinovou potřebu plynu:

Objem plynu = 7 / (13 * 0,92) = 0,59 kg/h

Jeden litr zkapalněného plynu váží 0,54 kg, za hodinu kotel spálí 0,59 / 0,54 = 1,1 l propan-butanu. Nyní spočítáme, kolik spotřebuje plynový kotel zkapalněného plynu za den a za měsíc.

Pokud bude kotel pracovat 16 hodin, pak za den – 17,6 litru, za měsíc (30 dnů) – 528 litrů. V běžné 50litrové láhvi je přibližně 42 litrů plynu. Vychází, že na náš dům o ploše 100 m² bude zapotřebí 528 / 42 = 13 lahví za měsíc.

Plynojem s rezervou objemu umožňuje šetřit na plynu. Cena plnění na podzim roste, jaro je obdobím poklesu cen. Snažte se maximálně plnit rezervoár na jaře.

Instalace plynového zásobníku je mnohem pohodlnější než výměna prázdných lahví za plné. Zásobník na plyn stačí během celé topné sezóny doplnit pouze 2–3krát.

Jak minimalizovat spotřebu plynu

Abyste utráceli méně peněz za plyn spotřebovaný podlahovým kotlem a neotvírali udiveně oči při pohledu na další vyúčtování, řiďte se následujícími doporučeními.

Za prvé, věnujte pozornost kondenzačnímu kotli – nejúspornějšímu v současnosti. Jeho účinnost dosahuje 98–100 % a výše. Cena je vysoká, ale vyplatí se a brzy se vrátí. U každého modelu čtěte recenze zákazníků.

Pokud nepotřebujete ohřev vody, volte jednookruhový kotel. U dvouokruhového systému je do plynové potřeby zahrnuto navíc 20–25 %, které nepotřebujete.

Za druhé, svědomitě zateplete nejen stěny, ale i střechu, podlahu se základy a sklepem. Na okna nainstalujte energeticky úsporná izolační skla. Použijte termovizi. Všechna místa úniku tepla musí být nalezena a odstraněna. U vchodu do domu (chodba, hala, předsíň) vytvořte podlahové vytápění.

Za třetí, používejte časovače a senzory. Vámi nastavená teplota ohřevu vzduchu v místnosti se bude regulovat automaticky – například radiátory se budou večer více zahřívat a přes den mírně chladnout.

Pokud se rozhodnete opustit dům na týden, můžete nastavit topný systém na dobu nepřítomnosti na minimum s návratem k normálnímu provozu v době vašeho příjezdu. Jednou ročně je potřeba provést technickou prohlídku s čištěním ucpaných míst a vodního kamene z výměníku, stop sazí z hořáku a sazí z komína.

Neprovozujte kotel na maximum. V jeho údajích je zahrnuto 10–20% rezervy výkonu pro havarijní případy a rekordně mrazivé zimy. Nespěchejte s přepínáním regulátoru teploty o další stupeň. Je to drobnost, ale projeví se na průměrné měsíční spotřebě plynu.

Za čtvrté, do topného systému nainstalujte vyrovnávací zásobník, ve kterém bude určitá zásoba teplonosné látky (horké vody). Díky tomuto „termosu“, který po určitou dobu napájí radiátory při vypnutém kotli, lze ušetřit až 20 % paliva.

Za páté, neignorujte správné větrání. Neustále pootevřené okenní křídlo vynese ven více tepla než okno dokořán otevřené na pět minut.

Závěry a užitečné video k tématu

Ve videích níže se hovoří o spotřebě plynu u stojacích kotlů.

Vytápění zkapalněným plynem (propan). Spotřeba paliva, osobní zkušenost:

Spotřeba plynu stojacím plynovým kotlem HOT SPOT 12 kW (recenze uživatele):

Plyn je žádaný energetický zdroj; problém úspory jak samotného zdroje, tak prostředků na jeho platbu neztrácí na aktuálnosti.

Rozumná spotřeba plynu znamená jak dobrý úsporný kotel, tak profesionální montáž topného systému a boj proti tepelným ztrátám. Vysoká účinnost zařízení je zárukou dlouhodobé úspory nákladů na plyn.

Pokud pochybujete o přesnosti vlastních výpočtů, požádejte o pomoc kvalifikovaného odborníka, který ovládá nejjemnější nuance vzorců. Jeho autoritativní názor vás ušetří chyb jak ve fázi návrhu topného systému, tak v procesu jeho provozu.