Jak provést výpočet spotřeby plynu na vytápění domu podle norem

Stanovení výše nákladů při centralizovaném nebo autonomním vytápění rodinného domu se provádí již ve fázi návrhu stavby, nebo před výběrem typu energetického zdroje či optimálního modelu kotlového zařízení.

Jaké faktory se berou v úvahu při výpočtu spotřeby plynu na vytápění domu a jak bez pomoci odborníků určit průměrnou spotřebu na základě zjednodušené metody, se podíváme v našem článku.

Určující faktory spotřeby plynné směsi

Vytápění domu pomocí zemního plynu je dnes považováno za nejžádanější a nejpohodlnější. Ale vzhledem k zdražování „modrého paliva“ finanční náklady majitelů domů výrazně vzrostly. A proto většinu šetrných hospodářů dnes zajímá, jaká je průměrná spotřeba plynu na vytápění domu.

Hlavním parametrem při výpočtu spotřeby paliva, vynaloženého na vytápění venkovského domu, jsou tepelné ztráty budovy.

Dobře, pokud se majitelé domu o to postarali již při projektování. Ale ve většině případů se v praxi ukazuje, že jen malá část majitelů domů zná tepelné ztráty svých staveb.

Spotřeba plynové směsi přímo závisí na účinnosti a výkonu generátoru kotle.

Neméně důležitý vliv mají také:

• klimatické podmínky regionu;
• konstrukční vlastnosti stavby;
• počet a typ instalovaných oken;
• plocha a výška stropů v místnostech;
• tepelná vodivost použitých stavebních materiálů;
• kvalita zateplení vnějších stěn domu.

Berte v úvahu, že doporučený jmenovitý výkon instalovaného zařízení demonstruje jeho maximální možnosti. Vždy bude o něco vyšší než provozní ukazatele zařízení fungujícího v normálním režimu při vytápění konkrétní budovy.

Výkon instalovaného zařízení se vypočítá v přísném souladu s platnými normativními požadavky, přičemž se zohlední všechny výše uvedené faktory.

Například, pokud je jmenovitý výkon kotle 15 kW, pak bude systém reálně efektivně fungovat při tepelném výkonu kolem 12 kW. Rezerva výkonu asi 20% je doporučena odborníky pro případ havárií a extrémně chladných zim.

Proto by se při výpočtu spotřeby paliva mělo vycházet právě z reálných údajů, nikoli spoléhat na maximální hodnoty vypočítané pro krátkodobý provoz v havarijním režimu.

Plynové zařízení se doporučuje kupovat s rezervou výkonu asi 20% pro případ havarijních situací a chladných zim. Například, pokud je výpočtový tepelný výkon 10 kW, doporučuje se pořídit zařízení s jmenovitým výkonem 12 kW.

Průměrná kalkulačka spotřeby

Nominální spotřebu plynu za uplynulé topné období není tak složité vypočítat. Stačí jen měsíčně odečítat údaje z měřiče. Po skončení sezóny sečíst měsíční údaje. Poté vypočítat průměrnou aritmetickou hodnotu.

Pokud je potřeba zjistit nominální hodnoty ve fázi projektování domu nebo při výběru účinného, ale zároveň úsporného topného zařízení, bude nutné použít vzorce.

Při zařizování autonomního vytápění venkovského domu nebo bytu se používají průměrné parametry při určování tepelných ztrát

Pro získání přibližných výpočtů se měrná spotřeba tepla určuje dvěma způsoby:

1. Orientují se na celkový objem vytápěných místností. V závislosti na regionu se na vytápění jednoho kubického metru vyčleňuje 30-40 W.
2. Podle celkové plochy budovy. Za základ se bere, že na vytápění každého čtverce plochy místností, jejichž výška stěn v průměru dosahuje 3 metry, se spotřebuje 100 W tepla. Při určování hodnoty se také orientují na region bydliště: pro jižní šířky – 80 W/m², pro severní – 200 W/m².

Hlavním kritériem, na které se při výpočtech povinně orientují, je potřebný tepelný výkon pro zajištění podmínek kvalitního vytápění místností a doplnění jeho tepelných ztrát.

Za základ technologických výpočtů se bere průměrný poměr, při kterém se na 10 čtverců plochy spotřebuje 1 kW tepelné energie. Ale je třeba vzít v úvahu, že takový průměrný přístup je sice pohodlný, ale přesto není dostatečně schopen odrážet skutečné podmínky vaší stavby s ohledem na klimatický region jejího umístění.

Při použití zjednodušené metody výpočtu se za základ bere, že k vytápění 10 čtverečních metrů soukromého domu je zapotřebí 1 kW tepelného výkonu generovaného generátorem

Po správném výpočtu orientační spotřeby paliva si můžete ujasnit, jaká opatření je třeba provést ke snížení její spotřeby. Výsledkem je snížení položky pravidelných plateb za spotřebované «modré palivo».

Zemní plyn pro potřeby vytápění

Do soukromých domů z centralizovaného potrubí přichází směs plynu značky G20. Podle přijaté normy DIN EN 437 činí minimální hodnota měrného tepla při spalování paliva značky G20 34,02 MJ/kubický metr.

V případě, že je instalován vysoce účinný kondenzační kotel, minimální hodnota měrného tepla pro «modré palivo» kategorie G20 činí 37,78 MJ/kubický metr.

Objednat výpočet tepelných ztrát obytného domu, abyste si sestavili «účetnictví» sezónních nákladů a objasnili si, zda je potřeba provést zateplení, lze v projekční organizaci

Vzorec pro výpočet spotřeby paliva

Pro určení spotřeby plynu s ohledem na jeho energetický potenciál se používá jednoduchý vzorec:

V = Q / (Hi × KPD)

Kde:

• V – hledaná hodnota, která určuje spotřebu plynu pro výrobu tepelné energie, měří se v m³/hod;
• Q – veličina výpočtového tepelného výkonu vynaloženého na vytápění budovy a zajištění komfortních podmínek, měří se ve Wh;
• Hi – veličina minimální hodnoty měrného tepla při spalování paliva;
• Účinnost – součinitel užitečného účinku kotle.

Účinnost kotle-generátoru ukazuje efektivitu využití tepelné energie vzniklé při spalování plynné směsi, která je přímo spotřebována na ohřev teplonosného média. Jedná se o údajovou hodnotu.

V technických listech moderních kotlů je účinnost označována dvěma parametry: podle vyšší a nižší výhřevnosti. Obě hodnoty se uvádějí zlomkem «Hs/Hi», například: 95/87%. Pro co nejspolehlivější výpočet se bere za základ hodnota uvedená v režimu «Hi».

Nižší hodnota měrné výhřevnosti plynu je tabelovaná hodnota, jejíž parametry odpovídají platným normám DIN EN 437

Hodnota «Hs» uvedená v tabulce udává vyšší výhřevnost plynu. Uvádí se v tabulce z toho důvodu, že vodní pára uvolňovaná při spalování plynu je také schopna přeměňovat skrytou tepelnou energii. Pokud je tato tepelná energie správně využita, lze zvýšit celkový výnos z použitého paliva.

Na tomto principu je založena práce kotlů nové generace – kondenzačních jednotek. V nich se díky přeměně páry na kapalné skupenství dodatečně vyrobí ještě asi 10% tepla.

Kromě plynu značky G20 se pro domácí účely může používat také analog druhé skupiny značky G25. Plyn značky G20 se těží ze sibiřských ložisek, zatímco G25 je dodáván z Turkmenistánu a Povolží. Rozdíl mezi nimi je ten, že G25 při spalování uvolňuje o 15% méně tepla.

Plyn značky G25 se vyznačuje zvýšeným procentuálním obsahem dusíku, díky čemuž je jeho energetický potenciál o 15% nižší než u přírodního analogu G20

Zjistit, jaký typ plynu «teče» v potrubí, můžete u plynárenské společnosti ve vašem regionu.

Příklad výpočtu spotřeby zemního plynu

Navrhujeme se podívat na příklad výpočtu spotřeby plynu na vytápění venkovského domu, jehož výchozí údaje mají tyto parametry:

• plocha místností dosahuje 100 m²;
• doporučený výkon tepelného zařízení – 10 kW;
• Účinnost kotle dosahuje 95%.

Pro zjednodušení výpočtu se jouly převádějí na jinou jednotku měření – kilowatty. Takže za předpokladu, že 1 kW = 3,6 MJ, bude výhřevnost plynu značky G20 činit 34,02/3,6 = 9,45 kW.

Je také třeba vzít v úvahu, že doporučený výkon tepelného generátoru uvedený jako 10 kW bude potřeba pouze pro vytápění prostor v nejnepříznivějších podmínkách. Ve skutečnosti bude během celého topného období počet takových nepříznivých dnů jen několik.

Při dobře promyšleném a vybaveném topném systému instalovaný kotel rozhodně nebude pracovat nepřetržitě 24 hodin denně.

V ostatních dnech chladného období se na vytápění budovy spotřebuje výrazně méně energie. Proto pro získání správných výpočtů, a také pro stanovení průměrné, nikoli špičkové spotřeby „modrého paliva“ se berou údaje o výkonu kotle nikoli 10 kW, ale „poloviční“ 5 kW.

Po dosazení získaných údajů do vzorce se provedou výpočty: V = 5/(9,45 x 0,95). Vychází, že na vytápění chaty o rozloze 100 metrů čtverečních je spotřeba plynu 0,557 m³/h.

Po upřesnění tarifů za platbu za jeden krychlový metr „modrého paliva“ nebude obtížné vypočítat materiální náklady na celé topné období.

Na základě údajů získaných jednoduchými výpočty nebude problém vypočítat spotřebu plynu na celou topnou sezónu, která v oblastech středních šířek trvá asi 7 měsíců:

• Na den činí 0,557 x 24 = 13,37 m³.
• Na měsíc 13,37 x 30 = 401,1 m³.
• Na topnou sezónu trvající 7 měsíců 401,1 x 7 = 2807,4 m³.

Když znáte cenu jednoho krychlového metru „modrého paliva“, nebude obtížné plánovat jak měsíční výdaje, tak „účetnictví“ na celou dobu provozu topného systému.

Spotřeba zkapalněné směsi propan-butan

Ne všichni majitelé venkovských domů mají možnost připojit se k centrálnímu plynovodu. Poté se z této situace vycházejí použitím zkapalněného plynu. Ten je skladován v zásobnících na plyn instalovaných v jamách a doplňují jej prostřednictvím služeb certifikovaných firem, které zajišťují dodávky paliva.

Zkapalněný plyn používaný pro domácí účely je skladován v hermetických nádobách a nádržích – propan-butanových lahvích o objemu 50 litrů, nebo v zásobnících na plyn.

V případě, že se pro vytápění venkovského domu používá zkapalněný plyn, vychází se ze stejného vzorce. Jediné, co je třeba zohlednit, je, že lahvový plyn představuje směs značky G30. Kromě toho je palivo v kapalném skupenství. A proto se jeho spotřeba počítá v litrech nebo kilogramech.

Vzorec pro výpočet spotřeby hořlavé směsi

Vyhodnotit objem nákladů na zkapalněnou směs propan-butanu pomůže jednoduchý výpočet. Výchozí údaje stavby jsou stejné: chata o rozloze 100 metrů čtverečních a účinnost instalovaného kotle – 95%.

Při výpočtu je třeba vzít v úvahu, že padesátilitrové propan-butanové lahve jsou z bezpečnostních důvodů plněny nejvýše na 85 %, což činí přibližně 42,5 litrů.

Při provádění výpočtu se orientujeme na dvě významné fyzikální charakteristiky zkapalněné směsi:

• hustota lahvevého plynu činí 0,524 kg/l;
• teplo uvolněné spálením jednoho kilogramu takové směsi se rovná hodnotě 45,2 MJ/kg.

Pro usnadnění výpočtů se hodnoty uvolněného tepla, měřené v kilogramech, převedou na jinou měrnou jednotku – litry: 45,2 x 0,524 = 23,68 MJ/l.

Poté se jouly převedou na kilowatty: 23,68 / 3,6 = 6,58 kW/l. Pro získání správných výpočtů se jako základ berou stejných 50 % doporučeného výkonu zařízení, což činí 5 kW.

Získané hodnoty se dosadí do vzorce: V = 5 / (6,58 x 0,95). Ukazuje se, že spotřeba palivové směsi značky G 30 činí 0,8 l/hod.

Příklad výpočtu spotřeby zkapalněného plynu

S vědomím, že za jednu hodinu provozu kotlového generátoru se průměrně spotřebuje 0,8 litru paliva, není těžké vypočítat, že jedna standardní lahev s náplní o objemu 42 litrů vystačí přibližně na 52 hodin. To je o něco více než dva dny.

Pro celé topné období budou ukazatele spotřeby hořlavé směsi činit:

• Na den 0,8 x 24 = 19,2 litrů;
• Na měsíc 19,2 x 30 = 576 litrů;
• Na topnou sezónu v délce 7 měsíců 576 x 7 = 4032 litrů.

Pro vytápění chaty o rozloze 100 metrů čtverečních bude potřeba: 576 / 42,5 = 13 nebo 14 lahví. Na celou sedmiměsíční topnou sezónu bude potřeba 4032 / 42,5 = od 95 do 100 lahví.

Aby bylo možné přesně vypočítat počet propan-butanových lahví potřebných k vytápění chaty po dobu jednoho měsíce, je třeba vydělit měsíční spotřebovaný objem 576 litrů kapacitou jedné takové lahve.

Velký objem paliva s ohledem na náklady na dopravu a vytvoření podmínek pro jeho skladování nebude levný. Nicméně ve srovnání s elektrickým vytápěním bude toto řešení stále ekonomičtější, a proto výhodnější.

Způsoby snižování spotřeby

Hlavní příčinou významných tepelných ztrát, které vedou k neefektivnímu využívání tepelné energie produkované kotlovým agregátem, je nedostatečná izolace konstrukčních prvků domu. Přes 'tepelné mosty' se zbytečně ztrácí až 40 % tepla.

Skrz okna s nekvalitními rámy uniká až 35 % tepla vyrobeného kotlem, skrz stěny domu až 25 % a skrz střechu a vchodové dveře až 15 %.

Abyste pokaždé nevyhazovali peníze zbytečně vytápěním ulice, je lepší jednou investovat do kvalitní izolace stavby. Věřte, že se náklady na ni plně vrátí už za 3–4 roky.

Tepelná izolace domu zahrnuje:

1. Zateplení stěn. Nejsnadněji proveditelná a cenově dostupná varianta je montáž panelů z pěnového polystyrenu. Tloušťka panelů se volí podle klimatických podmínek stavebního regionu, tloušťky stěn stavby a typu materiálu použitého při jejich výstavbě.
2. Zateplení střechy nebo podkrovního stropu. K tomuto účelu se používají dřevěné piliny, minerální vlna nebo deskový pěnový polystyren. Tepelně izolační materiál vyráběný ve formě desek se montuje na vnitřní stěny podkrovního prostoru nebo se umisťuje mezi nosníky stropu.
3. Zateplení podlah. Kvalitní tepelnou izolaci potřebují nejen betonové, ale i dřevěné konstrukce. K vytvoření tepelně izolační vrstvy se používají sypké a deskové materiály, jako je keramzit a pěnový polystyren.
4. Výměna oken. Neispolehlivějším štítem, který zabrání pronikání chladu do vytápěných místností, jsou PVC okna s kvalitními izolačními skly. Vyrábějí se na míru konkrétnímu oknu. Díky tomu těsně uzavírají okenní otvor a spolehlivě chrání obyvatele nejen před „únikem“ tepla, ale i před pronikáním pouličního hluku.

Správně provedená tepelná izolace umožňuje snížit tepelné ztráty na minimální hodnoty.

Kromě kvalitního zateplení odborníci doporučují pro zvýšení účinnosti tepelného výkonu používat i jiná, neméně účinná opatření.

Mezi další opatření, která umožňují zvýšit účinnost tepelného výkonu, odborníci řadí:

• Vybavení radiátorů termostatickými zařízeními. Termostatické hlavice budou udržovat v místnostech potřebnou komfortní teplotu.
• Kromě radiátorů instalovat konvektory s funkcí směrové cirkulace. Ty budou v oblasti otvorů vytvářet tepelné clony z ohřívaného vzduchu.
• Připojení zařízení umožňujícího programovat optimální režimy vytápění. Instalace chronometrických termostatů je účinná, pokud jsou v domě místnosti několik dní prázdné, které nemá smysl intenzivně vytápět.

Náklady na pořízení a instalaci automatizace se s přehledem vrátí již během první topné sezóny.

A nakonec stojí za to přehodnotit, zda není systém příliš zatížen. Není vyloučeno, že vyrábí nadměrné teplo. A je velmi pravděpodobné, že bez újmy na pohodlí obyvatel lze snížit teplotu v místnostech o pár stupňů.

Na první pohled – drobnost. Ale při posouzení situace v měřítku alespoň jednoho měsíce, a tím spíše topné sezóny, se takové rozhodnutí může příznivě projevit na peněžence.

Závěry a užitečné video k tématu

Jedna z možností výpočtu spotřeby zemního plynu:

Příklad spotřeby při vytápění zkapalněným plynem:

O jednoduchých způsobech snížení nákladů na plyn bude řeč v následujícím videu:

Průměrná hodnota výpočtu bude užitečná pro výpočet materiálních nákladů výhradně na vytápění budovy. Pokud plánujete v průběhu topné sezóny používat plynové spotřebiče nebo sporák, je třeba údaje upravit.

Pokud máte po prostudování materiálu dotazy k výpočtům spotřeby plynu, můžete je položit v níže uvedeném bloku. Kromě toho, pokud jste si všimli nepřesností nebo byste chtěli materiál doplnit, zanechte prosím své komentáře.