Consumo de gás do tanque de gás para aquecimento: como calcular + dicas para minimizar

É sabido que, para o aquecimento de casas e chalés com residência permanente ou de longo prazo, os detentores de gás são cada vez mais utilizados. Não há dúvida de que a grande parte do orçamento para aquecimento de uma casa é o custo do combustível. No nosso caso, isso é gás liquefeito.

Portanto, o proprietário prudente da casa deve saber como calcular corretamente o fluxo de gás do tanque de gás para aquecimento, ser capaz de prever os intervalos entre o reabastecimento. Isso também é verdade porque a entrega de gás, como serviço de transporte, tem seu próprio preço bastante substancial.

Nós o ajudaremos de forma acessível a calcular independentemente o consumo de gás liquefeito para aquecer sua casa em sistemas de suprimento de gás com um suporte de gás. Esse conhecimento é relevante ao projetar a construção de uma nova casa e ao planejar a reconstrução do sistema de suprimento de calor existente. Os cálculos executados corretamente permitem controlar o consumo de gás e reduzir seus custos.

Fatores que afetam o consumo de gás

O suporte de gás tem a forma de um reservatório volumétrico, que é preenchido com gás liquefeito de petróleo (GPL). Esta é uma mistura de dois gases - propano e butano.

Esquemas de aquecimento autônomos com extração de gás do tanque de gás e uma caldeira a gás no sistema tornaram-se uma alternativa moderna ao aquecimento de casas de caldeiras a combustível sólido ou diesel

O armazenamento de gás nesses tanques, com seu uso adicional para aquecer uma casa, pode ser devido aos seguintes fatores:

• falta da possibilidade de bater no tubo principal de gás ou o alto custo dessa conexão
• Permanente e sem solução por problemas de serviços de gás com pressão de gás no gasoduto central.

Para o funcionamento normal da maioria das caldeiras a gás pressão de gás no gasoduto deve ter pelo menos 35 mbar. Essa norma geralmente não é mantida nos principais gasodutos e tem apenas 8 a 22 mbar.

Para determinar o volume de gás liquefeito no tanque, existem medidores de nível mecânicos ou sistemas de telemetria remota mais modernos. Esse equipamento pode ser fornecido com o tanque ou adquirido separadamente. O consumo médio diário médio de gás pode ser determinado pela diferença nas leituras medidor de gás, se disponível.

Mas, uma resposta mais precisa à questão de quanto gás no tanque é suficiente para aquecer sua casa, qual é o consumo e como minimizar seus custos, os cálculos matemáticos ajudarão. E isso apesar do objetivo de que esse cálculo seja de natureza média.

O combustível em um suprimento de gás independente de um tanque de gás é gasto não apenas no aquecimento. Embora em volumes muito menores, ele também é gasto no aquecimento de água, na operação de um fogão a gás e em outras necessidades domésticas

Lembre-se de que os seguintes fatores influenciam o fluxo de gás:

• clima regional e rosa dos ventos;
• a quadratura da casa, a quantidade e o grau de isolamento térmico de janelas e portas;
• material de paredes, telhados, fundações e o grau de seu isolamento;
• o número de residentes e sua estadia (constante ou periodicamente);
• especificações técnicas de caldeiras, uso de aparelhos a gás adicionais e equipamentos auxiliares;
• o número de radiadores, a presença de um piso quente.

Essas e outras condições tornam o cálculo do consumo de combustível de um tanque de gás um valor relativo, que é baseado nos indicadores médios aceitos.

Cálculo da potência de uma caldeira a gás

A principal parcela no consumo de combustível é o aquecimento. Um parâmetro importante de qualquer casa ou apartamento, afetando a quantidade de gás gasto no aquecimento, é um indicador de perda de calor. A tarefa do aquecimento é precisamente compensar corretamente essas perdas, criando condições para uma estadia confortável.

Para calcular a necessidade de gás liquefeito, é necessário determinar a quantidade de perda de calor em casa ou a capacidade de calor necessária para o aquecimento adequado. A potência nominal do sistema de aquecimento - caldeira a gás - depende deste indicador

Para o padrão de cálculo, adotamos uma casa localizada em uma área com clima médio, em condições satisfatórias e isolada de acordo com a tecnologia. Área da casa 80 m².

Os valores médios de perda de calor e potência da caldeira podem ser determinados pelo quadrado da área.

A fórmula é:

Q = S × PP / 10onde

Q é a perda de calor calculada (kW);

S - a área das instalações que são aquecidas (m²);

PP - potência específica da caldeira a gás (kW / m²) - potência a cada 10 m².

Potência específica para aquecimento de uma área de 10 m² já aproximadamente estabelecido, sujeito a alterações para regiões com climas diferentes. Para nossa casa de referência, localizada, por exemplo, nos subúrbios, Pp = 1,2 - 1,5 kW.

Dada a área da casa 80 m², a potência ideal do sistema de aquecimento terá o seguinte significado:

Q = 80 × 1,2 / 10 = 9,6 kW.

Apesar de sua simplicidade, esta fórmula reflete os resultados mais precisos.

Freqüentemente, por conveniência no cálculo, uma unidade é tomada como o valor de potência específica. Com base nisso, a potência do sistema de aquecimento é medida a uma taxa de 10 kW por 100 m² área de aquecimento.

Como o sistema de suprimento de gás de sua casa inclui não apenas aquecimento, mas também aquecimento de água e outros equipamentos, a capacidade da caldeira é determinada adicionando 20 a 25% da reserva à perda de calor calculada

A segunda opção, mas aceita com maior grau de erro, é o cálculo do custo da energia térmica para a perda de calor de um edifício por metro cúbico - o volume de instalações aquecidas. Dependendo da zona climática, de 30 a 40 watts são alocados para o aquecimento de um metro cúbico de uma sala com um teto de até 3 m.

Cálculo do fluxo de gás de um tanque de gás

O cálculo do consumo para aquecimento da mistura a partir do armazenamento de gás usado no sistema de aquecimento da casa tem características próprias e difere do cálculo do consumo principal gás natural.

A vazão prevista do gás é calculada pela fórmula:

V = Q / (q × η)onde

V é o volume calculado de GPL, medido em m³ / h;

Q é a perda de calor calculada;

q é o menor valor específico do valor calorífico do gás ou seu valor calorífico. Para propano-butano, esse valor é 46 MJ / kg ou 12,8 kW / kg;

η - eficiência do sistema de suprimento de gás, expressa em valor absoluto para a unidade (eficiência / 100). Dependendo das características da caldeira a gás, a eficiência pode variar de 86% - para as mais simples até 96% - para unidades de condensação de alta tecnologia. Por conseguinte, o valor de η pode ser de 0,86 a 0,96.

Suponha que esteja planejado equipar o sistema de aquecimento com uma caldeira de condensação moderna com uma eficiência de 96%.

Substituindo a fórmula inicial aceita por nós para o cálculo dos valores, obtemos o seguinte volume médio de gás usado para aquecimento:

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

Como é habitual considerar um litro como uma unidade de enchimento de GLP, é necessário expressar o volume de propano-butano nessa unidade de medida. Para calcular o número de litros na massa de varredura de hidrocarboneto liquefeito, é necessário dividir quilogramas por densidade.

A tabela mostra os valores da densidade de teste do gás liquefeito (em t / m3), em várias temperaturas médias diárias do ar e de acordo com a razão percentual de propano para butano

A física da transição do GPL do estado líquido para o vapor (operacional) é a seguinte: o propano ferve a menos de 40 ° C e acima, butano - a partir de 3 ° C com um sinal de menos. Por conseguinte, a mistura 50/50 começará a passar para a fase gasosa a uma temperatura de menos 20 °C.

Para latitudes médias e um suporte de gás enterrado no solo, essas proporções são suficientes. Mas, para se proteger de problemas desnecessários, é ideal nas condições de inverno usar uma mistura com pelo menos 70% de conteúdo de propano - "gás de inverno".

Considerando a densidade calculada de GPL igual a 0,572 t / m³  - uma mistura de propano / butano 70/30 a uma temperatura de -20 ° C), é fácil calcular o fluxo de gás em litros: 0,78 / 0,572 = 1,36 l / h.

O consumo diário para essa seleção de gás na casa será: 1,36 × 24 × 32,6 litros, durante o mês - 32,6 × 30 = 978 litros. Como o valor obtido foi calculado para o período mais frio e, em seguida, ajustado às condições climáticas, pode ser dividido pela metade: 978/2 = 489 litros, em média por mês.

A duração da estação de aquecimento é calculada a partir do momento em que a temperatura média externa durante o dia não excede +8 graus Celsius por 5 dias. Este período termina na primavera, com aquecimento estável.

Na área que tomamos como exemplo (região de Moscou), esse período é em média de 214 dias.

O consumo de gás para aquecimento durante o ano em que o cálculo será: 32.6 / 2 × 214 × 3488 l.

Escolhendo o consumo ideal do tanque de gás

Um suporte de gás é um equipamento caro, adquirido e instalado por mais de um ano. Não apenas a eficiência do sistema de aquecimento doméstico depende da sua escolha correta, em muitos aspectos. O tipo e o tipo de armazenamento de gás liquefeito pode depender indiretamente dos custos de aquecimento.

Comparação de tanques de gás subterrâneos e subterrâneos

O tanque de gás subterrâneo é uma opção mais barata para gaseificação autônoma. Esses tanques, em regra, são menores em volume e sua instalação não requer terraplanagens caras.

Porém, ao usar tanques de gás subterrâneo para aquecimento no inverno, é necessário levar em consideração que a evaporação da mistura de propano-butano durante esse período será reduzida e são possíveis problemas com a pressão do gás.

Para uma operação mais eficiente e produtiva do tanque de gás no solo, será necessário equipá-lo com uma unidade de evaporação e isolar as paredes do tanque

Obviamente, o limiar de temperatura para a transição do GPL para a fase gasosa do combustível pode ser reduzido devido ao maior teor de propano na mistura.Mas isso implicará custos adicionais, uma vez que esse gás é mais caro que o butano.

Os tanques de gás subterrâneos são as instalações de armazenamento mais populares para GLP.

Esse tanque enterrado em um clima médio não precisa de equipamento adicional para aquecimento e isolamento.

A profundidade de imersão do recipiente deve ser tal que a camada de solo acima dele seja de pelo menos 0,6 M. Isso protegerá o armazenamento de congelamento e danos mecânicos.

Tanque de gás vertical ou horizontal

Os suportes de gás no solo são de dois tipos:

1. Vertical.
2. Horizontal

Esses recipientes diferem entre si não apenas por seu desempenho, mas também funcionalmente - pela área da superfície da mistura liquefeita, chamada de "espelho de evaporação".

Os suportes de gás horizontais têm um "espelho" maior. Devido a isso, a geração de vapor ocorre de forma mais intensa, com pressão suficiente para o correto funcionamento do sistema de aquecimento

Os armazéns verticais são usados ​​com mais frequência em sistemas autônomos de gás de pequenas casas ou cabanas de verão, se não for necessário seu aquecimento total no inverno.

Para a operação eficaz e estável dos tanques de gás verticais no inverno, é necessário isolar o tanque ou usar aquecedores especiais, o que aumenta o custo total do fornecimento de gás para a casa

Características do reboque móvel do tanque de gás

Para resolver o problema do aquecimento e criar condições de vida confortáveis ​​no inverno em casas com residência temporária, projetos de construção, onde o equipamento de armazenamento de gás é impraticável ou tecnicamente impossível, permite tanque de gás móvel.

Este é um tanque equipado com um reboque, com capacidade de 500 a 600 litros. Quanto tempo pode durar esse tanque de gás com capacidade de 600 litros adotando o padrão médio usado - 30 a 40 litros de gás liquefeito por 1 metro quadrado de espaço.

Um cálculo aproximado mostra que uma casa aquecida de 100 m2 pode ser aquecida de forma autônoma por um tanque de gasolina móvel por um mês, mantendo uma temperatura confortável para viver

Deve-se entender que a operação de um tanque de gás móvel como tanque do tipo solo no inverno ou nas regiões do norte exigirá aquecimento e aquecimento forçado do tanque. Por esse motivo, um tanque de gás arrastado não é uma opção de aquecimento totalmente aceitável.

Como escolher um suporte de gás por volume

Dos tanques de gás subterrâneos típicos, os reservatórios com volumes de 2700 litros e 4850 litros são aplicáveis ​​de maneira ideal para casas e chalés.

Ao escolher o tamanho de um armazenamento de gás, os seguintes fatores devem ser considerados:

1. Com uma residência permanente em uma casa com aquecimento independente, é aconselhável reabastecer o tanque duas vezes por ano. Isso se deve às diferentes concentrações de butano e propano nas misturas destinadas ao uso no verão e no inverno.
2. O tanque deve ser preenchido com fase liquefeita em 85%. O espaço livre restante no armazenamento é a almofada de vapor para o hidrocarboneto na fase de evaporação.

Portanto, ao calcular quanto gás pode ser suficiente em um tanque de combustível com capacidade de 2700 l ou em um armazenamento de gás de outros tamanhos, deve-se ter em mente que o volume total do passaporte do tanque de combustível e seu volume de reabastecimento não são os mesmos.

A tabela mostra as capacidades de reabastecimento de suportes de gás Eurostandard-2 típicos, em relação à área ideal de áreas aquecidas e capacidade da caldeira

Nosso cálculo dos valores médios da seleção de gás liquefeito de um tanque de combustível e padrões geralmente aceitos nos permitem determinar a frequência do reabastecimento de um tanque de combustível. Com um consumo médio anual de 30 litros de gás por 1 m² área aquecida, reabastecimento de gás liquefeito com um volume de 2295 litros em um tanque de 2700 litros para uma casa de 100 m² será suficiente por 9 meses.

Pelo mesmo método, mas para a casa 150 m², consideramos quanto LHG é suficiente no sistema de aquecimento de um tanque de gás para 4850 litros.Durante o ano, 4.500 litros são consumidos, portanto, um volume de enchimento de 4122 litros é suficiente para aquecer uma casa por 10 meses.

A partir dos cálculos, é claro que o reabastecimento terá que ser realizado duas vezes por ano. E é economicamente viável através do uso de GLP "verão" e "inverno".

Dicas de economia de gás

É possível reduzir o consumo de gás de um tanque de gás executando as seguintes medidas de economia de energia:

• isolamento de paredes, telhados, sótãos, tetos de porão;
• substituição de blocos de janelas antigas por modernas janelas de vidro duplo com perfil sem congelamento;
• ajuste ideal dos parâmetros da caldeira;
• instalação de uma caldeira a gás de condensação com eficiência energética para aquecimento;
• uso de sistema de aquecimento coletorter uma eficiência mais alta e a capacidade de regular o fluxo de líquido refrigerante em cada dispositivo de aquecimento;
• equipar baterias de aquecimento com reguladores de temperatura.

Um bom efeito na economia de gás é obtido com a instalação de controladores que automatizam o processo de controle do suprimento de calor.

O controlador, dependendo das configurações no modo automático, controla o aquecimento autônomo, o que pode minimizar significativamente o consumo de GLP do tanque de gás e reduzir os custos de aquecimento em 25%

Além disso, os controladores modernos geralmente são dispositivos inteligentes com os quais você pode controlar remotamente a caldeira a partir de um telefone celular.

Alternativas baratas para esses dispositivos com controle remoto são termostatos programáveis ​​ou diários, que também permitem economizar energia.

Uma solução moderna para economizar gás de um armazenamento offline é sistema de casa inteligente.

Juntamente com um amplo conjunto de funções úteis que facilitam a vida, o uso da tecnologia “casa inteligente” permite o controle automático do clima

A função de controle climático da casa pode ser instalada separadamente ou integrada a um conjunto comum de "utilidades".

Tais tecnologias possibilitam o uso econômico de gás para aquecimento durante o dia em salas separadas. Você pode configurar o sistema para funcionar no modo de aquecimento na ausência de inquilinos e, remotamente, antes de chegar em casa, ativar o aquecimento total.

O principal problema da introdução de um sistema inteligente de controle climático doméstico é o preço relativamente alto da questão e a necessidade de projeto antes da instalação do sistema de aquecimento.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Uma técnica interessante para calcular o consumo de gás para aquecimento e dicas para reduzir seus custos:

Aconselhamento especializado sobre a escolha economicamente viável do volume de um tanque de gás:

9 dicas para reduzir o consumo de gás usado no aquecimento de uma casa:

Deve-se entender que todos os cálculos que propomos usar ao usar gás de um suporte de gás são bastante arbitrários. Mesmo um especialista não será capaz de determinar e prever exatamente quanto gás liquefeito será consumido durante um período específico.

Mas a técnica acima, baseada na prática de operação de sistemas de gás autônomos, exibe valores médios confiáveis ​​do consumo de gás.

Esses cálculos e as dicas úteis fornecidas permitirão escolher corretamente o tanque de gás ideal e planejar a frequência de seu reabastecimento.

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