Consumo de gás de caldeira de piso: consumo normativo diário + exemplo de cálculos com fórmulas

Ao escolher equipamentos de caldeira para o sistema de aquecimento, uma ideia muito preocupante insiste em martelar na sua cabeça — quão voraz será o equipamento? Certamente a resposta surgirá quando o aquecimento começar a funcionar e o medidor começar a registrar o consumo de gás da caldeira de piso, girando constantemente. No entanto, será tarde para se lamentar se os valores a pagar pelo gás não agradarem...

Vendedores consultores competentes, é claro, respondem à maioria das perguntas que surgem, sempre é possível pedir ajuda a um engenheiro qualificado, mas não é ruim ter pelo menos conhecimentos básicos por si mesmo.

Aprenda com este artigo o máximo possível sobre os métodos de cálculo do consumo de energia e os fatores que devem ser considerados nos cálculos. Abaixo, você encontrará não apenas fórmulas entediantes, mas também exemplos. No final — sobre o que pode ser feito para reduzir o consumo de gás.

O que influencia o consumo de gás?

O consumo de combustível é determinado, em primeiro lugar, pela potência — quanto mais potente a caldeira, mais intensamente o gás é consumido. No entanto, é difícil influenciar externamente essa relação.

Mesmo se você reduzir ao mínimo um aparelho de 20 quilowatts, ele ainda consumirá mais combustível do que seu irmão menos potente de 10 quilowatts ligado no máximo.

A partir desta tabela, é possível ver a relação entre a área aquecida e a potência da caldeira a gás. Quanto mais potente a caldeira, mais cara ela é. Mas quato maior a área dos ambientes aquecidos, mais rápido a caldeira se paga.

Em segundo lugar, levamos em consideração o tipo de caldeira e seu princípio de funcionamento:

• câmara de comustão aberta ou fechada;
• convecção ou condensação;
• chaminé convencional ou coaxal;
• um ciruito ou dois ciruitos;
• presença de sensores automáticos.

Em uma câmara fechada, o combustível é queimado de forma mais ecônoma do que em uma câmara aberta. O rendimento de uma caldeira de condensação, graças ao trocador de calor adicional integrado para condensar os vapores presentes no produto da combustão, aumenta para 98-100% em comparação com 90-92% de rendimento de uma caldeira de convecção.

Com chaminé coaxial, também aumenta o valor de eficiência — o ar frio da rua é aquecido pelo tubo de exaustão aquecido. Devido ao segundo circuito, há, é claro, um aumento no consumo de gás, mas a caldeira a gás, neste caso, atende não apenas um, mas dois sistemas — aquecimento e abastecimento de água quente.

Sensores automáticos são uma coisa útil; eles captam a temperatura externa e ajustam o funcionamento da caldeira para o modo ideal.

Em terceiro lugar, observamos o estado técnico do equipamento e a qualidade do próprio gás. Incrustações e carepas nas paredes do trocador de calor reduzem significativamente a transferência de calor, e a deficiência precisa ser compensada aumentando a potência.

Infelizmente, o gás também pode conter água e outras impurezas, mas em vez de fazer reclamações aos fornecedores, ajustamos o regulador de potência alguns pontos em direção à marcação máxima.

Um dos modelos modernos de alta economia é a caldeira a gás condensação de piso da marca Baxi Power com potência de 160 kW. Essa caldeira aquece 1600 m² de área, ou seja, uma casa grande de vários andares. Além disso, de acordo com os dados de ficha técnica, ela consome 16,35 m³ de gás natural por hora e tem eficiência de 108%

E, em quarto lugar, a área dos ambientes aquecidos, a perda natural de calor, a duração da estação de aquecimento, as particularidades climáticas. Quanto maior a área, quanto mais altos os tetos, quanto mais andares, mais combustível será necessário para aquecer esse ambiente.

Consideramos alguma perda de calor através de janelas, portas, paredes, telhado. Um ano não é igual ao outro; há invernos amenos e geadas severas – o tempo não se pode prever, mas os metros cúbicos de gás consumido no aquecimento dependem diretamente dele.

Cálculo preliminar rápido

Estimar aproximadamente, a olho, quanto gás será consumido pela sua caldeira a gás é bastante simples.

Vamos basear-nos no volume do ambiente aquecido ou na sua área:

• no primeiro caso, usamos o padrão de 30-40 W/m³;
• no segundo caso, 100 W/m².

Os padrões foram considerados com altura de teto no ambiente de até 3 metros. Se você vive em regiões do sul, os números podem ser reduzidos em 20-25%, e para o norte, ao contrário, aumentados em uma vez e meia ou duas vezes. Ou seja, no segundo caso, por exemplo, tomar 75-80 W/m² ou 200 W/m².

Multiplicando o padrão correspondente pelo volume ou área, obteremos quantos watts de potência da caldeira são necessários para aquecer o ambiente. Em seguida, partimos da afirmação padrão de que o equipamento moderno a gás consome 0,112 m³ de gás para produzir 1 kW de potência térmica.

Multiplicamos novamente — desta vez o padrão de consumo de gás (número 0,112) pela potência da caldeira obtida na multiplicação anterior (não esqueça de converter watts em kW). Obtemos o consumo aproximado de gás por hora.

A caldeira normalmente funciona 15-16 horas por dia. Calculamos o consumo diário de gás. Bem, quando o consumo diário já é conhecido, determinamos facilmente o consumo de gás para o mês e para toda a estação de aquecimento. Os cálculos são aproximados, mas são suficientes para compreender tanto o princípio do cálculo como o consumo de gás esperado.

Uma calculadora comum é suficiente para calcular o consumo de gás. Se você não quiser se aprofundar nas fórmulas de cálculo, use programas de calculadoras online na internet. Insira os dados iniciais e obtenha o resultado imediatamente.

Exemplo.

Suponha que a área do cômodo seja 100 m².

Calculamos a potência da caldeira: 100 W/m² * 100 m² = 10000 W (ou 10 kW).

Calculamos o consumo de gás por hora: 0,112 m³ * 10 kW = 1,12 m³/hora.

Calculamos o consumo de gás por dia (16 horas de funcionamento), por mês (30 dias), por toda a estação de aquecimento (7 meses):

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

Nota: é possível determinar imediatamente a potência mensal e sazonal consumida pela caldeira em kWh, e depois convertê-la em consumo de gás.

10 kW * 24/3*2 * 30 = 4800 kWh — por mês
0,112 m³ * 4800 kWh = 537,6 m³
4800 kWh * 7 = 33600 kWh — por estação
0,112 m³ * 33600 kWh = 3763,2 m³

Resta pegar a tarifa atual do gás e converter o total em dinheiro. E se no projeto houver instalação de um sistema de dupla função, que não apenas aquecerá a casa, mas também aquecerá água para uso doméstico, adicione 25% à potência do equipamento e, consequentemente, ao consumo de gás de caldeiras a gás de piso.

Os termovisores mais simples custam pelo menos 300 dólares, e o preço dos profissionais começa em vários milhares, mas esses aparelhos mostram todos os lugares por onde o ar frio entra na casa e o calor sai para o exterior.

Caldeira conectada ao gasoduto principal

Vamos analisar o algoritmo de cálculos que permite determinar com precisão o consumo de combustível azul (gás) para o equipamento instalado em uma casa ou apartamento com conexão às redes centralizadas de fornecimento de gás.

Cálculo do consumo de gás em fórmulas

Para um cálculo mais preciso, a potência dos aparelhos de aquecimento a gás é calculada pela fórmula:

Potência da caldeira = Q_t * K,

onde
Q_t — perdas de calor planejadas, kW;
K — fator de correção (de 1,15 a 1,2).

As perdas de calor planejadas (em W) por sua vez são calculadas assim:

Q_t = S * Δt * k / R,

onde

S — área total das superfícies envolventes, m²;
Δt — diferença de temperatura interna/externa, °C;
k — coeficiente de dissipação;
R — valor da resistência térmica do material, m²•°C/W.

Valor do coeficiente de dissipação:

• construção de madeira, estrutura metálica (3,0 — 4,0);
• alvenaria de um tijolo, janelas antigas e telhado (2,0 — 2,9);
• alvenaria de tijolos dupla, telhado padrão, portas, janelas (1,1 — 1,9);
• paredes, telhado, piso com isolamento, vidros duplos (0,6 — 1,0).

Fórmula para calcular o consumo máximo horário de gás com base na potência obtida:

Volume de gás = Q_max / (Qr * ŋ),

onde
Q_max — potência do equipamento, kcal/h;
Q_р — poder calorífico do gás natural (8000 kcal/m³);
ŋ — eficiência da caldeira.

Para determinar o consumo de combustível gasoso, basta multiplicar os dados, parte dos quais deve ser retirada do manual técnico da sua caldeira, e parte de guias de construção publicados na internet.

Uso de fórmulas em um exemplo

Suponhamos que temos um edifício com área total de 100 m². A altura do edifício é de 5 m, a largura de 10 m, o comprimento de 10 m, doze janelas de tamanho 1,5 x 1,4 m. Temperatura interna/externa: 20 °C/-15 °C.

Calculamos a área das superfícies envolventes:

1. Piso 10 * 10 = 100 m²
2. Telhado: 10 * 10 = 100 m²
3. Janelas: 1,5 * 1,4 * 12 unidades = 25,2 m²
4. Paredes: (10 + 10 + 10 + 10) * 5 = 200 m²
   Menos as janelas: 200 – 25,2 = 174,8 m²

Valor da resistência térmica dos materiais (fórmula):

R = d / λ, onde
d – espessura do material, m
λ – coeficiente de condutividade térmica do material, W/[m•°C].

Calculando R:

1. Para o piso (contrapiso de concreto 8 cm + lã mineral 150 kg/m³ x 10 cm) R (piso) = 0,08 / 1,75 + 0,1 / 0,037 = 0,14 + 2,7 = 2,84 (m²•°C/W)
2. Para cobertura (painéis sanduíche de lã mineral 12 cm) R (cobertura) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (m²•°C/W)
3. Para janelas (vidro duplo de duas câmaras) R (janela) = 0,49 (m²•°C/W)
4. Para paredes (painéis sanduíche de lã mineral 12 cm) R (parede) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (m²•°C/W)

Os valores dos coeficientes de condutividade térmica para diferentes materiais foram extraídos do manual de referência.

Adquira o hábito de ler regularmente o medidor, anotar as leituras e fazer uma análise comparativa considerando a intensidade de trabalho da caldeira, as condições climáticas, etc. Opere a caldeira em diferentes modos e busque a opção de carga ideal.

Agora vamos calcular as perdas de calor.

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

Perdas de calor das estruturas de fechamento:

Q (total) = 704,2 + 1080,25 + 1800 + 1888,3 = 5472,75 Wh

Ainda pode-se adicionar a perda de calor pela ventilação. Para aquecer 1 m³ de ar de –15 °C para +20 °C são necessários 15,5 W de energia térmica. Uma pessoa consome aproximadamente 9 litros de ar por minuto (0,54 metro cúbico por hora).

Suponha que existam 6 pessoas em nossa casa. Elas precisam de 0,54 * 6 = 3,24 metros cúbicos de ar por hora. Calculamos a perda de calor por ventilação: 15,5 * 3,24 = 50,22 W.

E as perdas totais de calor: 5472,75 W/h + 50,22 W = 5522,97 W = 5,53 kW.

Realizando o cálculo termotécnico, calculamos primeiro a potência da caldeira e, em seguida, o consumo de gás por hora na caldeira a gás em metros cúbicos:

Potência da caldeira = 5,53 * 1,2 = 6,64 kW (arredondado para 7 kW).

Para utilizar a fórmula para calcular o consumo de gás, convertemos o indicador de potência obtido de quilowatts para quilocalorias: 7 kW = 6018,9 kcal. E consideramos o rendimento da caldeira = 92% (os fabricantes de caldeiras modernas a gás de piso indicam esse valor na faixa de 92 – 98%).

Vazão horária máxima de gás = 6018,9 / (8000 * 0,92) = 0,82 m³/h.

Caldeira alimentada por gasômetro ou botijão

A fórmula Volume de gás = Qmax / (Qp * ŋ) serve para determinar a necessidade de diferentes combustíveis, incluindo o gás liquefeito. Pegue do exemplo anterior o indicador de potência da caldeira obtido — 7 kW. Se para essa caldeira são necessários 0,82 m³/h de gás natural, então quanto será necessário de propano-butano?

Aproximadamente uma vez por semana, você terá que ir ao posto de abastecimento com os botijões de gás, o que gera despesas de transporte e perda de tempo pessoal. Uma surpresa desagradável também pode ocorrer com a queda da temperatura abaixo de zero, se os botijões de gás estiverem do lado de fora. Em um botijão congelado, o gás não congela, mas também não evapora, transformando-se em líquido. E a caldeira para de funcionar.

Para o cálculo, é necessário saber qual é o seu poder calorífico. O calor específico de combustão (que é a característica calorífica) dos hidrocarbonetos liquefeitos em megajoules é de 46,8 MJ/kg ou 25,3 MJ/l. Em quilowatts-hora, é de 13,0 kWh/kg e 7,0 kWh/l, respectivamente.

Vamos considerar que a eficiência da caldeira de aquecimento a gás é de 92% e calcular a demanda horária de gás:

Volume de gás = 7 / (13 * 0,92) = 0,59 kg/h

Um litro de gás liquefeito pesa 0,54 kg; por hora, a caldeira queimará 0,59 / 0,54 = 1,1 litros de propano-butano. Agora calculamos quanto gás liquefeito a caldeira a gás consome por dia e por mês.

Se a caldeira funcionar por 16 horas, então por dia — 17,6 litros, por mês (30 dias) – 528 litros. Em um botijão comum de 50 litros, há cerca de 42 litros de gás. Conclui-se que, para nossa casa com área de 100 m², serão necessários 528 / 42 = 13 botijões por mês.

Um gasômetro com volume extra permite economizar no gás. O custo do reabastecimento aumenta no outono, a primavera é um período de redução de preços. Tente encher o tanque o máximo possível na primavera.

Instalar um tanque de gás é muito mais conveniente do que trocar botijões vazios por cheios. O gasômetro precisa ser reabastecido apenas 2 a 3 vezes durante toda a estação de aquecimento.

Como minimizar o consumo de gás

Para gastar menos dinheiro com o gás consumido pela caldeira de piso e não arregalar os olhos de espanto ao ver o próximo boleto, siga estas recomendações.

Em primeiro lugar, preste atenção na caldeira de condensação — a mais econômica atualmente. Sua eficiência atinge 98-100% e mais. O preço é alto, mas se justificará e logo se pagará. Para cada modelo, leia as avaliações dos clientes.

Se não precisar de aquecimento de água, escolha uma caldeira de circuito único. Em um sistema de circuito duplo, estão incluídos na necessidade de gás 20–25% adicionais que você não precisa.

Em segundo lugar, isole cuidadosamente não apenas as paredes, mas também o telhado, o piso com a fundação e o porão. Instale janelas com vidros duplos economizadores de energia. Use um termovisor. Todos os pontos frios devem ser encontrados e eliminados. Na entrada da casa (corredor, hall, vestíbulo) construa um piso aquecido.

Em terceiro lugar, use temporizadores e sensores. A temperatura de aquecimento do ar definida por você será ajustada automaticamente — por exemplo, os radiadores aquecerão à noite e esfriarão um pouco durante o dia.

Se você decidir sair de casa por uma semana, pode configurar o sistema de aquecimento para o mínimo durante a ausência, com retorno ao funcionamento normal na hora da chegada. Uma vez por ano, é necessária uma inspeção técnica com limpeza de entupimentos e incrustações do trocador de calor, vestígios de fuligem do queimador e fuligem da chaminé.

Não opere a caldeira no máximo. Em seus dados de placa está incluída uma reserva de 10-20% de potência para emergências e invernos extremamente frios. Não se apresse em girar o regulador de temperatura mais um ponto. É um detalhe, mas refletirá no consumo médio mensal de gás.

Em quarto lugar, instale no sistema de aquecimento um acumulador de buffer, onde ficará uma certa reserva de fluido térmico (água quente). Graças a essa 'garrafa térmica', que alimenta os radiadores por algum tempo com a caldeira desligada, é possível economizar até 20% de combustível.

Em quinto lugar, não ignore a ventilação adequada. Uma janela constantemente entreaberta levará mais calor para fora do que uma janela totalmente aberta por cinco minutos.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Nos vídeos abaixo, fala-se sobre o consumo de gás para caldeiras de piso.

Aquecimento a gás liquefeito (propano). Consumo de combustível, experiência pessoal:

Consumo de gás da caldeira a gás de piso HOT SPOT 12 kW (avaliação do usuário):

O gás é um recurso energético muito procurado; o problema de economizar tanto o próprio recurso quanto os custos de seu pagamento não perde sua relevância.

Um consumo razoável de gás envolve uma boa caldeira econômica, uma instalação profissional do sistema de aquecimento e a luta contra as perdas de calor. A alta eficiência do aparelho é a garantia de economia a longo prazo nas despesas com gás.

Se você duvida da precisão de seus próprios cálculos, peça ajuda a um especialista qualificado que conheça os mínimos detalhes das fórmulas. Sua opinião autorizada o livrará de erros tanto na fase de projeto do sistema de aquecimento quanto durante sua operação.