Расчет диаметра газопровода по расходу газа и наоборот в зависимости от давления
Затраты газа в квартире или частном домостроении рассчитываются для определения расходов на отопление, подогрев воды и приготовление пищи. Расчет производится на проектном этапе или перед приобретением котельного оборудования. Средний и максимальный расход газа в этих случаях подсчитывается по определенной методике, результат дает представление о количестве потребляемого топлива.
Влияние на расход газа
Потребление газа зависит от различных факторов. В больших домах ставятся котлы, которые расходуют больше топливной смеси, чем агрегаты в маленьких строениях или квартирах.
На расход топлива влияет:
- мощность котла;
- температура на улице;
- качество газовой смеси.
Некоторые газораспределительные компании подают в трубопровод неосушенные газовые смеси, которые содержат влагу и примеси. Калорийность снижается и увеличивается потребляемый объем.
Расчет расхода газа
Мощность котла или конвектора зависит от потерь тепла в строении. Средний подсчет проводится с учетом общей площади дома.
При расчете расхода газа учитываются нормы прогрева квадратного метра при высоте потолков до 3 м:
- в южных регионах берется 80 Вт/м²;
- в северных — до 200 Вт/м².
В формулах учитывается суммарная кубатура отдельных комнат и помещений в здании. На нагревание каждого 1 м³ общего объема выделяется 30 – 40 Вт в зависимости от района.
По мощности котла
Расчет основывается на мощности и площади отопления. Применяется усредненный показатель расхода — 1 кВт на 10 м². Следует уточнить, что берется не электрическая мощность котла, а тепловая мощность оборудования. Часто такие понятия подменяются, и получается неправильный расчет потребления газа в частном доме.
Объем природного газа измеряется в м³/ч, а сжиженный — в кг/ч. Практика показывает, что на получение 1 кВт тепловой мощности расходуется 0,112 м³/ч магистральной топливной смеси.
По квадратуре
Удельное потребление тепла рассчитывается по представленной формуле, если разница между уличной и внутренней температурой составляет примерно 40°С.
Используется соотношение V = Q / (g · K / 100), где:
- V — объем природного газового топлива, м³;
- Q — тепловая мощность оборудования, кВт;
- g — наименьшая калорийность газа, обычно равняется 9,2 кВт/м³;
- K — коэффициент полезного действия установки.
Зависимость расхода газа от давления
Объем газа, проходящего по трубопроводу, измеряется счетчиком, а расход подсчитывается в виде разницы между показаниями в начале и конце пути. Измерение зависит от порога давления в суживающемся сопле.
Ротационные счетные приборы используются для измерения давления больше 0,1 МПа, а разница уличной и внутренней температуры составляет 50°С. Показатель расхода газового топлива считывается при нормальном состоянии окружающей среды. В промышленности пропорциональными условиями считается давление 10 – 320 Па, разница температур 20°С и относительная влажность воздуха 0. Расход топлива выражается в м³/ч.
Расчет расхода газа по давлению и диаметру
Скорость газа в газопроводе высокого давления зависит от площади сечения коллектора и составляет в среднем 2 – 25 м/с.
Пропускная способность находится по формуле: Q = 0.67 · D² · p, где:
- Q — расход газа;
- D — условный проходной диаметр газопровода;
- p — рабочее давление в газопроводной трубе или показатель абсолютного давления смеси.
На величину показателя влияет наружная температура, нагрев смеси, избыточное давление, атмосферные характеристики и влажность. Расчет диаметра газопровода делается при составлении проекта системы.
С учетом теплопотерь
Для расчета потребления газовой смеси требуется знать тепловые потери строения.
Используется формула Q = F (T1 – T2) (1 + Σb) · n / R, где:
- Q — теплопотери;
- F — площадь утепляющего слоя;
- Т1 — наружная температура;
- Т2 — внутренняя температура;
- Σb — сумма дополнительных потерь тепла;
- n — коэффициент расположения защитного слоя (в специальных таблицах);
- R — сопротивление передаче тепла (рассчитывается в конкретном случае).
Определение теплопотерь представляет собой сложный подсчет и проводится специалистами на стадии проекта. Можно заказать нахождение потерь на любом этапе эксплуатации строения.
По счетчику и без
По прибору определяется расход газа за месяц. Применяются стандартные нормы расхода смеси, если счетчик не установлен. Для каждого региона страны нормативы устанавливаются отдельно, но в среднем принимаются из расчета 9 — 13 м³ в месяц на одного человека.
Показатель устанавливается местными органами самоуправления и зависит от климатических условий. Расчет ведется с учетом числа владельцев помещения и людей, фактически проживающих на указанной жилплощади.
Расчет расхода сжиженного газа
Расчет газа с применением пропана или бутана имеет свои особенности, но не представляет особых сложностей. Имеет значение плотность горючего вещества, которая изменяется с повышением или понижением температуры и зависит от состава газовой смеси. Постоянным остается только вес сжиженного топлива.
Объем используемого газа отличается зимой и летом, поэтому нет смысла применять единицы м³ для определения расхода сжиженного газа на 1 кВт тепла, для обозначения берутся килограммы, которые не меняются при смене сезонов.
Расчет на 1 кВт тепла
Количество рассчитывается на отопление дома и подогрев воды в системе. Если на газе готовится еда, это нужно учитывать дополнительно.
Используется формула Q = (169.95 / 12.88) · F, где:
- Q — масса топлива;
- 169,95 — годовая сумма кВт на обогрев 1 м² дома;
- 12,88 — теплотворная способность пропана;
- F — квадратура строения.
Полученное значение умножается на стоимость 1 кг сжиженной смеси, чтобы посчитать расход на закупку требуемого количества. Цена обычно дается за 1 кг, а не за 1 м³, что следует учитывать.
Какое количество тепла отдает сжиженный газ и природный
Состав природного вида топлива (метан) определяется местом его залегания в земле. Теплота сгорания вещества — от 7 тыс. 600 до 8 тыс. 500 ккал/м³, т. е. такое количество тепла отдает при сжигании 1 м³ газа.
В качестве конденсированного топлива используется смесь бутана и пропана. Аналогичный показатель вещества составляет 9 тыс. 500 ккал/м³. Паровая фаза смеси (сгораемая взвесь в м³) считается при испарении жидких литров (в килограммах или литрах).
Уменьшение потребления газа
Экономия газа напрямую связана с уменьшением потерь тепла. Ограждающие конструкции, такие как стены, потолок, пол в доме обязательно защищаются от влияния холодного воздуха или грунта. Применяется автоматическая регулировка работы отопительного оборудования для результативного взаимодействия наружного климата и интенсивности работы газового котла.
Утепление стен, кровли, потолков
Наружный теплозащитный слой создает преграду для охлаждения поверхностей, чтобы потребить наименьшее количество топлива.
Статистика показывает, что часть нагретого воздуха уходит через конструкции:
- крыша — 35 – 45%;
- неутепленные оконные проемы — 10 – 30%;
- тонкие стены — 25 – 45%;
- входные двери — 5 – 15%.
Полы защищаются материалом, который имеет допустимую влагопроницаемость по норме, т. к. при намокании теряются теплоизоляционные характеристики. Стены лучше изолировать снаружи, потолок утепляется со стороны чердака.
Замена окон
Современные металлопластиковые рамы с двух- и трехконтурными стеклопакетами не пропускают воздушных потоков и препятствуют сквознякам. Это ведет к уменьшению потерь через щели, которые были в старых деревянных рамах. Для проветривания предусматриваются поворотно-откидные механизмы створок, способствующие экономному расходованию внутреннего тепла.
Стекла в конструкциях оклеиваются специальной энергосберегающей пленкой, которая пропускает внутрь ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, но препятствует обратному их проникновению. Стекла снабжаются сетью элементов, подогревающих площадь для оттаивания снега и льда. Существующие конструкции рам дополнительно утепляются полиэтиленовой пленкой снаружи или используются плотные шторы.
Другие способы
Выгодно применять современные конденсационные котлы на газовом топливе и ставить автоматизированную координационную систему. На все радиаторы устанавливаются термоголовки, а на обвязке агрегата монтируется гидрострелка, что экономит 15 – 20% тепла.
В отопительной системе ставятся детекторы, регуляторы температуры, которые регулируют мощность котла в зависимости от состояния наружного климата. Если на улице теплая погода, результативнее и экономичнее перейти на отопление кондиционерами.
https://strojdvor.ru/gazosnabzhenie/raschety-rasxoda-gaza-po-davleniyu-i-diametru/
