Consumo de gas de una caldera de suelo: consumo normativo diario + ejemplo de cálculos con fórmulas

Al elegir el equipo de caldera para el sistema de calefacción, una idea muy inquietante taladra persistentemente la cabeza: ¿qué tan voraz resultará el aparato? Seguramente la respuesta aparecerá cuando la calefacción funcione y el contador comience a contar el consumo de gas de la caldera de suelo, girando obedientemente. Sin embargo, será demasiado tarde para lamentarse si las cantidades a pagar por el gas no agradan…

Los vendedores-consultores competentes, por supuesto, responden a la mayoría de las preguntas que surgen, siempre se puede pedir ayuda a un ingeniero calificado, pero no está mal tener uno mismo al menos conocimientos básicos.

Descubra en este artículo todo lo posible sobre las metodologías de cálculo del consumo de energía y los factores que deben tenerse en cuenta en los cálculos. A continuación, le esperan no solo fórmulas aburridas, sino también ejemplos. Al final, sobre lo que se puede hacer para reducir el consumo de gas.

¿Qué influye en el consumo de gas?

El consumo de combustible se determina, en primer lugar, por la potencia: cuanto más potente es la caldera, más intensamente se consume el gas. Al mismo tiempo, es difícil influir externamente en esta dependencia.

Incluso si reduce al mínimo un aparato de 20 kilovatios, seguirá consumiendo más combustible que su hermano menos potente de 10 kilovatios, encendido al máximo.

De esta tabla se ve cuál es la dependencia entre la superficie calefaccionada y la potencia de la caldera de gas. Cuanto más potente es la caldera, más cara es. Pero cuanto mayor es la superficie de los espacios calefaccionados, más rápido se amortiza la caldera.

En segundo lugar, consideramos el tipo de caldera y su principio de funcionamiento:

• cámara de combustión abierta o cerrada;
• de convección o condensación;
• chimenea normal o coaxial;
• un circuito o dos circuitos;
• presencia de sensores automáticos.

En una cámara cerrada, el combustible se quema de manera más económica que en una cámara abierta. El rendimiento de un equipo de condensación, gracias a un intercambiador de calor adicional incorporado para condensar los vapores presentes en el producto de combustión, aumenta hasta un 98-100% en comparación con un 90-92% de rendimiento de un equipo de convección.

Con chimenea coaxial también aumenta el valor del rendimiento: el aire frío de la calle se calienta con el tubo de escape caliente. Debido al segundo circuito, por supuesto, hay un aumento en el consumo de gas, pero la caldera de gas en este caso no sirve a un solo sistema, sino a dos: calefacción y suministro de agua caliente.

Los sensores automáticos son algo útil, captan la temperatura exterior y ajustan el funcionamiento de la caldera al modo óptimo.

En tercer lugar, observamos el estado técnico del equipo y la calidad del gas. Las incrustaciones y la escoria en las paredes del intercambiador de calor reducen significativamente la transferencia de calor, y es necesario compensar su déficit aumentando la potencia.

Por desgracia, el gas también puede tener agua y otras impurezas, pero en lugar de presentar reclamaciones a los proveedores, giramos el regulador de potencia varias divisiones hacia la marca máxima.

Uno de los modelos modernos de alta eficiencia es la caldera de gas de condensación de suelo de la marca Baxi Power con una potencia de 160 kW. Esta caldera calienta 1600 m² de superficie, es decir, una casa grande de varias plantas. Además, según los datos de la ficha técnica, consume 16,35 m³ de gas natural por hora y tiene un rendimiento del 108%.

Y, en cuarto lugar, la superficie de los espacios a calentar, la pérdida natural de calor, la duración de la temporada de calefacción y las condiciones climáticas. Cuanto más amplia sea la superficie, más altos sean los techos, más pisos haya, más combustible se necesitará para calentar dicho espacio.

Consideramos cierta pérdida de calor a través de ventanas, puertas, paredes y techo. Un año no es igual a otro; hay inviernos templados y heladas intensas; no se puede predecir el clima, pero los metros cúbicos de gas consumidos para calefacción dependen directamente de ello.

Cálculo previo rápido

Calcular aproximadamente a ojo cuánto gas consumirá su caldera de gas es bastante sencillo.

Partiremos del volumen del espacio a calentar o de su superficie:

• en el primer caso, utilizamos el estándar de 30-40 W/m³;
• en el segundo caso, 100 W/m².

Los estándares se han tomado considerando una altura de techo de hasta 3 metros. Si usted vive en regiones del sur, las cifras se pueden reducir en un 20-25%, y para el norte, por el contrario, aumentarlas una vez y media o el doble. Es decir, tomar en el segundo caso, por ejemplo, 75-80 W/m² o 200 W/m².

Multiplicando la norma correspondiente por el volumen o el área, obtendremos cuántos vatios de potencia de la caldera se necesitan para calentar la habitación. A continuación, partimos de la afirmación estándar de que el equipo de gas moderno consume 0,112 metros cúbicos de gas para producir 1 kW de potencia térmica.

Volvemos a multiplicar: esta vez el estándar de consumo de gas (el número 0,112) por la potencia de la caldera obtenida en la multiplicación anterior (no olvide convertir los vatios a kW). Obtenemos el consumo aproximado de gas por hora.

La caldera normalmente funciona de 15 a 16 horas al día. Se calcula el consumo diario de gas. Bueno, cuando ya se conoce el consumo diario, es fácil determinar el consumo de gas para el mes y para toda la temporada de calefacción. Los cálculos son aproximados, pero son suficientes para comprender tanto el principio del cálculo como el consumo de gas esperado.

Una calculadora común es suficiente para calcular el consumo de gas. Si no desea profundizar en las fórmulas de cálculo, utilice programas de calculadoras en línea en Internet. Ingrese los datos iniciales y obtenga el resultado de inmediato.

Ejemplo.

Suponga que la superficie de la habitación es de 100 m².

Calcule la potencia de la caldera: 100 W/m² * 100 m² = 10000 W (o 10 kW).

Calcule el consumo de gas por hora: 0,112 m³ * 10 kW = 1,12 m³/h.

Calcule el consumo de gas por día (16 horas de funcionamiento), por mes (30 días), por toda la temporada de calefacción (7 meses):

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

Nota: se puede determinar directamente la potencia mensual y estacional consumida por la caldera en kWh, y luego convertirla en consumo de gas.

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

Solo queda tomar la tarifa actual del gas y convertir el resultado en dinero. Y si en el proyecto se instala un sistema de doble circuito, que no solo calentará la casa, sino que también calentará agua para uso doméstico, agregue un 25 % a la potencia del equipo y, en consecuencia, al consumo de gas con calderas de gas de pie de calefacción.

Los termógrafos más simples cuestan al menos 300 dólares, y el precio de los profesionales comienza desde varios miles, pero estos dispositivos muestran todos los lugares por donde entra aire frío a la casa y sale el calor al exterior.

Caldera conectada a la tubería principal de gas

Analice el algoritmo de cálculos que permite determinar con precisión el consumo de gas para el aparato instalado en una casa o apartamento con conexión a las redes centralizadas de suministro de gas.

Cálculo del consumo de gas en fórmulas

Para un cálculo más preciso, la potencia de los aparatos de calefacción a gas se calcula mediante la fórmula:

Potencia de la caldera = Q_t * K,

donde
Q_t — pérdidas de calor previstas, kW;
K — factor de corrección (de 1,15 a 1,2).

Las pérdidas de calor previstas (en W) a su vez se calculan así:

Q_t = S * ∆t * k / R,

donde

S — superficie total de las superficies envolventes, m²;
∆t — diferencia de temperatura interior/exterior, °C;
k — coeficiente de disipación;
R — valor de la resistencia térmica del material, m²•°C/W.

Valor del coeficiente de disipación:

• construcción de madera, estructura metálica (3,0 – 4,0);
• mampostería de un ladrillo, ventanas viejas y techo (2,0 – 2,9);
• doble mampostería de ladrillo, techo estándar, puertas, ventanas (1,1 — 1,9);
• paredes, techo, suelo con aislamiento, doble acristalamiento (0,6 — 1,0).

Fórmula para calcular el caudal máximo horario de gas basado en la potencia obtenida:

Volumen de gas = Q_max / (Qp * ŋ),

donde
Q_max — potencia del equipo, kcal/hora;
Q_p — poder calorífico del gas natural (8000 kcal/m3);
ŋ — rendimiento de la caldera.

Para determinar el consumo de combustible gaseoso, simplemente debe multiplicar los datos, algunos de los cuales debe tomar de la ficha técnica de su caldera, y otros de manuales de construcción publicados en internet.

Uso de fórmulas en un ejemplo

Supongamos que tenemos un edificio con una superficie total de 100 m². La altura del edificio es de 5 m, el ancho de 10 m, el largo de 10 m, doce ventanas de tamaño 1,5 x 1,4 m. Temperatura interior/exterior: 20 °C/-15 °C.

Calculamos el área de las superficies envolventes:

1. Suelo 10 * 10 = 100 m²
2. Techo: 10 * 10 = 100 m²
3. Ventanas: 1,5 * 1,4 * 12 uds. = 25,2 m²
4. Paredes: (10 + 10 + 10 + 10) * 5 = 200 m²
   Menos ventanas: 200 – 25,2 = 174,8 m²

Valor de la resistencia térmica de los materiales (fórmula):

R = d / λ, donde
d – espesor del material, m
λ – coeficiente de conductividad térmica del material, W/[m•°C].

Calculamos R:

1. Para el suelo (solera de hormigón de 8 cm + lana mineral de 150 kg/m³ x 10 cm) R (suelo) = 0,08 / 1,75 + 0,1 / 0,037 = 0,14 + 2,7 = 2,84 (m²•°C/W)
2. Para el techo (paneles sándwich de lana mineral de 12 cm) R (techo) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (m²•°C/W)
3. Para las ventanas (doble acristalamiento) R (ventanas) = 0,49 (m²•°C/W)
4. Para las paredes (paneles sándwich de lana mineral de 12 cm) R (paredes) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (m²•°C/W)

Los valores de los coeficientes de conductividad térmica para diferentes materiales fueron tomados del manual.

Adquiera el hábito de leer regularmente el contador, anotar las lecturas y realizar un análisis comparativo teniendo en cuenta la intensidad de funcionamiento de la caldera, las condiciones climáticas, etc. Opere la caldera en diferentes modos y busque la opción de carga óptima.

Ahora calculemos las pérdidas de calor.

Q (suelo) = 100 m² * 20 °C * 1/ 2,84 (m²*K)/W = 704,2 W = 0,8 kW
Q (techo) = 100 m² * 35 °C *1 / 3,24 (m²*K)/W = 1080,25 W = 8,0 kW
Q (ventanas) = 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

Pérdidas de calor de las estructuras envolventes:

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

También se puede agregar la pérdida de calor por ventilación. Para calentar 1 m³ de aire de –15 °C a +20 °C se requieren 15,5 W de energía térmica. Una persona consume aproximadamente 9 litros de aire por minuto (0,54 metros cúbicos por hora).

Supongamos que en nuestra casa hay 6 personas. Necesitan 0,54 * 6 = 3,24 metros cúbicos de aire por hora. Calculamos la pérdida de calor por ventilación: 15,5 * 3,24 = 50,22 W.

Y las pérdidas de calor totales: 5472,75 W/h + 50,22 W = 5522,97 W = 5,53 kW.

Realizando el cálculo térmico, primero calculamos la potencia de la caldera y luego el consumo de gas por hora en la caldera de gas en metros cúbicos:

Potencia de la caldera = 5,53 * 1,2 = 6,64 kW (redondeado a 7 kW).

Para utilizar la fórmula para calcular el consumo de gas, convertiremos el indicador de potencia obtenido de kilovatios a kilocalorías: 7 kW = 6018,9 kcal. Y asumiremos que el rendimiento de la caldera es del 92 % (los fabricantes de calderas de gas modernas de pie declaran este indicador en un rango del 92 % al 98 %).

Caudal máximo horario de gas = 6018,9 / (8000 * 0,92) = 0,82 m³/h.

Caldera alimentada desde un depósito de gas o un cilindro

La fórmula Volumen de gas = Qmax / (Qr * ŋ) sirve para determinar la demanda de diferentes combustibles, incluido el gas licuado. Tomemos del ejemplo anterior el indicador de potencia de la caldera obtenido: 7 kW. Si para dicha caldera se requieren 0,82 m³/h de gas natural, ¿cuánto propano-butano se necesitaría entonces?

Aproximadamente una vez por semana, tendrá que ir a una estación de servicio con los cilindros de gas, lo que implica gastos de transporte y pérdida de tiempo personal. Una sorpresa desagradable también puede traer la bajada de temperatura por debajo de cero, si los cilindros de gas están en el exterior. En un cilindro congelado, el gas no se congela, pero tampoco se evapora, convirtiéndose en líquido. Y la caldera deja de funcionar.

Para el cálculo es necesario conocer cuál es su poder calorífico. El calor específico de combustión (que es la característica calorífica) de los hidrocarburos licuados en megajulios es de 46,8 MJ/kg o 25,3 MJ/l. En kilovatios-hora: 13,0 kWh/kg y 7,0 kWh/l respectivamente.

Consideremos que la eficiencia de la caldera de gas es del 92% y calculemos la demanda horaria de gas:

Volumen de gas = 7 / (13 * 0,92) = 0,59 kg/h

Un litro de gas licuado pesa 0,54 kg, por hora la caldera quemará 0,59 / 0,54 = 1,1 L de propano-butano. Ahora calculamos cuánto gas licuado consume la caldera de gas por día y por mes.

Si la caldera funciona 16 horas al día, entonces en un día consume 17,6 litros, en un mes (30 días) – 528 litros. En una bombona normal de 50 litros hay unos 42 litros de gas. Resulta que para nuestra casa de 100 m² se necesitarán 528 / 42 = 13 bombonas al mes.

El tanque de gas con reserva de volumen permite ahorrar en gas. El costo de la recarga aumenta en otoño; la primavera es un período de reducción de precios. Procure llenar el depósito al máximo en primavera.

Instalar un depósito de gas es mucho más cómodo que cambiar las bombonas vacías por unas llenas. El gasómetro solo necesita ser rellenado 2-3 veces durante toda la temporada de calefacción.

Cómo minimizar el consumo de gas

Para pagar menos por el gas que consume la caldera de suelo y no abrir los ojos con asombro al ver el próximo recibo, siga estas recomendaciones.

En primer lugar, preste atención a la caldera de condensación — la más económica en la actualidad. Su rendimiento alcanza el 98-100 % y más. El precio es alto, pero se justificará y pronto se amortizará. Lea las opiniones de los clientes para cada modelo.

Si no necesita calentamiento de agua, elija una caldera de un solo circuito. Un sistema de doble circuito incluye un consumo adicional de gas del 20–25% que usted no necesita.

En segundo lugar, aísle cuidadosamente no solo las paredes, sino también el techo, el suelo con los cimientos y el sótano. Instale ventanas de doble acristalamiento de bajo consumo. Use un termógrafo. Todos los puntos fríos deben ser encontrados y eliminados. En la entrada de la casa (pasillo, vestíbulo, recibidor), instale un suelo radiante.

En tercer lugar, use temporizadores y sensores. La temperatura de calefacción del aire que usted establezca se regulará automáticamente; por ejemplo, los radiadores se calentarán por la noche y se enfriarán ligeramente durante el día.

Si usted planea ausentarse de la casa por una semana, puede configurar el sistema de calefacción al mínimo durante su ausencia, con un retorno al modo normal de funcionamiento para el momento de su regreso. Una vez al año, se necesita una inspección técnica con limpieza de obstrucciones y sarro del intercambiador de calor, rastros de hollín del quemador y hollín de la chimenea.

No opere la caldera al máximo. Sus datos de placa incluyen un margen de potencia del 10-20% para casos de emergencia e inviernos récord de frío. No se apresure a cambiar el regulador de temperatura un paso más. Es un detalle pequeño, pero afectará el consumo mensual promedio de gas.

En cuarto lugar, instale un acumulador de inercia en el sistema de calefacción, que contendrá cierta reserva de fluido caloportador (agua caliente). Gracias a este "termo", que alimenta los radiadores durante un tiempo con la caldera apagada, se puede ahorrar hasta un 20% de combustible.

En quinto lugar, no ignore la ventilación adecuada. Una hoja de ventana ligeramente entreabierta de forma constante sacará más calor al exterior que una ventana abierta de par en par durante cinco minutos.

Conclusiones y video útil sobre el tema

En los videos a continuación se habla sobre el consumo de gas para calderas de pie.

Calefacción con gas licuado (propano). Consumo de combustible, experiencia personal:

Consumo de gas de la caldera de gas de pie HOT SPOT de 12 kW (reseña de usuario):

El gas es un recurso energético demandado; el problema de ahorrar tanto el recurso mismo como el dinero para su pago no pierde su vigencia.

Un consumo razonable de gas implica una caldera buena y eficiente, una instalación profesional del sistema de calefacción y la lucha contra las pérdidas de calor. Un alto rendimiento de la unidad es una garantía de ahorro a largo plazo en los gastos de gas.

Si usted duda de la precisión de sus propios cálculos, solicite ayuda a un especialista calificado que conozca los mínimos detalles de las fórmulas. Su opinión autorizada le evitará errores tanto en la etapa de diseño del sistema de calefacción como durante su funcionamiento.