Cómo calcular el consumo de gas para calefacción del hogar según las normas

La determinación del monto de los costos en la calefacción centralizada o autónoma de una casa particular se realiza ya en la etapa de diseño de la construcción, o bien antes de elegir el tipo de portador de energía o el modelo óptimo de la caldera.

Qué factores se tienen en cuenta al realizar el cálculo del consumo de gas para calefacción del hogar, y cómo determinar el consumo promedio sin recurrir a los servicios de especialistas, basándose en un método simplificado, lo veremos en nuestro artículo.

Factores determinantes del consumo de la mezcla de gas

La calefacción del hogar con gas natural hoy se considera la más demandada y conveniente. Pero debido al encarecimiento del «combustible azul», los costos financieros de los propietarios han aumentado considerablemente. Por eso, la mayoría de los dueños prudentes hoy se preocupa por cuál es el consumo promedio de gas para calefacción del hogar.

El parámetro principal para calcular el consumo de combustible utilizado para la calefacción de una casa de campo son las pérdidas de calor del edificio.

Está bien si los propietarios se ocuparon de esto ya en el diseño. Pero en la mayoría de los casos, en la práctica resulta que solo una pequeña parte de los propietarios conoce las pérdidas térmicas de sus edificaciones.

El consumo de la mezcla de gas depende directamente del rendimiento y la potencia del generador de caldera.

También influyen no menos:

• las condiciones climáticas de la región;
• las características constructivas del edificio;
• la cantidad y el tipo de ventanas instaladas;
• la superficie y la altura de los techos en las habitaciones;
• la conductividad térmica de los materiales de construcción utilizados;
• la calidad del aislamiento de las paredes exteriores de la casa.

Tenga en cuenta que la potencia nominal recomendada del equipo instalado muestra sus capacidades máximas. Siempre será algo superior a los valores operativos del equipo que funciona en modo normal al calentar un edificio concreto.

La potencia del equipo instalado se calcula en estricta conformidad con los requisitos normativos vigentes, teniendo en cuenta todos los factores mencionados anteriormente.

Por ejemplo, si la potencia nominal de la caldera es de 15 kW, el sistema funcionará de manera efectiva con una potencia térmica de aproximadamente 12 kW. Los especialistas recomiendan un margen de potencia de alrededor del 20% para casos de emergencia e inviernos extremadamente fríos.

Por lo tanto, al calcular el consumo de combustible, se debe basar en los datos reales y no en los valores máximos calculados para una acción a corto plazo en modo de emergencia.

Se recomienda comprar un equipo de gas con un margen de potencia de aproximadamente el 20% para casos de emergencia e inviernos fríos. Por ejemplo, si la potencia térmica calculada es de 10 kW, se recomienda adquirir un equipo con una potencia nominal de 12 kW.

Calculadora de consumo promedio

No es tan difícil calcular el consumo nominal de gas del período de calefacción anterior. Solo necesita tomar las lecturas del medidor mensualmente. Después de la temporada, sumar las lecturas mensuales. Luego calcular el valor promedio aritmético.

Si se necesita conocer los valores nominales en la etapa de diseño de la casa, o al elegir un equipo de calefacción eficiente pero económico, será necesario utilizar fórmulas.

Al instalar un sistema de calefacción autónomo en una casa de campo o en un apartamento, se utilizan parámetros promedio para determinar las pérdidas de calor.

Para obtener cálculos aproximados, el consumo específico de calor se determina de dos maneras:

1. Basándose en el volumen total de las habitaciones calefaccionadas. Dependiendo de la región, se asignan de 30 a 40 W para calentar un metro cúbico.
2. Por la superficie total del edificio. Se toma como base que para calentar cada metro cuadrado de las habitaciones, cuyas paredes tienen una altura promedio de 3 metros, se gastan 100 W de calor. Al determinar el valor, también se considera la región de residencia: para latitudes del sur – 80 W/m², para latitudes del norte – 200 W/m².

El criterio principal que se debe considerar obligatoriamente en los cálculos es la potencia térmica necesaria para garantizar condiciones de calefacción de calidad y compensar las pérdidas de calor.

Como base de los cálculos técnicos se toma una proporción promedio, según la cual se gastan 1 kW de energía térmica por cada 10 metros cuadrados de superficie. Pero hay que tener en cuenta que este enfoque promedio, aunque conveniente, no es capaz de reflejar adecuadamente las condiciones reales de su edificio teniendo en cuenta la región climática donde se ubica.

Al aplicar el método de cálculo simplificado, se toma como base que para calentar 10 metros cuadrados de una casa privada se necesita 1 kW de potencia térmica generada por el generador.

Al calcular correctamente el consumo aproximado de combustible, podrá aclarar qué medidas debe tomar para reducir su consumo. Como resultado, reducirá la partida de pagos periódicos por el «combustible azul» consumido.

Gas de red para necesidades de calefacción

A las casas particulares llega desde la tubería centralizada la mezcla de gas de la marca G20. De acuerdo con la norma DIN EN 437, el valor mínimo del poder calorífico específico al quemar combustible de la marca G20 es de 34,02 MJ/m³.

En caso de que esté instalada una caldera de condensación de alta eficiencia, el valor mínimo del poder calorífico específico para el «combustible azul» de la categoría G20 es de 37,78 MJ/m³.

Se puede encargar el cálculo de las pérdidas de calor de una vivienda para llevar una «contabilidad» de los gastos estacionales y aclarar si es necesario realizar aislamiento, en una organización de proyectos.

Fórmula para calcular el consumo de combustible

Para determinar el consumo de gas, teniendo en cuenta el potencial energético contenido en él, se utiliza una fórmula simple:

V=Q / (Hi × Eficiencia)

Donde:

• V – el valor buscado que determina el consumo de gas para generar energía térmica, se mide en m³/h;
• Q – es el valor de la potencia térmica calculada, utilizada para calentar el edificio y garantizar condiciones confortables, se mide en W/h;
• Hi – es el valor mínimo del calor específico de combustión del combustible;
• Rendimiento – es el coeficiente de rendimiento de la caldera.

El rendimiento del generador de caldera muestra la eficiencia del uso de la energía térmica generada durante la combustión de la mezcla de gas, que se consume directamente para calentar el fluido caloportador. Es un valor nominal.

En los pasaportes de los grupos de calderas modernos, el coeficiente se indica mediante dos parámetros: según el poder calorífico superior e inferior. Ambos valores se escriben mediante una barra oblicua «Hs/Hi», por ejemplo: 95/87%. Para obtener un cálculo lo más fiable posible, se toma como base el indicado en el modo «Hi».

El valor inferior del calor específico de combustión del gas es un valor tabulado, cuyos parámetros corresponden a las normas adoptadas DIN EN 437

El valor indicado en la tabla «Hs» determina el indicador superior del poder calorífico del gas. Se indica en la tabla porque el vapor de agua liberado durante la combustión del gas también puede transformar energía térmica latente. Si se utiliza adecuadamente esta energía térmica, se puede aumentar la producción total del combustible utilizado.

En este principio se basa el funcionamiento de las calderas de nueva generación: los equipos de condensación. En ellos, mediante la conversión del vapor al estado líquido agregado, se genera aproximadamente un 10% adicional de calor.

Además del gas de la marca G20, para uso doméstico también se puede utilizar un análogo del segundo grupo, la marca G 25. El gas de la marca G 20 se extrae de yacimientos siberianos, mientras que el G25 se suministra desde Turkmenistán y la región del Volga. La diferencia entre ellos es que el G25 al quemarse libera un 15% menos de calor.

El gas de la marca G25 se caracteriza por un mayor contenido porcentual de nitrógeno, por lo que su potencial energético es un 15% menor que el de su análogo natural G20

Puede confirmar qué tipo de gas «fluye» en la tubería principal en la empresa de suministro de gas de su región.

Ejemplo de cálculo del consumo de gas de red

Proponemos considerar un ejemplo de cálculo del consumo de gas para calefacción de una casa de campo, cuyos datos iniciales tienen los siguientes parámetros:

• la superficie de las instalaciones alcanza los 100 m²;
• la potencia recomendada del equipo térmico es de 10 kW;
• el rendimiento de la caldera alcanza el 95%.

Para simplificar el cálculo, los julios se convierten en otra unidad de medida: los kilovatios. Así, bajo la condición de que 1 kW = 3,6 MJ, el poder calorífico del gas de la marca G 20 será de 34,02/3,6 = 9,45 kW.

También se debe considerar que la potencia recomendada del generador térmico, indicada como 10 kW, solo será necesaria para calentar los espacios en las condiciones más desfavorables. En realidad, durante todo el período de calefacción, la cantidad de días tan desfavorables se contará por unidades.

Con un sistema de calefacción bien diseñado e instalado, la caldera no funcionará las veinticuatro horas del día.

El resto de los días de la temporada fría, se necesita mucha menos potencia para calentar el edificio. Por lo tanto, para obtener cálculos correctos y determinar el consumo medio, y no el pico, del 'combustible azul', se toma la potencia de la caldera no como 10 kW, sino como la mitad, 5 kW.

Al sustituir los datos obtenidos en la fórmula, se realizan los cálculos: V = 5/(9,45 x 0,95). Resulta que para calentar una casa de 100 metros cuadrados, el consumo de gas es de 0,557 m³/h.

Una vez conocidas las tarifas por metro cúbico de 'combustible azul', no será difícil calcular los costes materiales para todo el período de calefacción.

Con los datos obtenidos mediante cálculos sencillos, es fácil calcular el consumo de gas para toda la temporada de calefacción, que en las regiones de latitudes medias dura unos 7 meses:

• Por día es 0,557 x 24 = 13,37 m³.
• Por mes 13,37 x 30 = 401,1 m³.
• Por temporada de calefacción de 7 meses: 401,1 x 7 = 2807,4 m³.

Conociendo el precio de un metro cúbico de 'combustible azul', no será difícil planificar tanto los gastos mensuales como la 'contabilidad' de todo el funcionamiento del sistema de calefacción.

Consumo de la mezcla de propano-butano licuado

No todos los propietarios de casas de campo tienen la posibilidad de conectarse a la red central de gasoductos. Entonces, resuelven la situación utilizando gas licuado. Lo almacenan en depósitos de gas instalados en fosas, y lo reponen mediante los servicios de empresas certificadas que suministran combustible.

El gas licuado utilizado para fines domésticos se almacena en recipientes y tanques herméticos: bombonas de propano-butano de 50 litros, o depósitos de gas.

En el caso de que se utilice gas licuado para calentar una casa de campo, la fórmula de cálculo es la misma. La única diferencia es que hay que tener en cuenta que el gas en bombonas es una mezcla de la marca G30. Además, el combustible se encuentra en estado agregado. Por lo tanto, su consumo se calcula en litros o kilogramos.

Fórmula para calcular el consumo de la mezcla combustible

Un cálculo sencillo ayudará a estimar los volúmenes de consumo de la mezcla licuada de propano-butano. Los datos iniciales de la construcción son los mismos: una casa de campo de 100 metros cuadrados, y la eficiencia de la caldera instalada es del 95%.

Al realizar el cálculo, se debe tener en cuenta que las botellas de propano-butano de cincuenta litros, por seguridad, se llenan hasta no más del 85%, lo que equivale aproximadamente a 42,5 litros

Al realizar el cálculo, se consideran dos características físicas significativas de la mezcla licuada:

• la densidad del gas en botella es de 0,524 kg/l;
• el calor liberado al quemar un kilogramo de esta mezcla es de 45,2 MJ/kg.

Para facilitar los cálculos, los valores del calor liberado, medidos en kilogramos, se convierten a otra unidad de medida: litros: 45,2 x 0,524 = 23,68 MJ/l.

Luego, los julios se convierten a kilovatios: 23,68/3,6 = 6,58 kW/l. Para obtener cálculos correctos, se toma como base el mismo 50% de la potencia recomendada del equipo, que es de 5 kW.

Los valores obtenidos se sustituyen en la fórmula: V = 5/(6,58 x 0,95). Resulta que el consumo de la mezcla de combustible de la marca G 30 es de 0,8 l/h.

Ejemplo de cálculo del consumo de gas licuado

Sabiendo que en una hora de funcionamiento del generador de caldera, en promedio se consumen 0,8 litros de combustible, no será difícil calcular que una botella estándar con una carga de 42 litros durará aproximadamente 52 horas. Esto es un poco más de dos días.

Para todo el período de calefacción, los indicadores de consumo de la mezcla combustible serán:

• Por día 0,8 x 24 = 19,2 litros;
• Por mes 19,2 x 30 = 576 litros;
• Por temporada de calefacción de 7 meses: 576 x 7 = 4032 litros.

Para la calefacción de una casa de campo de 100 metros cuadrados se necesitarán: 576/42,5 = 13 o 14 botellas. Para toda la temporada de calefacción de siete meses se necesitarán 4032/42,5 = de 95 a 100 botellas.

Para calcular con precisión la cantidad de botellas de propano-butano necesarias para calentar la casa de campo durante un mes, se debe dividir el volumen mensual consumido de 576 litros entre la capacidad de una de esas botellas

Un gran volumen de combustible, teniendo en cuenta los costos de transporte y la creación de condiciones para su almacenamiento, no será barato. Pero, en comparación con la calefacción eléctrica, esta solución seguirá siendo más económica y, por lo tanto, preferible.

Métodos para reducir el consumo

La causa principal de las pérdidas de calor significativas, que conllevan un uso ineficiente de la energía térmica generada por la caldera, es el aislamiento insuficiente de los elementos estructurales de la casa. A través de los «puentes térmicos» se desperdicia hasta un 40% del calor.

A través de ventanas con marcos de baja calidad se escapa hasta un 35% del calor generado por la caldera, a través de las paredes de la casa hasta un 25%, y a través del techo y las puertas de entrada hasta un 15%

Para no gastar dinero en vano cada vez calentando la calle, es mejor gastar una vez en un aislamiento de calidad de la edificación. Créame, los gastos se recuperarán por completo en 3-4 años.

El aislamiento térmico de la casa incluye:

1. Aislamiento de paredes. La opción más sencilla de implementar y asequible en costo es la instalación de paneles de poliestireno expandido. El espesor de los paneles se elige según las condiciones climáticas de la región de construcción, el espesor de las paredes de la edificación y el tipo de material utilizado en su construcción.
2. Aislamiento del techo o del forjado del ático. Para estos fines se utilizan virutas de madera, lana mineral o poliestireno expandido en placas. El material aislante térmico, fabricado en forma de placas, se instala en las paredes interiores del espacio del ático o se coloca entre las vigas del forjado.
3. Aislamiento de suelos. No solo las estructuras de hormigón, sino también las estructuras de madera necesitan un buen aislamiento térmico. Para formar una capa termoaislante se utilizan materiales sueltos y en placas como arcilla expandida y poliestireno expandido.
4. Reemplazo de ventanas. El escudo más fiable para evitar la entrada de frío en las habitaciones caldeadas serán las ventanas de PVC con acristalamiento de calidad. Se fabrican para cada ventana específica. Gracias a ello, sellan herméticamente el hueco de la ventana, protegiendo a los habitantes no solo de la «pérdida» de calor, sino también de la penetración del ruido exterior.

Un diseño adecuado del aislamiento térmico permite reducir las pérdidas de calor a valores mínimos.

Además del aislamiento de calidad, para aumentar la eficiencia de la transferencia de calor, los especialistas recomiendan aplicar otras medidas igualmente efectivas.

Entre las medidas adicionales que permiten aumentar la eficiencia de la transferencia de calor, los especialistas incluyen:

• Equipamiento de radiadores con dispositivos termostáticos. Los cabezales termostáticos mantendrán la temperatura confortable necesaria en las habitaciones.
• Además de los radiadores, instalar convectores con función de circulación dirigida. Estos crearán cortinas térmicas de aire caliente en la zona de los vanos.
• Conexión de equipos que permitan programar modos de calefacción óptimos. La instalación de termostatos cronométricos es efectiva si hay habitaciones en la casa que permanecen vacías varios días, las cuales no tiene sentido calentar intensamente.

Los costos de adquisición e instalación de la automatización se amortizarán con creces ya durante la primera temporada de calefacción.

Y por último, vale la pena revisar si el sistema no está demasiado cargado. No se descarta que genere un exceso de calor. Y es muy probable que, sin perjudicar el confort de los habitantes, se pueda reducir la temperatura en las habitaciones un par de grados.

A simple vista, parece una nimiedad. Pero, considerando la situación al menos a escala de un mes, y más aún de la temporada de calefacción, esta decisión puede tener un efecto positivo en el bolsillo.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Una de las opciones para calcular el consumo de gas de red:

Ejemplo de consumo en calefacción con gas licuado:

En el siguiente video se hablará sobre formas sencillas de reducir los costos de gas:

El valor promedio del cálculo será útil para calcular los gastos materiales exclusivamente en la calefacción del edificio. Si planea utilizar aparatos de gas o estufa durante la temporada de calefacción, los datos deben ajustarse.

Si después de estudiar el material le surgen preguntas sobre los cálculos del consumo de gas, puede formularlas en el bloque que se encuentra a continuación. Además, si se han detectado imprecisiones o desea complementar el material, deje sus comentarios, por favor.