Consumo de gas desde el gasómetro para calefacción: cómo calcular + consejos para minimizar

Es bien sabido que para la calefacción de casas y dachas con residencia permanente o prolongada, los gasómetros están encontrando un uso cada vez más amplio. Tampoco es discutible que una gran parte del presupuesto de calefacción del hogar corresponde al costo del combustible. En nuestro caso, se trata de gas licuado.

Por lo tanto, un propietario prudente debe saber cómo calcular correctamente el consumo de gas del gasómetro para calefacción, y ser capaz de predecir los intervalos entre los llenados. Esto es relevante también porque la entrega de gas, como servicio de transporte, tiene un precio bastante considerable.

Le ayudaremos de forma accesible a calcular de manera independiente el consumo de gas licuado para la calefacción de su vivienda en sistemas de suministro de gas con gasómetro. Estos conocimientos son relevantes al diseñar la construcción de una casa nueva y al planificar la reconstrucción de un sistema de calefacción existente. Los cálculos realizados correctamente permitirán controlar el consumo de gas y reducir sus costos.

Factores que influyen en el consumo de gas

El gasómetro tiene la forma de un depósito de gran volumen que se llena con gas licuado de petróleo (GLP). Es una mezcla de dos gases: propano y butano.

Los sistemas de calefacción autónomos con extracción de gas del gasómetro y caldera de gas en el sistema se han convertido en una alternativa moderna a la calefacción de casas con calderas de combustible sólido o diésel.

El almacenamiento de gas precisamente en estos depósitos, con su posterior uso para la calefacción del hogar, puede deberse a los siguientes factores:

• falta de posibilidad de conexión a la tubería principal de gas o alto costo de dicha conexión;
• problemas constantes e irresolubles por parte de los servicios de gas con la presión del gas en la tubería central.

Para el funcionamiento normal de la mayoría de las calderas de gas, la presión del gas en la tubería debe ser de al menos 35 mbar. Esta norma a menudo no se cumple en los gasoductos principales y es solo de 8 a 22 mbar.

Para determinar el volumen de gas licuado en el tanque, existen medidores de nivel mecánicos o sistemas de telemetría remota más modernos. Dicho equipo puede suministrarse junto con el tanque o adquirirse por separado. El consumo promedio diario de gas también se puede determinar por la diferencia de lecturas de un contador de gas, si está disponible.

Pero una respuesta más precisa a la pregunta de cuánto gas en el depósito de gas será suficiente para calentar la vivienda, cuál es su consumo y cómo minimizar los costos, ayudarán los cálculos matemáticos. Y esto a pesar de que objetivamente dicho cálculo tendrá un carácter promedio.

El combustible en el suministro independiente de gas desde el depósito de gas se consume no solo para la calefacción. Aunque en volúmenes significativamente menores, también se gasta en calentar agua, el funcionamiento de la cocina de gas y otras necesidades domésticas.

Debe tenerse en cuenta que el consumo de gas está influenciado por los siguientes factores:

• el clima de la región y la rosa de los vientos;
• la superficie de la casa, la cantidad y el grado de aislamiento térmico de ventanas y puertas;
• el material de las paredes, el techo, los cimientos y el grado de su aislamiento;
• la cantidad de residentes y el régimen de su permanencia (permanente o periódica);
• las características técnicas de la caldera, el uso de aparatos de gas adicionales y equipos auxiliares;
• la cantidad de radiadores de calefacción, la presencia de suelo radiante.

Estas y otras condiciones hacen que el cálculo del consumo de combustible del depósito de gas sea una magnitud relativa, que se basa en valores promedio aceptados.

Cálculo de la potencia de la caldera de gas

La mayor parte del consumo de combustible corresponde a la calefacción. Un parámetro importante de cualquier casa o apartamento que influye en el volumen de gas utilizado para la calefacción es el indicador de pérdidas térmicas. La tarea de la calefacción consiste precisamente en compensar correctamente esas pérdidas, creando condiciones para una vida confortable.

Para calcular la necesidad de gas licuado es necesario determinar la magnitud de las pérdidas térmicas de la casa o la potencia térmica necesaria para una calefacción completa. De este indicador depende la potencia nominal del sistema de calefacción: la caldera de gas.

Tomemos como estándar para los cálculos una casa ubicada en una zona de clima medio, en buen estado y aislada según la tecnología. El área de la casa es de 80 m².

Los valores promedio de pérdidas térmicas y la potencia de la caldera se pueden determinar según la superficie cuadrada.

La fórmula es la siguiente:

Q = S × Rr /10, donde

Q — pérdidas térmicas calculadas (kW);

S — superficie de los locales que se calefaccionan (m²);

Rr — potencia específica de la caldera de gas (kW/m²) — potencia por cada 10 m².

La potencia específica para calentar un área de 10 m² ya está aproximadamente establecida, teniendo en cuenta ajustes para regiones con clima diferente. Para nuestra casa de referencia, ubicada, por ejemplo, en Podmoskovie, Pp = 1,2 — 1,5 kW.

Teniendo en cuenta el área de la casa de 80 m², la potencia óptima del sistema de calefacción tendrá el siguiente valor:

Q = 80 × 1,2 / 10 = 9,6 kW.

A pesar de su simplicidad, esta fórmula refleja los resultados más precisos.

A menudo, por comodidad en la realización de cálculos, se toma la unidad como valor de potencia específica. En base a esto, la potencia del sistema de calefacción se toma a razón de 10 kW por 100 m² de área calefactada.

Dado que en el sistema de suministro de gas de su casa no solo se incluye la calefacción, sino también el calentamiento de agua y otros equipos, la potencia de la caldera se determina añadiendo un 20-25% de reserva a las pérdidas de calor calculadas.

La segunda opción, pero asumida con un mayor grado de error, es el cálculo del consumo de energía térmica por pérdidas de calor del edificio según la cubicación: el volumen de los locales calefactados. Dependiendo de la zona climática, para calentar un metro cúbico de local con una altura de techo de hasta 3 m se asignan 30-40 W.

Cálculo del consumo de gas del gasómetro

El cálculo del consumo para calefacción de la mezcla utilizada en el sistema de suministro de calor de la casa desde el depósito de gas tiene sus propias características y difiere del cálculo del consumo de gas natural de red.

El volumen previsto de consumo de gas se calcula mediante la fórmula:

V = Q / (q × η), donde

V — volumen calculado de GLP, medido en m³/h;

Q — pérdidas de calor calculadas;

q — el menor valor específico del poder calorífico del gas o su capacidad calorífica. Para el propano-butano este valor es de 46 MJ/kg o 12,8 kW/kg;

η — rendimiento del sistema de suministro de gas, expresado en valor absoluto por unidad (rendimiento/100). Dependiendo de las características de la caldera de gas, el rendimiento puede estar entre 86% para las más simples y 96% para los equipos de condensación de alta tecnología. En consecuencia, el valor de η puede ser de 0,86 a 0,96.

Supongamos que el sistema de calefacción se planea equipar con una caldera de condensación moderna con un rendimiento del 96%.

Sustituyendo en la fórmula original los valores que hemos adoptado para el cálculo, obtenemos el siguiente volumen promedio de gas consumido para calefacción:

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

Dado que la unidad de carga de GLP se considera el litro, es necesario expresar el volumen de propano-butano en esta unidad de medida. Para calcular la cantidad de litros en la masa de la mezcla de hidrocarburos licuados, se deben dividir los kilogramos por la densidad.

En la tabla se muestran los valores de densidad de prueba del gas licuado (en t/m³), a diferentes temperaturas medias diarias del aire y de acuerdo con la relación expresada en porcentaje de propano a butano.

La física de la transición del GLP de estado líquido a vapor (de trabajo) es la siguiente: el propano hierve a -40 °C y más, el butano a partir de -3 °C. En consecuencia, la mezcla 50/50 comenzará a pasar a la fase gaseosa a partir de -20 °C.

Para latitudes medias y un depósito de gas subterráneo, estas proporciones son suficientes. Pero, para protegerse de molestias innecesarias, lo óptimo en condiciones invernales será usar una mezcla con al menos un 70% de contenido de propano – «gas de invierno».

Tomando como densidad de cálculo del GLP igual a 0,572 t/m³  – mezcla propano/butano 70/30 a una temperatura de -20 °C), es fácil calcular el consumo de gas en litros: 0,78 / 0,572 = 1,36 l/h.

El consumo diario con tal extracción de gas en la casa será: 1,36 × 24 ≈ 32,6 l, durante un mes — 32,6 × 30 = 978 l. Dado que el valor obtenido está calculado para el período más frío, con un ajuste por condiciones climáticas se puede dividir a la mitad: 978/2 = 489 l, en promedio por mes.

La duración de la temporada de calefacción se calcula desde el momento en que la temperatura media diaria exterior no supere los +8 grados Celsius durante 5 días. Este período termina en primavera, con un calentamiento estable.

En la localidad que tomamos como ejemplo (región de Moscú), dicho período es en promedio de 214 días.

El consumo de gas para calefacción durante el año, según el cálculo, será: 32,6/2 × 214 ≈ 3488 l.

Elección del gasómetro óptimo según el consumo

El depósito de gas es un equipo costoso que se adquiere e instala para más de un año. De su correcta elección depende en gran medida no solo la eficiencia del sistema de calefacción doméstico. Del tipo y clase de almacenamiento de gas licuado pueden depender indirectamente los costos de calefacción.

Comparación de gasómetros superficiales y subterráneos

El depósito de gas superficial es una opción más económica de gasificación autónoma. Estos depósitos suelen ser de menor volumen y su instalación no requiere costosos trabajos de excavación.

Pero, al usar depósitos de gas superficiales para las necesidades de calefacción en invierno, hay que tener en cuenta que la evaporación de la mezcla de propano-butano durante este período se reducirá y pueden surgir problemas con la presión del gas.

Para un funcionamiento más eficiente y productivo del depósito de gas superficial, como mínimo, será necesario equiparlo con una unidad de evaporación y aislar las paredes del depósito.

Se puede reducir el umbral de temperatura de transición del GLP a la fase gaseosa del combustible, por supuesto, mediante un mayor contenido de propano en la mezcla. Pero esto conllevará costos adicionales, ya que dicho gas es más caro que el butano.

Los depósitos de gas subterráneos son los almacenamientos más populares para el GLP.

Un depósito enterrado de este tipo en condiciones de clima templado no necesita equipo adicional para su calentamiento ni aislamiento térmico.

La profundidad de inmersión del recipiente debe ser tal que la capa de tierra sobre él sea de al menos 0,6 m. Esto protegerá el depósito de la congelación y de daños mecánicos.

Gasómetro vertical u horizontal

Los tanques de gas enterrados pueden tener dos formas:

1. Verticales.
2. Horizontales.

Estos recipientes se diferencian entre sí no solo por su construcción, sino también funcionalmente: por el área de superficie de la mezcla licuada, denominada "espejo de evaporación".

Los tanques de gas horizontales tienen un "espejo" más grande. Debido a esto, la vaporización ocurre de manera más intensa, con una presión suficiente para el correcto funcionamiento del sistema de calefacción.

Los depósitos verticales se utilizan con más frecuencia en sistemas de gas autónomos de casas pequeñas o casas de campo, cuando no se requiere calefacción completa en invierno.

Para un funcionamiento eficaz y estable de los tanques de gas verticales en invierno, es necesario aislar el depósito o utilizar calentadores especiales, lo que incrementa los costos totales del suministro de gas de la casa.

Características del gasómetro móvil tipo remolque

Resolver el problema de calefacción y crear condiciones domésticas confortables en invierno en casas de campo con residencia temporal, obras en construcción, donde no es práctico o técnicamente posible instalar un depósito de gas, permite un depósito de gas móvil.

Es un depósito montado sobre un remolque, con una capacidad de 500-600 L. Se puede pronosticar cuánto tiempo durará un tanque de gas de 600 litros adoptando la norma promedio utilizada: 30-40 L de gas licuado por metro cuadrado de habitación.

Un cálculo aproximado muestra que una casa aislada de 100 m² puede calentarse de forma autónoma con un tanque de gas móvil durante un mes, manteniendo una temperatura confortable para vivir.

Se debe entender que el uso de un tanque de gas móvil, como depósito de tipo superficial, en invierno o en regiones del norte requerirá aislamiento y calefacción forzada del tanque. Por esta razón, el tanque de gas sobre remolque no es una opción de calefacción completamente aceptable.

Cómo elegir un gasómetro según el volumen

De los tanques de gas subterráneos estándar, los depósitos con volúmenes de 2700 L y 4850 L son los más adecuados para casas de campo y chalets.

Al elegir el tamaño del depósito de gas, se deben considerar los siguientes factores:

1. Al residir permanentemente en una casa con calefacción autónoma, es recomendable llenar el depósito dos veces al año. Esto se debe a la diferente concentración de butano y propano en las mezclas destinadas al uso en verano y en invierno.
2. El depósito debe llenarse con fase líquida al 85%. El volumen libre restante en el almacenamiento es un colchón de vapor para el hidrocarburo en fase de evaporación.

Por lo tanto, al calcular cuánto gas puede durar en un depósito de gas con capacidad de 2700 l o en un almacenamiento de gas de otros tamaños, es necesario tener en cuenta que el volumen total nominal del depósito y su volumen de llenado no son lo mismo.

La tabla muestra las capacidades de llenado de los depósitos de gas típicos del Euroestándar-2, en relación con la superficie óptima de áreas calefactadas y la potencia de las calderas.

Nuestro cálculo de los valores medios de extracción de gas licuado del depósito y las normas generalmente aceptadas permiten determinar la frecuencia de llenado de los depósitos de gas. Con un consumo medio anual de 30 l de gas por 1 m² de superficie calefactada, una carga de gas licuado de 2295 l en un depósito de 2700 l para una casa de 100 m² será suficiente durante 9 meses.

Con el mismo método, pero para una casa de 150 m², calculamos cuánto durará el GLP en el sistema de calefacción desde un depósito de 4850 l. Durante el año se consumen 4500 l, por lo que un volumen de llenado de 4122 l será suficiente para calentar la casa durante 10 meses.

De los cálculos se desprende que el repostaje deberá realizarse dos veces al año. Y esto está económicamente justificado gracias al uso de GLP «de verano» e «invierno».

Consejos para ahorrar gas

Se puede reducir el consumo de gas del depósito realizando las siguientes medidas de ahorro energético:

• aislamiento de paredes, cubierta, ático, forjado del sótano;
• sustitución de viejos bloques de ventanas por modernos dobles acristalamientos con perfil anticongelante;
• ajuste óptimo de los parámetros de la caldera;
• instalación de una caldera de gas de condensación energéticamente eficiente para la calefacción;
• uso de sistema de calefacción por colectores, que tiene un mayor rendimiento y la posibilidad de regular el suministro de refrigerante en cada aparato de calefacción;
• dotación de los radiadores de calefacción con termostatos.

Se consigue un buen efecto de ahorro de gas mediante la instalación de controladores que automatizan el proceso de gestión del suministro de calor.

El controlador, en función de los ajustes configurados, gestiona la calefacción autónoma de forma automática, lo que permite minimizar significativamente el consumo de GLP del depósito y reducir hasta un 25% los costes de calefacción.

Además, los controladores modernos son, por lo general, dispositivos inteligentes con los que se puede controlar la caldera de forma remota desde un teléfono móvil.

Una alternativa económica a estos dispositivos con control remoto son los termostatos programables o diarios, que también permiten ahorrar energía.

Una solución moderna para ahorrar gas de un depósito autónomo es el sistema «hogar inteligente».

Junto con un amplio conjunto de funciones útiles que facilitan la vida, la aplicación de la tecnología «casa inteligente» permite realizar un control climático automático.

La función de control climático en el hogar se puede instalar por separado o integrar en el conjunto general de «utilidades».

Estas tecnologías permiten ahorrar gas en calefacción durante el día en habitaciones individuales. Se puede configurar el sistema para que funcione en modo de calefacción mínima cuando no haya residentes y, de forma remota, antes de llegar a casa, activar la calefacción completa.

El principal problema de la implementación de un sistema de control climático de «casa inteligente» es el costo relativamente alto y la necesidad de diseñar antes de realizar los trabajos de instalación del sistema de calefacción.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Un método interesante para calcular el consumo de gas para calefacción y consejos para reducir los costos:

Consejo de un especialista para la selección económicamente viable del volumen del tanque de gas:

9 consejos para reducir el consumo de gas utilizado para la calefacción del hogar:

Es necesario entender que todos los cálculos que proponemos al utilizar gas del tanque son bastante condicionales. Ni siquiera un especialista podrá determinar y pronosticar con exactitud la cantidad de gas licuado que se consumirá en un período determinado.

Pero el método presentado, basado en la práctica de operar sistemas de gas autónomos, arroja valores promedio fiables de consumo de gas.

Estos cálculos y los útiles consejos proporcionados permitirán elegir correctamente el tanque de gas óptimo y planificar la frecuencia de sus recargas.

Si tiene experiencia en el uso de tanques de gas para calefacción, compártala con nuestros lectores. Cuente los detalles del uso de dicho equipo. Escriba sus comentarios, haga preguntas – el bloque de contacto se encuentra a continuación.