Cómo determinar el consumo de gas: métodos de medición y cálculo del combustible utilizado
De una u otra manera, usted se ha enfrentado a la cuestión del ahorro y la potencia de los electrodomésticos. Ya sea en la etapa de la primera reforma o al reemplazar equipos obsoletos. Calcular el consumo de gas o la necesidad del mismo puede ser útil antes de comprar una placa o una caldera, elegir un contador de gas o su posible sustitución. Si tiene preguntas sobre las facturas de gas, si la búsqueda de nuevos equipos es algo que hará en las próximas semanas, la metodología precisa para determinar el consumo de gas y las fórmulas de cálculo le facilitarán la vida.
Los precios del gas aumentan gradualmente y los electrodomésticos son cada vez más potentes, por lo que no le vendrá mal idear su propia estrategia para optimizar los gastos. Nuestro artículo le ayudará con eso. No podrá conocer el nivel real de consumo de gas en su vivienda a partir de conversaciones con vecinos, necesita información precisa.
Contenido del artículo:
Consumo de gas natural en el hogar
En el cálculo de los volúmenes de gas consumido, los propietarios de todos los apartamentos y casas, así como muchas empresas, necesitan hacerlo. Los datos sobre la necesidad de recursos combustibles se incluyen en los proyectos de casas individuales y sus partes. Para pagar según las cifras reales, se utilizan contadores de gas.
El nivel de consumo depende del equipo, del aislamiento térmico del edificio y de la época del año. En los pisos sin calefacción centralizada ni agua caliente sanitaria, la carga recae sobre el calentador de agua (boiler). El aparato consume de 3 a 8 veces más gas que la placa.
El consumo máximo de la placa depende del número de fuegos y de la potencia de cada uno:
- reducida — menos de 0,6 kW;
- normal — alrededor de 1,7 kW;
- elevada — más de 2,6 kW.
Según otra clasificación, la potencia baja de los quemadores corresponde a 0,21–1,05 kW, la normal a 1,05–2,09, la elevada a 2,09–3,14 y la alta a más de 3,14 kW.
Una placa moderna normal utiliza al menos 40 litros de gas por hora cuando está encendida. Por lo general, la placa consume alrededor de 4 m³ al mes por cada habitante, y aproximadamente esa misma cifra verá el consumidor si utiliza un contador. El gas comprimido en bombonas requiere mucho menos volumen. Para una familia de 3 personas, un recipiente de 50 litros durará aproximadamente 3 meses.
En un apartamento con una cocina de 4 quemadores y sin calentador de agua, se puede instalar un contador con la marca G1,6. Se utiliza un dispositivo con tamaño G2,5 si también hay un calentador. Para medir el consumo de gas, también se instalan contadores de gas más grandes, para G4, G6, G10 y G16. Un contador con parámetro G4 manejará el cálculo del consumo de gas de 2 cocinas.
Los calentadores de agua pueden ser de 1 o 2 circuitos. Para una caldera de 2 circuitos y una cocina de gas potente, tiene sentido instalar 2 contadores. Una de las razones es que los contadores de gas domésticos manejan mal la gran diferencia entre la potencia de los equipos. Una cocina débil a revoluciones mínimas usa muchas veces menos combustible que un calentador de agua al máximo.
Los abonados sin contadores pagan por el volumen, calculado a partir del consumo por 1 habitante multiplicado por la cantidad de habitantes, y el consumo por 1 m² multiplicado por el área calefaccionada. Los normativos están vigentes todo el año: en ellos se incluye un indicador promedio para diferentes períodos.
Norma por 1 persona:
- Consumo de gas para cocinar y calentar agua con una cocina en presencia de suministro centralizado de agua caliente (SCAC) y calefacción central: aproximadamente 10 m³/mes por persona.
- Uso solo de la cocina sin calentador, suministro centralizado de agua caliente ni calefacción: aproximadamente 11 m³/mes por persona.
- Uso de cocina y calentador de agua sin calefacción central ni suministro centralizado de agua caliente: aproximadamente 23 m³/mes por persona.
- Calentamiento de agua por calentador de agua: aproximadamente 13 m³/mes por persona.
En diferentes regiones, los parámetros exactos de consumo no coinciden. La calefacción individual con calentador de agua cuesta aproximadamente 7 m³/m² para espacios habitables calefaccionados y alrededor de 26 m³/m² para espacios técnicos.
La dependencia en el consumo de gas se indica en SNiP 2.04.08-87. Las proporciones e indicadores allí son diferentes:
- cocina, suministro centralizado de agua caliente: 660 mil kcal por persona al año;
- con cocina, sin suministro centralizado de agua caliente: 1100 mil kcal por persona al año;
- con cocina, calentador de agua y sin suministro centralizado de agua caliente: 1900 mil kcal por persona al año.
El consumo según los normativos se ve afectado por el área, la cantidad de residentes, el nivel de equipamiento con servicios públicos domésticos, la presencia de ganado y su número de cabezas.
Los parámetros se diferencian según el año de construcción (antes de 1985 y después), la aplicación de medidas de ahorro de energía, incluido el aislamiento de fachadas y otras paredes exteriores.
Más información sobre las normas de consumo de gas por persona se puede leer en este material.
Cálculo de gas para calefacción, ACS y placa
La cantidad necesaria de combustible para calentar los ambientes se determina por la superficie o el volumen del espacio. En el caso de habitaciones con una altura de 3 metros o menos, basta con determinar el área. En promedio, para 1 metro cuadrado de dichos ambientes se necesitarán 100 W.
En las regiones del sur del país, el parámetro específico por 1 m² se reduce a 80 W; en condiciones del extremo norte, se aumenta a 200 W por m². El calentador de agua se selecciona con un margen por encima de la carga máxima.
En el método de cálculo volumétrico, se asignan de 30 a 40 W por metro cúbico, con reducción de la cifra para las regiones del sur. Todos los métodos funcionan bien en invierno, pero los valores por 1 m² disminuyen a medida que la diferencia entre la temperatura exterior y la interior baja de 40 grados a 10.
El consumo máximo de gas de la caldera se calcula con la fórmula V = Q/(q×rendimiento/100), donde:
- V — volumen de combustible, m³;
- Q — potencia del sistema de calefacción y pérdidas de calor, kW;
- q — poder calorífico inferior del combustible, kW/m³ (en promedio 9,2);
- Rendimiento — coeficiente de eficiencia de la caldera de gas, normalmente 96%.
Con esta misma fórmula, pero modificada, se puede calcular el consumo máximo de la cocina, incluso por unidad de tiempo.
Al medir el consumo de gas licuado (GLP), se sustituye el poder calorífico inferior por el calor específico de combustión. Este difiere para distintas mezclas, y para la mezcla propano-butano es de 46 MJ por kg. El rendimiento de la caldera de gas al usar GLP disminuye de 96% a 88%.
La cantidad de combustible para el ACS individual se determina según las necesidades por persona. La información está en la documentación sobre el consumo de agua, pero el cálculo se puede realizar de forma independiente. Para una familia de 4 personas, basta con 1 calentamiento de 80 litros al día, de +10 a +75 °C.
La potencia necesaria se determina con la fórmula Q = c×m×Δt, en la que:
- Q — propiamente, la potencia necesaria, en kW;
- c — capacidad calorífica del agua, 4 183 kJ/kg×°C;
- m — caudal de agua, kg;
- Δt — diferencia entre la temperatura inicial y final, normalmente 65 °C.
Se ahorra combustible mediante métodos sistémicos y externos. Las placas de condensación y los calentadores de calentamiento indirecto con temporizador brindan beneficios. Ayuda la automatización con la variación de la temperatura ambiente, de la confortable para el ser humano a +10…+15 °C durante la ausencia. Las opciones externas de ahorro incluyen el aislamiento térmico de la casa y los suelos con calefacción.
Se puede ahorrar gas al usar la cocina con los siguientes métodos:
- «no dejar salir» la llama de debajo del fondo de los recipientes;
- cubrir teteras y cacerolas con tapas;
- para hervir, usar solo el fuego máximo;
- calentar la comida en grandes porciones.
El consumo de gas también se determina antes de los trabajos de techado, en los quemadores para fusión. Un cilindro de 50 litros con mezcla de propano-aire durará 10,8 horas, ya que el consumo será de aproximadamente 2 kg/hora. Para 1 m² de revestimiento se necesitarán 0,2 kg en primavera-otoño y 0,3-0,4 kg en invierno.
También le sugerimos leer nuestros otros artículos, donde hemos explicado detalladamente cómo calcular correctamente el consumo de gas para calefacción del hogar:
Contadores para medir el combustible consumido
El medidor mide la cantidad de gas en diferentes condiciones de temperatura y presión y, con la ayuda de equipos especiales, convierte el resultado obtenido al valor que tendría en condiciones estándar (CE) — +20 °C y 101 kPa.
El volumen de combustible para CE se determina con la fórmula Vc = V×(p×Tc/pc×T×K), donde
- V — volumen de gas;
- p — densidad;
- T — temperatura termodinámica;
- K — coeficiente de compresibilidad del combustible.
Las magnitudes con la letra «c» son los valores para condiciones estándar, sin ella, para condiciones de trabajo.
En el hogar se utilizan medidores de membrana, rotativos y ultrasónicos; en las grandes empresas, los turbinos y vorticiales: estos son los tipos de gasómetros más demandados. En las plantas de la industria del gas, el volumen se determina principalmente por cambios variables de presión en estrechamientos, a menudo entre dos conexiones de brida en proximidad inmediata. Los medidores difieren en sus características de funcionamiento.
Los caudalímetros de membrana ofrecen un error mínimo en los cálculos y consumen poca electricidad. Los dispositivos proporcionan lecturas en un amplio rango, pero con una presión límite baja, hasta 0,5 bar. En el hogar, el medidor se comporta de la mejor manera, ya que el intervalo entre verificaciones alcanza hasta 10 años con una alta fiabilidad del dispositivo. El diseño es bastante voluminoso.
Los modelos rotativos, o rotatorios, no dependen de la red eléctrica, son adecuados para pequeñas instalaciones industriales, pero son menos convenientes. Con un área pequeña para la instalación y alta precisión en condiciones de cambios bruscos de presión, son ruidosos y se averían con más frecuencia. «Temen» los golpes neumáticos y la contaminación.
Los medidores ultrasónicos tienen un tamaño pequeño y varían significativamente en complejidad de construcción. Los gasómetros acústicos se valoran por su fiabilidad y facilidad de instalación. Algunos dispositivos cuentan con memoria no volátil. Los medidores de los tamaños G1,6 y G2,5 son comparativamente caros.
Los dispositivos de turbina se utilizan para medir la cantidad de gases domésticos y agresivos, así como mezclas de múltiples componentes. Estos contadores se han popularizado en gasoductos principales y plantas químicas. Los dispositivos de turbina registran grandes volúmenes de gas a presiones de hasta 10 MPa, y varían significativamente en tamaño y diámetro nominal de trabajo. Son instrumentos universales para medir el flujo de gas natural en la industria.
Los vortex miden el volumen de gas natural o gases inertes. En cuanto al rango de medición, tienen ventaja sobre otros modelos. Detectan los movimientos más pequeños en la mezcla de gases y determinan grandes volúmenes de gas por diámetro. La eficacia del medidor de flujo vortex es directamente proporcional a la velocidad del flujo de combustible.
Métodos de medición utilizados en los caudalímetros de gas
El caudal de combustible se calcula mediante métodos directo e indirecto.
En el caso del método directo, el gas llena las cámaras de medición y sale de ellas. El volumen que pasa se correlaciona con los ciclos de llenado y vaciado. Según este principio funciona el conteo en los contadores de membrana, rotativos y de tambor.
Los medidores de gas con método de medición indirecto trabajan con valores de velocidad y un área de sección transversal conocida. El método de conteo puede ser mecánico u otro relacionado con las características del contador. En la mecánica se utilizan turbinas, álabes y elementos de equilibrado.
El método indirecto de conteo también tiene otras técnicas:
- detección de vórtices;
- medición de la diferencia de presión en un dispositivo de estrechamiento;
- cálculo de la transferencia de calor desde un cuerpo caliente;
- medición de la presión dinámica;
- conteo basado en el movimiento de ultrasonido.
La exactitud de las técnicas indirectas depende de la concordancia de la velocidad con la dirección y la sección transversal. Ayudan los dispositivos de preparación del flujo: turbulizadores, condensadores y enderezadores de chorro. Estos dispositivos se presentan por separado o como componentes de los contadores.
Los instrumentos pueden determinar la diferencia de velocidad a lo largo de la sección transversal simultáneamente con la velocidad del movimiento del gas y, de este modo, reducir el error. Este último suele surgir debido al estancamiento del combustible cerca de las paredes. Lea más sobre los métodos directos e indirectos para determinar el caudal de gas aquí.
¿Cómo se determina la presión del gas?
La presión se mide de forma directa mediante manómetros o sumando los valores de la presión atmosférica (Pb) y la presión manométrica (Pi). Pb se mide en el lugar donde se encuentra el transductor de Pi, si este último está en un espacio cerrado y hay sobrepresión o vacío.
El orificio de toma de presión para tuberías verticales y horizontales se coloca radialmente. En el conducto transversal se ubica en la mitad superior de la sección.
En los medidores de caudal sin dicho orificio, la toma se realiza antes del contador, a una distancia de 1 a 3 diámetros de la tubería, con punto de referencia desde la brida de entrada del contador de gas.
Conclusiones y video útil sobre el tema
Consumo estimado de gas de la caldera a una potencia determinada:
Alto consumo de gas al utilizar equipo de gas licuado para automóvil:
Formas sencillas para reducir el consumo de combustible en el apartamento/casa:
El tiempo ha demostrado que en su apartamento es mejor tener uno o varios contadores. Solo con grandes volúmenes de consumo y alto precio de los contadores de gas resulta rentable pagar según las normas. En condiciones domésticas, para medir el consumo de gas se utilizan caudalímetros con rotores y membranas, y medición inteligente.
Con fines comerciales se utilizan modelos de turbina, vortex y levitación. Para las mediciones más precisas en laboratorios se instalan modelos de tambor. No basta con tener un contador de gas, a veces es necesario calcular uno mismo. La cantidad estimada de gas para las necesidades actuales y planificadas debe determinarse mediante fórmulas o junto con un especialista contratado.
Escriba comentarios sobre el tema del artículo. Cuéntenos si ha tenido que determinar el consumo de gas por su cuenta y, en caso afirmativo, con qué fin lo hizo. Haga preguntas en el formulario que se encuentra debajo del artículo.
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