Gasverbruik uit een gastank voor verwarming: hoe te berekenen + tips om te minimaliseren

Het is algemeen bekend dat gasopslagtanks steeds breder worden gebruikt voor het verwarmen van huizen en zomerhuisjes met permanente of langdurige bewoning. Het valt niet te betwisten dat het grootste deel van het budget voor het verwarmen van een huis wordt bepaald door de brandstofkosten. In ons geval is dat vloeibaar gas.

Daarom moet een verstandige huiseigenaar weten hoe hij het gasverbruik uit een gasopslagtank voor verwarming correct kan berekenen en de intervallen tussen het tanken kan voorspellen. Dit is ook relevant omdat de gaslevering als transportdienst een vrij aanzienlijke prijs heeft.

Wij helpen u op een toegankelijke manier om zelf het verbruik van vloeibaar gas voor het verwarmen van uw woning in gasvoorzieningssystemen met een gasopslagtank te berekenen. Deze kennis is relevant bij het ontwerpen van een nieuw huis en het plannen van een renovatie van een bestaand verwarmingssysteem. Correct uitgevoerde berekeningen stellen u in staat het gasverbruik te controleren en de kosten te verlagen.

Factoren die het gasverbruik beïnvloeden

Een gasopslagtank is een grote tank die wordt gevuld met vloeibaar koolwaterstofgas (LPG). Het is een mengsel van twee gassen: propaan en butaan.

Autonome verwarmingssystemen met gaswinning uit een gasopslagtank en een gasketel in het systeem zijn een modern alternatief geworden voor het verwarmen van huizen met vastebrandstof- of dieselketels.

Het opslaan van gas in dergelijke tanks, met het latere gebruik voor het verwarmen van een huis, kan worden gerechtvaardigd door de volgende factoren:

• geen mogelijkheid om aan te sluiten op de aardgasleiding of hoge kosten van een dergelijke aansluiting;
• aanhoudende en door gasbedrijven niet opgeloste problemen met de gasdruk in de centrale pijpleiding.

Voor het normaal functioneren van de meeste gasboilers moet de gasdruk in de pijpleiding ten minste 35 mbar bedragen. Deze norm wordt vaak niet gehaald in de hoofdgaspijpleidingen en bedraagt slechts 8 tot 22 mbar.

Om het volume vloeibaar gas in de tank te bepalen zijn er mechanische peilmeters of modernere telemetriesystemen op afstand. Dergelijke apparatuur kan bij de tank worden meegeleverd of apart worden aangeschaft. Het gemiddelde dagelijkse gasverbruik kan ook worden bepaald aan de hand van het verschil in de aflezingen van de gasmeter, indien aanwezig.

Maar een nauwkeuriger antwoord op de vraag hoe lang het gas in de gastank het huis kan verwarmen, wat het verbruik is en hoe de kosten kunnen worden geminimaliseerd, kunnen wiskundige berekeningen bieden. En dat ondanks het feit dat een dergelijke berekening objectief gezien een gemiddeld karakter zal hebben.

Brandstof in de onafhankelijke gasvoorziening van de gastank wordt niet alleen voor verwarming gebruikt. Hoewel in aanzienlijk kleinere hoeveelheden, wordt het ook verbruikt voor het verwarmen van water, het gebruik van het gasfornuis en andere huishoudelijke behoeften.

Er moet rekening mee worden gehouden dat de volgende factoren van invloed zijn op het gasverbruik:

• het klimaat van de regio en de windroos;
• de oppervlakte van het huis, het aantal en de mate van isolatie van ramen en deuren;
• het materiaal van muren, dak, fundering en de mate van isolatie;
• het aantal bewoners en hun verblijfsregime (permanent of periodiek);
• de technische kenmerken van de ketel, het gebruik van extra gasapparaten en hulpapparatuur;
• het aantal verwarmingsradiatoren, de aanwezigheid van vloerverwarming.

Deze en andere omstandigheden maken de berekening van het brandstofverbruik uit de gastank een relatieve grootheid, die is gebaseerd op gemiddeld aanvaarde waarden.

Berekening van het vermogen van de gasketel

Verwarming vormt het grootste deel van het brandstofverbruik. Een belangrijke parameter van elk huis of appartement die van invloed is op de hoeveelheid gas die voor verwarming wordt gebruikt, is de indicator van warmteverlies. De taak van verwarming is precies om deze verliezen correct te compenseren en zo comfortabele woonomstandigheden te creëren.

Om de behoefte aan vloeibaar gas te berekenen, moet de hoeveelheid warmteverlies van het huis of het thermische vermogen dat nodig is voor volledige verwarming worden bepaald. Van deze indicator hangt het nominale vermogen van het verwarmingssysteem - de gasketel - af.

Als referentie voor de berekeningen nemen we een huis in een gebied met een gemiddeld klimaat, in redelijke staat en geïsoleerd volgens de techniek. De oppervlakte van het huis is 80 m².

De gemiddelde warmteverlieswaarden en het ketelvermogen kunnen worden bepaald op basis van de oppervlakte.

De formule luidt:

Q = S × Rr /10, waarbij

Q — berekende warmteverliezen (kW);

S — oppervlakte van de te verwarmen ruimtes (m²);

Rr — specifiek vermogen van de gasketel (kW/m²) — vermogen per 10 m².

Het specifieke vermogen voor het verwarmen van een oppervlakte van 10 m² is al ongeveer vastgesteld, rekening houdend met correcties voor regio's met verschillende klimaten. Voor ons referentiehuis, gelegen in bijvoorbeeld Podmoskovje, Rr = 1,2 - 1,5 kW.

Rekening houdend met de oppervlakte van het huis van 80 m², zal het optimale vermogen van het verwarmingssysteem de volgende waarde hebben:

Q = 80 × 1,2 / 10 = 9,6 kW.

Ondanks de eenvoud weerspiegelt deze formule de meest nauwkeurige resultaten.

Vaak wordt voor het gemak van de berekeningen de eenheid aangenomen als de waarde van het specifieke vermogen. Op basis hiervan wordt het vermogen van het verwarmingssysteem genomen uit de berekening van 10 kW per 100 m² verwarmingsoppervlak.

Omdat in het gastoevoersysteem van uw huis niet alleen de verwarming, maar ook de waterverwarming en andere apparatuur zijn opgenomen, wordt het vermogen van de ketel bepaald door 20-25% reserve toe te voegen aan de berekende warmteverliezen.

De tweede optie, maar met een grotere foutmarge, is de berekening van de warmte-energiekosten voor warmteverliezen van het gebouw op basis van de kubieke inhoud — het volume van de verwarmde ruimtes. Afhankelijk van de klimaatzone wordt voor het verwarmen van één kubieke meter ruimte met plafondhoogtes tot 3 m 30 - 40 W toegewezen.

Berekening van het gasverbruik uit een gasopslagtank

De berekening van het verbruik voor verwarming van het mengsel uit de gasopslag dat in het verwarmingssysteem van het huis wordt gebruikt, heeft zijn eigen bijzonderheden en verschilt van de berekening van het verbruik van leidingaardgas.

Het voorspelde gasverbruik wordt berekend met de formule:

V = Q / (q × η), waarbij

V — het berekende volume LPG, gemeten in m³/h;

Q — de berekende warmteverliezen;

q — de kleinste specifieke waarde van de verbrandingswarmte van gas of de calorische waarde ervan. Voor propaan-butaan is deze waarde 46 MJ/kg of 12,8 kW/kg;

η — het rendement van het gastoevoersysteem, uitgedrukt in absolute waarde ten opzichte van eenheid (rendement/100). Afhankelijk van de eigenschappen van de gasketel kan het rendement variëren van 86% voor de eenvoudigste tot 96% voor hoogtechnologische condensatieapparaten. Dienovereenkomstig kan de waarde van η variëren van 0,86 tot 0,96.

Stel dat het verwarmingssysteem gepland is om te worden uitgerust met een moderne condensatieketel met een rendement van 96%.

Door de door ons voor de berekening aangenomen waarden in de oorspronkelijke formule in te vullen, krijgen we het volgende gemiddelde gasverbruik voor verwarming:

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

Aangezien de liter wordt beschouwd als de vulhoeveelheid voor LPG, moet het volume propaan-butaan in deze maateenheid worden uitgedrukt. Om het aantal liters in de massa van het vloeibare koolwaterstofmengsel te berekenen, moeten de kilogrammen worden gedeeld door de dichtheid.

In de tabel worden de waarden van de testdichtheid van vloeibaar gas (in t/m3) gegeven, bij verschillende gemiddelde dagelijkse luchttemperaturen en in overeenstemming met de in procenten uitgedrukte verhouding van propaan tot butaan.

De fysica van de overgang van LPG van vloeibare naar dampvormige (werk)toestand is als volgt: propaan kookt bij min 40 °C en hoger, butaan bij min 3 °C. Dienovereenkomstig begint een 50/50-mengsel bij een temperatuur van min 20 °C in de gasvormige fase over te gaan.

Voor gematigde breedtegraden en een in de grond ingegraven gastank zijn deze verhoudingen voldoende. Maar om uzelf te beschermen tegen onnodige problemen, is het in de winter optimaal om een mengsel te gebruiken met ten minste 70% propaan – 'wintergas'.

Uitgaande van een berekende dichtheid van LPG van 0,572 t/m³ – mengsel propaan/butaan 70/30 bij een temperatuur van -20 °C), is het niet moeilijk om het gasverbruik in liters te berekenen: 0,78 / 0,572 = 1,36 l/uur.

Het dagelijkse verbruik bij deze gasafname in huis bedraagt: 1,36 × 24 ≈ 32,6 l, gedurende een maand – 32,6 × 30 = 978 l. Aangezien de verkregen waarde is berekend voor de koudste periode, kan deze, rekening houdend met de weersomstandigheden, worden gehalveerd: 978/2 = 489 l, gemiddeld per maand.

De duur van het stookseizoen wordt berekend vanaf het moment dat de gemiddelde buitentemperatuur gedurende 5 dagen niet hoger is dan +8 graden Celsius. Deze periode eindigt in de lente, bij een stabiele opwarming.

In de regio die we als voorbeeld hebben genomen (de omgeving van Moskou) bedraagt deze periode gemiddeld 214 dagen.

Het gasverbruik voor verwarming gedurende het jaar bedraagt bij berekening: 32,6/2 × 214 ≈ 3488 l.

Keuze van een optimale gasopslagtank qua verbruik

Een gastank is een kostbare installatie die niet voor één jaar wordt aangeschaft en geïnstalleerd. De juiste keuze ervan hangt niet alleen af van de efficiëntie van het huishoudelijke verwarmingssysteem. Het type en de soort opslag voor vloeibaar gas kunnen indirect de stookkosten beïnvloeden.

Vergelijking van bovengrondse en ondergrondse gasopslagtanks

Een bovengrondse gastank is een goedkopere optie voor autonome gasvoorziening. Dergelijke reservoirs zijn meestal kleiner en vereisen geen dure grondwerkzaamheden bij installatie.

Maar bij het gebruik van bovengrondse gastanks voor verwarming in de winter moet er rekening mee worden gehouden dat de verdamping van het propaan-butaanmengsel in deze periode wordt verminderd en dat er problemen met de gasdruk kunnen optreden.

Voor een efficiëntere en productievere werking van de bovengrondse gastank is het ten minste nodig om deze uit te rusten met een verdampingsinstallatie en de wanden van het reservoir te isoleren.

De temperatuurdrempel voor de overgang van LPG naar de gasvormige brandstoffase kan natuurlijk worden verlaagd door een hoger propaangehalte in het mengsel. Maar dit brengt extra kosten met zich mee, omdat dergelijk gas duurder is dan butaan.

Ondergrondse gastanks zijn de meest populaire opslagplaatsen voor LPG.

Een dergelijk ondergronds reservoir heeft in een gematigd klimaat geen extra apparatuur nodig voor verwarming en isolatie.

De diepte van de tank moet zodanig zijn dat de grondlaag erboven minstens 0,6 m is. Dit beschermt de opslag tegen bevriezing en mechanische schade.

Verticale of horizontale gasopslagtank

Ondergrondse gasgol'ders zijn er in twee vormen:

1. Verticaal.
2. Horizontaal.

Deze tanks verschillen niet alleen in uitvoering, maar ook functioneel – door het oppervlak van het vloeibaar gemaakte mengsel, dat het 'verdampingsspiegel' wordt genoemd.

Horizontale gasgol'ders hebben een grotere 'spiegel'. Hierdoor vindt verdamping intensiever plaats, met voldoende druk voor een correcte werking van het verwarmingssysteem.

Verticale opslagtanks worden vaker gebruikt in autonome gassystemen van kleine huizen of zomerhuisjes, als er geen volledige verwarming in de winter nodig is.

Voor een efficiënte en stabiele werking van verticale gasgol'ders in de winter is isolatie van de tank of het gebruik van speciale verwarmers nodig, wat de totale kosten voor de gasvoorziening van het huis verhoogt.

Kenmerken van een mobiele gasopslagtank-aanhanger

Het probleem van verwarming en het creëren van comfortabele leefomstandigheden in de winter in vakantiehuizen met tijdelijk verblijf, bouwplaatsen, waar gasopslagapparatuur niet zinvol of technisch onmogelijk is, kan worden opgelost met een mobiele gastank.

Dit is een aanhanger met een tank met een inhoud van 500-600 liter. Hoe lang een dergelijke gasgol'der met een inhoud van 600 liter meegaat, kan worden voorspeld door de gemiddelde norm van 30-40 liter vloeibaar gas per vierkante meter ruimte aan te houden.

Een ruwe berekening laat zien dat een geïsoleerd huis van 100 m2 autonoom kan worden verwarmd met een verrijdbare gasgol'der gedurende een maand, met behoud van een comfortabele leefomgevingstemperatuur.

U moet begrijpen dat het gebruik van een mobiele gasgol'der als bovengrondse tank in de winter of in noordelijke gebieden isolatie en geforceerde verwarming van de tank vereist. Om deze reden is een aanhangergasgol'der geen geheel aanvaardbare verwarmingsoptie.

Hoe een gasopslagtank te kiezen op basis van volume

Van de standaard ondergrondse gasgol'ders zijn tanks met een inhoud van 2700 l en 4850 l optimaal geschikt voor buitenhuizen en villa's.

Bij het kiezen van de maat van de gasopslag moet u rekening houden met de volgende factoren:

1. Bij permanent verblijf in een huis met autonome verwarming is het raadzaam om de tank twee keer per jaar te vullen. Dit komt door de verschillende concentraties van butaan en propaan in mengsels die bestemd zijn voor gebruik in de zomer en in de winter.
2. De tank moet voor 85% worden gevuld met vloeibare fase. Het resterende vrije volume in de opslag is een stoombuffer voor de koolwaterstof in de verdampingsfase.

Daarom moet u bij het berekenen hoe lang het gas in een gastank met een inhoud van 2700 liter of in een gasopslag van andere afmetingen meegaat, er rekening mee houden dat het nominale totale volume van de gastank en het vulvolume niet hetzelfde zijn.

In de tabel worden de vulcapaciteiten van typische gastanks van Eurostandaard-2 weergegeven, in verhouding tot het optimale oppervlak van verwarmde ruimtes en het vermogen van de ketels.

Onze berekening van de gemiddelde waarden van de afname van vloeibaar gas uit de gastank en de algemeen aanvaarde normen maken het mogelijk om de frequentie van het vullen van gastanks te bepalen. Bij een gemiddeld jaarlijks verbruik van 30 liter gas per 1 m² verwarmd oppervlak, zal een vulling van vloeibaar gas met een volume van 2295 liter in een tank van 2700 liter voor een huis van 100 m² voldoende zijn voor 9 maanden.

Volgens dezelfde methode, maar voor een huis van 150 m², berekenen we hoe lang LPG in het verwarmingssysteem van een gastank van 4850 liter meegaat. In de loop van een jaar wordt 4500 liter verbruikt, dus een vulvolume van 4122 liter is voldoende voor 10 maanden verwarming van het huis.

Uit de berekeningen blijkt dat het tanken twee keer per jaar moet gebeuren. En dit is economisch gerechtvaardigd door het gebruik van 'zomer-' en 'winter-LPG'.

Tips om gas te besparen

Het gasverbruik uit de gastank kan worden verminderd door de volgende energiebesparende maatregelen uit te voeren:

• isolatie van muren, dak, zolder, vloer van de kelder;
• vervanging van oude raamelementen door moderne dubbelglas met een niet-bevriezend profiel;
• optimale afstelling van de ketelparameters;
• installatie van een energiezuinige gascondensatieketel voor verwarming;
• gebruik van een collectorverwarmingssysteem met een hoger rendement en de mogelijkheid om de toevoer van warmtedrager op elk verwarmingstoestel te regelen;
• uitrusting van verwarmingsradiatoren met thermostaten.

Een goed effect op gasbesparing wordt bereikt door het installeren van controllers die het proces van warmtetoevoerregeling automatiseren.

De controller regelt, afhankelijk van de ingestelde parameters, automatisch de autonome verwarming, waardoor het mogelijk is om het verbruik van LPG uit de gastank aanzienlijk te minimaliseren en de verwarmingskosten met maximaal 25% te verlagen.

Bovendien zijn moderne controllers in de regel slimme apparaten waarmee u de ketel op afstand kunt bedienen via een mobiele telefoon.

Een goedkope alternatief voor dergelijke apparaten met afstandsbediening zijn programmeerbare of dagelijkse thermostaten, die ook energiebesparend werken.

Een moderne oplossing om gas uit een autonome opslag te besparen is het slimme huissysteem.

Naast een groot aantal nuttige functies die het dagelijks leven vergemakkelijken, maakt de toepassing van de 'slimme huis'-technologie automatische klimaatregeling mogelijk.

De klimaatregelfunctie in huis kan apart worden geïnstalleerd of worden geïntegreerd in de algemene set van 'handigheden'.

Dergelijke technologieën bieden de mogelijkheid om gedurende de dag gas voor verwarming in afzonderlijke kamers zuinig te verbruiken. Het systeem kan worden ingesteld om in de 'opwarmmodus' te werken wanneer de bewoners afwezig zijn, en op afstand, vóór thuiskomst, de volledige verwarming inschakelen.

Het grootste probleem bij de implementatie van het klimaatcontrolesysteem van het 'slimme huis' is de relatief hoge prijs van de kwestie en de noodzaak van ontwerp voordat de werkzaamheden voor de installatie van het verwarmingssysteem worden uitgevoerd.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Interessante methode voor het berekenen van het gasverbruik voor verwarming en tips om de kosten ervan te verlagen:

Advies van een specialist over de economisch verantwoorde keuze van het volume van de gastank:

9 tips om het gasverbruik voor het verwarmen van uw huis te verminderen:

Het is belangrijk te begrijpen dat alle berekeningen die wij voorstellen bij het gebruik van gas uit een gastank, tamelijk voorwaardelijk zijn. Zelfs een specialist kan niet precies bepalen en voorspellen hoeveel vloeibaar gas er in een bepaalde periode zal worden verbruikt.

Maar de gepresenteerde methode, gebaseerd op de praktijk van het gebruik van autonome gassystemen, levert betrouwbare gemiddelde waarden van het gasverbruik op.

Deze berekeningen en de gegeven nuttige tips geven u de mogelijkheid om de optimale gastank correct te kiezen en de frequentie van het bijvullen te plannen.

Als u ervaring heeft met het gebruik van gastanks voor verwarming, deel deze dan met onze lezers. Vertel over de fijne kneepjes van het gebruik van dergelijke apparatuur. Schrijf uw opmerkingen, stel vragen – het contactvak bevindt zich hieronder.