Consommation de gaz d'une chaudière au sol : consommation normative quotidienne + exemple de calculs avec formules

Lors du choix d'un équipement de chaudière pour le système de chauffage, une pensée très inquiétante vous trotte dans la tête : à quel point l'appareil sera-t-il vorace ? La réponse apparaîtra sûrement lorsque le chauffage fonctionnera et que le compteur commencera à compter la consommation de gaz de la chaudière au sol, en tournant régulièrement. Mais il sera trop tard pour se lamenter si les montants à payer pour le gaz ne sont pas plaisants…

Les vendeurs-conseils compétents répondent bien sûr à la plupart des questions qui se posent, on peut toujours demander l'aide d'un ingénieur qualifié, mais il est bon d'avoir soi-même au moins des connaissances de base.

Découvrez dans cet article le plus possible sur les méthodes de calcul de la consommation d'énergie et les facteurs à prendre impérativement en compte dans les calculs. Vous trouverez ci-dessous non seulement des formules ennuyeuses, mais aussi des exemples. À la fin, des conseils sur ce que l'on peut faire pour réduire la consommation de gaz.

Qu'est-ce qui influence la consommation de gaz ?

La consommation de carburant est déterminée, tout d'abord, par la puissance : plus la chaudière est puissante, plus le gaz est consommé intensément. Par ailleurs, il est difficile d'influencer de l'extérieur cette dépendance.

Même si vous réduisez un appareil de 20 kilowatts au minimum, il consommera toujours plus de carburant que son homologue moins puissant de 10 kilowatts réglé au maximum.

Ce tableau montre la relation entre la surface chauffée et la puissance de la chaudière à gaz. Plus la chaudière est puissante, plus elle est chère. Mais plus la surface des pièces chauffées est grande, plus la chaudière s'amortit rapidement.

Deuxièmement, on tient compte du type de chaudière et de son principe de fonctionnement :

• chambre de combustion ouverte ou fermée ;
• à convection ou à condensation ;
• conduit de fumée ordinaire ou coaxial ;
• un circuit ou deux circuits ;
• présence de capteurs automatiques.

Dans une chambre fermée, le carburant est brûlé plus économiquement que dans une chambre ouverte. Le rendement d'un appareil à condensation, grâce à un échangeur de chaleur supplémentaire intégré pour la condensation des vapeurs présentes dans les produits de combustion, atteint 98-100 % contre 90-92 % pour le rendement d'un appareil à convection.

Avec un conduit coaxial, le rendement augmente également : l'air froid extérieur est préchauffé par le tuyau d'échappement chaud. En raison du second circuit, la consommation de gaz augmente bien sûr, mais la chaudière à gaz dessert alors non pas un, mais deux systèmes : le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire.

Les capteurs automatiques sont utiles : ils détectent la température extérieure et ajustent le fonctionnement de la chaudière pour un mode optimal.

Troisièmement, examinez l'état technique de l'équipement et la qualité du gaz lui-même. Le tartre et les dépôts sur les parois de l'échangeur thermique réduisent considérablement le transfert de chaleur, et il faut compenser ce déficit en augmentant la puissance.

Hélas, le gaz peut aussi contenir de l'eau et d'autres impuretés, mais au lieu de déposer une réclamation auprès du fournisseur, nous tournons le régulateur de puissance de plusieurs crans vers le maximum.

L'un des modèles modernes les plus économes est la chaudière à condensation au gaz au sol de marque Baxi Power d'une puissance de 160 kW. Une telle chaudière chauffe une surface de 1600 m², soit une grande maison de plusieurs étages. Selon les données techniques, elle consomme 16,35 m³ de gaz naturel par heure et a un rendement de 108%.

Et quatrièmement, la surface des pièces chauffées, les pertes de chaleur naturelles, la durée de la saison de chauffage, les particularités climatiques. Plus la surface est grande, plus les plafonds sont hauts, plus il y a d'étages, plus il faudra de combustible pour chauffer un tel espace.

Tenez compte des pertes de chaleur par les fenêtres, les portes, les murs, le toit. D'une année à l'autre, ce n'est pas la même chose : il y a des hivers doux et des gelées mordantes – on ne peut pas prédire la météo, mais les mètres cubes de gaz consommés pour le chauffage en dépendent directement.

Calcul préliminaire rapide

Estimer approximativement à l'œil nu la consommation de gaz de votre chaudière est assez simple.

Nous nous baserons soit sur le volume de la pièce chauffée, soit sur sa surface :

• dans le premier cas, on utilise la norme de 30-40 W/m³ ;
• dans le second cas, 100 W/m².

Les normes sont établies pour une hauteur sous plafond allant jusqu'à 3 mètres. Si vous habitez dans le sud, les chiffres peuvent être réduits de 20 à 25 %, et pour le nord, au contraire, multipliés par 1,5 ou 2. C'est-à-dire que dans le second cas, prenez par exemple 75-80 W/m² ou 200 W/m².

En multipliant la norme correspondante par le volume ou la surface, on obtient le nombre de watts de puissance de la chaudière nécessaires pour chauffer la pièce. Ensuite, on part du principe standard que les équipements à gaz modernes consomment 0,112 mètre cube de gaz pour produire 1 kW de puissance thermique.

On multiplie à nouveau – cette fois la norme de consommation de gaz (le nombre 0,112) par la puissance de la chaudière obtenue lors de la multiplication précédente (sans oublier de convertir les watts en kW). On obtient ainsi la consommation approximative de gaz par heure.

La chaudière fonctionne généralement 15 à 16 heures par jour. Nous calculons la consommation quotidienne de gaz. Ensuite, une fois que la consommation quotidienne est connue, il est facile de déterminer la consommation de gaz pour le mois et pour toute la saison de chauffage. Les calculs sont approximatifs, mais tout à fait suffisants pour comprendre le principe du calcul ainsi que la consommation de gaz attendue.

Une calculatrice ordinaire suffit amplement pour calculer la consommation de gaz. Si vous ne souhaitez pas vous plonger dans les formules de calcul, utilisez des programmes de calculateurs en ligne. Entrez les données initiales et obtenez immédiatement le résultat.

Exemple.

Supposons que la superficie de la pièce soit de 100 m².

Effectuons le calcul de la puissance de la chaudière : 100 W/m² * 100 m² = 10000 W (soit 10 kW).

Calculons la consommation de gaz par heure : 0,112 m³ * 10 kW = 1,12 m³/h.

Nous calculons la consommation de gaz par jour (16 heures de fonctionnement), par mois (30 jours), et pour toute la saison de chauffage (7 mois) :

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

Remarque : vous pouvez directement déterminer la consommation mensuelle et saisonnière de la chaudière en kWh, puis la convertir en consommation de gaz.

10 kW * 24/3*2 * 30 = 4800 kW/h — par mois
0,112 m³ * 4800 kW/h = 537,6 m³
4800 kW/h * 7 = 33600 kW/h — par saison
0,112 m³ * 33600 kW/h = 3763,2 m³

Il reste à prendre le tarif actuel du gaz et à convertir le résultat en argent. Et si le projet prévoit l'installation d'un système à double circuit, qui chauffera non seulement la maison mais aussi l'eau pour les besoins domestiques, ajoutez 25 % à la puissance de l'équipement et, par conséquent, à la consommation de gaz des chaudières à gaz au sol de chauffage.

Les caméras thermiques les plus simples coûtent au moins 300 dollars, tandis que le prix des modèles professionnels commence à plusieurs milliers, mais ces appareils montrent tous les endroits par lesquels l'air froid entre dans la maison et la chaleur s'échappe.

Chaudière raccordée au réseau de gaz naturel

Nous allons analyser l'algorithme de calcul qui permet de déterminer avec précision la consommation de gaz pour un appareil installé dans une maison ou un appartement raccordé au réseau centralisé de gaz.

Calcul de la consommation de gaz avec des formules

Pour un calcul plus précis, la puissance des appareils de chauffage au gaz est calculée selon la formule :

Puissance de la chaudière = Q_t * K,

où
Q_t — les pertes thermiques prévues, kW ;
K — le coefficient de correction (de 1,15 à 1,2).

Les pertes thermiques prévues (en W) se calculent quant à elles comme suit :

Q_t = S * ∆t * k / R,

où

S — superficie totale des surfaces enveloppantes, m²;
∆t — différence de température intérieure/extérieure, °C;
k — coefficient de dissipation;
R — valeur de la résistance thermique du matériau, m²•°C/W.

Valeur du coefficient de dispersion:

• construction en bois, structure métallique (3,0 — 4,0);
• maçonnerie en brique simple, fenêtres et toiture anciennes (2,0 — 2,9);
• double brique, toit standard, portes, fenêtres (1,1 — 1,9);
• murs, toit, sol isolé, double vitrage (0,6 — 1,0).

Formule pour calculer le débit horaire maximal de gaz en fonction de la puissance obtenue :

Volume de gaz = Q_max / (Qp * ŋ),

où
Q_max — puissance de l'équipement, kcal/h ;
Q_p — pouvoir calorifique du gaz naturel (8000 kcal/m3) ;
η — rendement de la chaudière.

Pour déterminer la consommation de combustible gazeux, il suffit de multiplier les données, dont une partie provient de la fiche technique de votre chaudière, et une autre des ouvrages de construction publiés sur Internet.

Utilisation des formules sur un exemple

Supposons que nous ayons un bâtiment d'une superficie totale de 100 m². La hauteur du bâtiment est de 5 m, la largeur de 10 m, la longueur de 10 m, douze fenêtres de dimensions 1,5 x 1,4 m. Température intérieure/extérieure : 20 °C / -15 °C.

Calcul de la surface des parois :

1. Sol : 10 * 10 = 100 m²
2. Toit : 10 * 10 = 100 m²
3. Fenêtres : 1,5 * 1,4 * 12 = 25,2 m²
4. Murs : (10 + 10 + 10 + 10) * 5 = 200 m²
   Moins les fenêtres : 200 – 25,2 = 174,8 m²

Valeur de la résistance thermique des matériaux (formule) :

R = d / λ, où
d – épaisseur du matériau, m
λ – coefficient de conductivité thermique du matériau, W/(m·°C).

Calculons R :

1. Pour le sol (chape en béton de 8 cm + laine minérale 150 kg/m³ x 10 cm) R (sol) = 0,08 / 1,75 + 0,1 / 0,037 = 0,14 + 2,7 = 2,84 (m²·°C/W)
2. Pour le toit (panneaux sandwich en laine minérale de 12 cm) R (toit) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (m²·°C/W)
3. Pour les fenêtres (double vitrage) R (fenêtres) = 0,49 (m²·°C/W)
4. Pour les murs (panneaux sandwich en laine minérale de 12 cm) R (murs) = 0,12 / 0,037 = 3,24 (m²·°C/W)

Les valeurs des coefficients de conductivité thermique pour différents matériaux ont été extraites du manuel.

Prenez l'habitude de relever régulièrement les relevés du compteur, de les noter et de faire une analyse comparative en tenant compte de l'intensité de fonctionnement de la chaudière, des conditions météorologiques, etc. Exploitez la chaudière à différents régimes et recherchez la charge optimale.

Calculons maintenant les pertes de chaleur.

Q (sol) = 100 m² * 20 °C * 1/ 2,84 (m²·K)/W = 704,2 W = 0,8 kW
Q (toit) = 100 m² * 35 °C *1 / 3,24 (m²·K)/W = 1080,25 W = 8,0 kW
Q (fenêtres) = 25,2 m² * 35 °C * 1/ 0,49 (m²·K)/W = 1800 W = 6,3 kW
Q (murs) = 174,8 m² * 35 °C * 1/ 3,24 (m²·K)/W = 1888,3 W = 5,5 kW

Pertes de chaleur des parois :

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

On peut également ajouter la perte de chaleur due à la ventilation. Pour chauffer 1 m³ d'air de -15 °C à +20 °C, il faut 15,5 W d'énergie thermique. Une personne consomme environ 9 litres d'air par minute (0,54 mètre cube par heure).

Supposons que six personnes se trouvent dans notre maison. Elles ont besoin de 0,54 * 6 = 3,24 m³ d'air par heure. Calculons la perte de chaleur due à la ventilation : 15,5 * 3,24 = 50,22 W.

Et les pertes de chaleur totales : 5472,75 W/h + 50,22 W = 5522,97 W = 5,53 kW.

Après avoir effectué le calcul thermique, on calcule d'abord la puissance de la chaudière, puis la consommation horaire de gaz en mètres cubes :

Puissance de la chaudière = 5,53 * 1,2 = 6,64 kW (arrondi à 7 kW).

Pour utiliser la formule de calcul de la consommation de gaz, convertissons la puissance obtenue de kilowatts en kilocalories : 7 kW = 6018,9 kcal. Et prenons le rendement de la chaudière = 92 % (les fabricants de chaudières modernes au gaz au sol déclarent ce rendement dans une fourchette de 92 à 98 %).

Débit horaire maximal de gaz = 6018,9 / (8000 * 0,92) = 0,82 m³/h.

Chaudière alimentée par un réservoir de gaz ou une bouteille

La formule Volume de gaz = Qmax / (Qr * ŋ) convient pour déterminer les besoins en différents combustibles, y compris le gaz liquéfié. Prenons l'exemple précédent de la puissance de la chaudière obtenue — 7 kW. Si une telle chaudière nécessite 0,82 m³/h de gaz naturel, combien de propane-butane faudra-t-il alors?

Environ une fois par semaine, vous devrez vous rendre à la station-service avec les bouteilles de gaz, ce qui entraîne des frais de transport et une perte de temps personnel. Une baisse de température en dessous de zéro peut également apporter une mauvaise surprise si les bouteilles de gaz sont placées à l'extérieur. Dans une bouteille gelée, le gaz ne gèle pas, mais ne s'évapore pas non plus, se transformant en liquide. Et la chaudière cesse de fonctionner.

Pour le calcul, il faut connaître son pouvoir calorifique. Le pouvoir calorifique spécifique (c'est la caractéristique calorifique) des hydrocarbures liquéfiés en mégajoules est de 46,8 MJ/kg ou 25,3 MJ/l. En kilowattheures : 13,0 kWh/kg et 7,0 kWh/l respectivement.

Laissons le rendement de la chaudière de chauffage au gaz égal à 92% et calculons le besoin horaire en gaz:

Volume de gaz = 7 / (13 * 0,92) = 0,59 kg/h

Un litre de gaz liquéfié pèse 0,54 kg, et par heure la chaudière consommera 0,59 / 0,54 = 1,1 litre de propane-butane. Maintenant, calculez combien la chaudière à gaz consomme de gaz liquéfié par jour et par mois.

Si la chaudière fonctionne 16 heures par jour, alors par jour — 17,6 litres, par mois (30 jours) — 528 litres. Dans une bouteille standard de 50 litres, il y a environ 42 litres de gaz. Il en résulte que pour notre maison de 100 m², il faudra 528 / 42 = 13 bouteilles par mois.

Un réservoir de gaz avec une capacité supplémentaire permet d'économiser sur le gaz. Le coût du remplissage augmente à l'automne, le printemps est une période de baisse des prix. Essayez de remplir le réservoir au maximum au printemps.

Installer un réservoir de gaz est bien plus pratique que d'échanger des bouteilles vides contre des pleines. Il suffit de remplir le gazomètre 2 à 3 fois pendant toute la saison de chauffage.

Comment minimiser la consommation de gaz

Pour payer moins d'argent pour le gaz consommé par la chaudière au sol et ne pas écarquiller les yeux étonnés en voyant la prochaine facture, suivez ces recommandations.

Tout d'abord, portez votre attention sur la chaudière à condensation – la plus économique actuellement. Son rendement atteint 98-100 % et plus. Le prix est élevé, mais elle se justifie et sera bientôt amortie. Lisez les avis des clients pour chaque modèle.

Si vous n'avez pas besoin de chauffage de l'eau, prenez une chaudière à un seul circuit. Dans un système à deux circuits, la demande de gaz intègre 20 à 25 % supplémentaires dont vous n'avez pas besoin.

Deuxièmement, isolez consciencieusement non seulement les murs, mais aussi le toit, le sol avec les fondations et le sous-sol. Installez des fenêtres à double vitrage économe en énergie. Utilisez une caméra thermique. Tous les points froids doivent être trouvés et éliminés. À l'entrée de la maison (couloir, hall, vestibule), installez un plancher chauffant.

Troisièmement, utilisez des minuteries et des capteurs. La température de chauffage de l'air que vous avez définie dans la pièce sera réglée automatiquement — par exemple, les radiateurs chaufferont la nuit et refroidiront légèrement le jour.

Si vous envisagez de quitter la maison pendant une semaine, vous pouvez régler le système de chauffage au minimum pendant votre absence, avec un retour au fonctionnement normal à votre arrivée. Une fois par an, un contrôle technique est nécessaire avec nettoyage des obstructions et du tartre de l'échangeur de chaleur, des traces de suie du brûleur, de la suie de la cheminée.

N'utilisez pas la chaudière à plein régime. Ses données techniques intègrent une réserve de puissance de 10 à 20 % pour les situations d'urgence, les hivers extrêmement froids. Ne vous précipitez pas pour tourner le régulateur de température d'un cran supplémentaire. Un détail, mais qui se répercute sur la consommation mensuelle moyenne de gaz.

Quatrièmement, installez dans le système de chauffage un accumulateur tampon qui contiendra une certaine réserve de fluide caloporteur (eau chaude). Grâce à ce « thermos » qui alimente les radiateurs pendant un certain temps lorsque la chaudière est éteinte, on peut économiser jusqu'à 20 % de combustible.

Cinquièmement, n'ignorez pas une aération correcte. Une fenêtre constamment entrouverte évacuera plus de chaleur à l'extérieur qu'une fenêtre grande ouverte pendant cinq minutes.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Dans les vidéos ci-dessous, il est question de la consommation de gaz pour les chaudières au sol.

Chauffage au gaz liquéfié (propane). Consommation de carburant, expérience personnelle :

Consommation de gaz d'une chaudière au sol HOT SPOT 12 kW (avis d'utilisateur) :

Le gaz est une ressource énergétique très demandée ; le problème des économies, à la fois de la ressource elle-même et des moyens de la payer, ne perd pas de son actualité.

Une consommation raisonnable de gaz, c'est à la fois une bonne chaudière économique, une installation professionnelle du système de chauffage, et la lutte contre les pertes de chaleur. Un rendement élevé de l'appareil est une garantie d'économies à long terme sur les dépenses de gaz.

Si vous doutez de l'exactitude de vos propres calculs, demandez l'aide d'un spécialiste qualifié qui maîtrise les moindres nuances des formules. Son avis autorisé vous évitera des erreurs tant lors de la conception du système de chauffage que lors de son fonctionnement.