Consommation de gaz du gazomètre pour le chauffage : comment la calculer + conseils pour la minimiser

Il est bien connu que pour le chauffage des maisons et des résidences secondaires avec occupation permanente ou prolongée, les gazomètres sont de plus en plus utilisés. Il est incontestable qu'une grande part du budget de chauffage de la maison est constituée par le coût du combustible. Dans notre cas, il s'agit de gaz liquéfié.

Par conséquent, un propriétaire avisé doit savoir calculer correctement la consommation de gaz du gazomètre pour le chauffage, et être capable de prévoir les intervalles entre les remplissages. Ceci est d'autant plus pertinent que la livraison de gaz, en tant que service de transport, a un coût assez élevé.

Nous vous aiderons, de manière accessible, à calculer vous-même la consommation de gaz liquéfié pour le chauffage de votre habitation dans les systèmes d'alimentation en gaz avec gazomètre. Ces connaissances sont pertinentes lors de la conception de la construction d'une nouvelle maison et de la planification de la reconstruction d'un système de chauffage existant. Des calculs correctement effectués vous permettront de contrôler la consommation de gaz et d'en réduire les coûts.

Facteurs influençant la consommation de gaz

Le gazomètre a la forme d'un réservoir volumétrique qui est rempli de gaz de pétrole liquéfié (GPL). C'est un mélange de deux gaz : le propane et le butane.

Les schémas de chauffage autonomes avec prélèvement de gaz du gazomètre et chaudière à gaz dans le système sont devenus une alternative moderne au chauffage des maisons par des chaudières à combustible solide ou diesel.

Le stockage du gaz dans de tels réservoirs, avec son utilisation ultérieure pour le chauffage de la maison, peut être justifié par les facteurs suivants :

• l'absence de possibilité de raccordement à la conduite de gaz principale ou le coût élevé d'un tel raccordement;
• les problèmes constants et non résolus par les services gaziers de pression de gaz dans le pipeline central.

Pour le fonctionnement normal de la plupart des chaudières à gaz, la pression du gaz dans la canalisation doit être d'au moins 35 mbar. Cette norme n'est souvent pas respectée dans les gazoducs principaux et n'est que de 8 à 22 mbar.

Pour déterminer le volume de gaz liquéfié dans le réservoir, il existe des jauges mécaniques ou des systèmes de télémétrie à distance plus modernes. Cet équipement peut être fourni avec le réservoir ou acheté séparément. La consommation moyenne quotidienne de gaz peut également être déterminée par la différence des relevés du compteur de gaz, s'il est présent.

Cependant, pour obtenir une réponse plus précise à la question de savoir combien de gaz dans le réservoir suffira pour chauffer votre logement, quelle est sa consommation et comment en minimiser les coûts, des calculs mathématiques vous aideront. Et ce, bien que, objectivement, un tel calcul soit de nature approximative.

Le carburant dans un système d'alimentation en gaz indépendant à partir d'un réservoir de gaz n'est pas seulement utilisé pour le chauffage. Bien qu'en volumes beaucoup plus faibles, il est également consommé pour le chauffage de l'eau, le fonctionnement de la cuisinière à gaz et d'autres besoins domestiques.

Il convient de prendre en compte que les facteurs suivants influencent la consommation de gaz :

• le climat de la région et la rose des vents ;
• la superficie de la maison, le nombre et le degré d'isolation thermique des fenêtres et des portes ;
• le matériau des murs, de la toiture, des fondations et leur degré d'isolation ;
• le nombre d'occupants et leur mode de résidence (permanent ou périodique) ;
• les caractéristiques techniques de la chaudière, l'utilisation d'appareils à gaz supplémentaires et d'équipements auxiliaires ;
• le nombre de radiateurs de chauffage, la présence d'un plancher chauffant.

Ces conditions, ainsi que d'autres, font du calcul de la consommation de carburant du réservoir une valeur relative, basée sur des indicateurs moyens.

Calcul de la puissance de la chaudière à gaz

La part principale de la consommation de carburant est le chauffage. Un paramètre important de toute maison ou appartement, influençant le volume de gaz utilisé pour le chauffage, est l'indice de perte de chaleur. La tâche du chauffage consiste justement à compenser correctement ces pertes, afin de créer des conditions de vie confortables.

Pour calculer les besoins en gaz liquéfié, il est nécessaire de déterminer la valeur des pertes de chaleur de la maison ou la puissance thermique nécessaire pour un chauffage optimal. La puissance nominale du système de chauffage — la chaudière à gaz — dépend de cet indicateur.

Prenons comme référence pour les calculs une maison située dans une région au climat tempéré, en bon état et isolée conformément aux normes. La surface de la maison est de 80 m².

Les valeurs moyennes des pertes de chaleur et la puissance de la chaudière peuvent être déterminées par la superficie au sol.

La formule est la suivante :

Q = S × Pp /10, où

Q — pertes de chaleur calculées (kW) ;

S — surface des pièces chauffées (m²) ;

Pp — puissance spécifique de la chaudière à gaz (kW/m²) — puissance pour chaque 10 m².

La puissance spécifique pour chauffer une surface de 10 m² est déjà approximativement établie, en tenant compte des ajustements pour les régions aux climats différents. Pour notre maison de référence, située par exemple à Podmoskovie, Pp = 1,2 — 1,5 kW.

Compte tenu de la superficie de la maison de 80 m², la puissance optimale du système de chauffage aura la valeur suivante :

Q = 80 × 1,2 / 10 = 9,6 kW.

Malgré sa simplicité, cette formule donne les résultats les plus précis.

Souvent, pour faciliter les calculs, on prend l'unité comme valeur de la puissance spécifique. En conséquence, la puissance du système de chauffage est estimée à 10 kW pour 100 m² de surface chauffée.

Étant donné que le système d'alimentation en gaz de votre maison comprend non seulement le chauffage, mais aussi le chauffage de l'eau et d'autres équipements, la puissance de la chaudière est déterminée en ajoutant une marge de 20 à 25 % aux pertes thermiques calculées.

La deuxième option, mais avec une plus grande marge d'erreur, est le calcul des dépenses d'énergie thermique pour les pertes de chaleur du bâtiment en fonction de la cubature — le volume des pièces chauffées. Selon la zone climatique, on alloue de 30 à 40 W pour le chauffage d'un mètre cube de pièce avec une hauteur sous plafond allant jusqu'à 3 m.

Calcul de la consommation de gaz du gazomètre

Le calcul de la consommation de chauffage du mélange provenant du réservoir de gaz utilisé dans le système de chauffage de la maison a ses particularités et diffère du calcul de la consommation de gaz naturel de réseau.

Le volume prévu de consommation de gaz est calculé selon la formule :

V = Q / (q × η), où

V — le volume calculé de GPL, mesuré en m³/h ;

Q — les pertes thermiques calculées ;

q — la valeur spécifique minimale de la chaleur de combustion du gaz ou son pouvoir calorifique. Pour le propane-butane, cette valeur est de 46 MJ/kg ou 12,8 kW/kg ;

η — le rendement du système d'alimentation en gaz, exprimé en valeur absolue par rapport à l'unité (rendement/100). Selon les caractéristiques de la chaudière à gaz, le rendement peut varier de 86 % pour les plus simples à 96 % pour les appareils à condensation de haute technologie. Par conséquent, la valeur de η peut être comprise entre 0,86 et 0,96.

Supposons que le système de chauffage soit équipé d'une chaudière à condensation moderne avec un rendement de 96 %.

En substituant dans la formule initiale les valeurs que nous avons adoptées pour le calcul, nous obtenons le volume moyen suivant de gaz consommé pour le chauffage :

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

Puisque l'unité de remplissage du GPL est considérée comme le litre, il est nécessaire d'exprimer le volume de propane-butane dans cette unité de mesure. Pour calculer le nombre de litres dans la masse d'un mélange d'hydrocarbures liquéfiés, il faut diviser les kilogrammes par la densité.

Le tableau présente les valeurs de la densité d'essai du gaz liquéfié (en t/m³), à différentes températures moyennes quotidiennes de l'air et en fonction du rapport propane/butane exprimé en pourcentage.

La physique du passage du GPL de l'état liquide à l'état vapeur (de travail) est la suivante : le propane bout à -40 °C et plus, le butane à partir de -3 °C. En conséquence, un mélange 50/50 commence à passer en phase gazeuse à partir de -20 °C.

Pour les latitudes moyennes et un réservoir de gaz enterré, ces proportions sont suffisantes. Mais, pour vous éviter des tracas inutiles, l'utilisation d'un mélange contenant au moins 70 % de propane – « gaz d'hiver » sera optimal dans les conditions hivernales.

En prenant comme densité de calcul du GPL égale à 0,572 t/m³ – mélange propane/butane 70/30 à une température de -20 °C), il est facile de calculer la consommation de gaz en litres : 0,78 / 0,572 = 1,36 l/h.

La consommation quotidienne avec un tel prélèvement de gaz dans la maison sera : 1,36 × 24 ≈ 32,6 l, sur un mois — 32,6 × 30 = 978 l. Étant donné que la valeur obtenue est calculée pour la période la plus froide, avec une correction pour les conditions météorologiques, vous pouvez la diviser par deux : 978/2 = 489 l, en moyenne par mois.

La durée de la saison de chauffage est calculée à partir du moment où la température moyenne extérieure sur une journée ne dépasse pas +8 degrés Celsius pendant 5 jours. Cette période se termine au printemps, lors d'un réchauffement stable.

Dans la localité que nous avons prise en exemple (la région de Moscou), cette période est en moyenne de 214 jours.

La consommation de gaz pour le chauffage sur l'année selon le calcul sera : 32,6/2 × 214 ≈ 3488 l.

Choix du gazomètre optimal en termes de consommation

Le réservoir de gaz est un équipement coûteux qui est acheté et installé pour plusieurs années. De son bon choix dépend en grande partie non seulement l'efficacité du système de chauffage domestique. Le type et la forme du stockage de gaz liquéfié peuvent indirectement influencer les coûts de chauffage.

Comparaison des gazomètres aériens et souterrains

Le réservoir de gaz aérien est une option moins chère pour la gazéification autonome. Ces réservoirs sont généralement de plus petit volume et leur installation ne nécessite pas de travaux de terrassement coûteux.

Mais, lors de l'utilisation de réservoirs de gaz aériens pour les besoins de chauffage en hiver, il faut tenir compte du fait que l'évaporation du mélange propane-butane sera réduite pendant cette période et que des problèmes de pression de gaz peuvent survenir.

Pour un fonctionnement plus efficace et plus performant du réservoir de gaz aérien, il faudra au moins l'équiper d'une unité d'évaporation et isoler les parois du réservoir.

Vous pouvez bien sûr abaisser le seuil de température de transition du GPL en phase gazeuse en augmentant la teneur en propane dans le mélange. Mais cela entraînera des coûts supplémentaires, car ce gaz est plus cher que le butane.

Les réservoirs de gaz souterrains sont les stockages les plus populaires pour le GPL.

Un tel réservoir enterré, dans un climat tempéré, ne nécessite pas d'équipement supplémentaire pour son chauffage et son isolation thermique.

La profondeur d'enfouissement de la cuve doit être telle que la couche de sol au-dessus soit d'au moins 0,6 m. Cela protégera le réservoir du gel et des dommages mécaniques.

Gazomètre vertical ou horizontal

Les réservoirs de gaz enterrés se déclinent en deux types selon leur forme :

1. Verticales.
2. Horizontales.

Ces cuves diffèrent non seulement par leur conception, mais aussi fonctionnellement — par la surface du mélange liquéfié, appelée « miroir d'évaporation ».

Les réservoirs de gaz horizontaux ont un « miroir » plus grand. Ainsi, la vaporisation est plus intense, avec une pression suffisante pour le bon fonctionnement du système de chauffage.

Les réservoirs verticaux sont plus souvent utilisés dans les systèmes de gaz autonomes des petites maisons ou des datchas, si leur chauffage complet n'est pas nécessaire en hiver.

Pour un fonctionnement efficace et stable des réservoirs de gaz verticaux en hiver, il est nécessaire d'isoler le réservoir ou d'utiliser des réchauffeurs spéciaux, ce qui augmente les coûts totaux d'approvisionnement en gaz de la maison.

Caractéristiques du gazomètre mobile remorque

Pour résoudre le problème du chauffage et de la création de conditions de vie confortables en hiver dans les datchas à occupation temporaire, les chantiers en construction, là où l'équipement d'un réservoir de gaz n'est pas approprié ou techniquement impossible, un gazomètre mobile permet de le faire.

Il s'agit d'un réservoir monté sur remorque, d'une capacité de 500 à 600 litres. La durée d'autonomie d'un tel réservoir de 600 litres peut être estimée en prenant comme norme moyenne 30 à 40 litres de gaz liquéfié par mètre carré de local.

Un calcul approximatif montre qu'une maison isolée de 100 m² peut être chauffée de manière autonome par un réservoir de gaz mobile pendant un mois, en maintenant une température confortable pour y vivre.

Il faut comprendre que l'utilisation d'un réservoir de gaz mobile, en tant que réservoir de surface, en hiver ou dans les régions nordiques, nécessitera une isolation et un chauffage forcé du réservoir. Pour cette raison, un réservoir de gaz sur remorque n'est pas une option de chauffage tout à fait acceptable.

Comment choisir un gazomètre en fonction du volume

Parmi les réservoirs de gaz souterrains standard, les réservoirs de 2700 litres et 4850 litres sont les mieux adaptés pour les maisons de campagne et les cottages.

Lors du choix de la taille d'un réservoir de gaz, il est nécessaire de prendre en compte les facteurs suivants :

1. Pour une résidence permanente dans une maison avec chauffage autonome, il est conseillé de remplir le réservoir deux fois par an. Cela est dû à la concentration différente de butane et de propane dans les mélanges destinés à l'été et à l'hiver.
2. Le réservoir doit être rempli de phase liquide à 85 %. Le volume libre restant dans le stockage est un coussin de vapeur pour l'hydrocarbure en phase d'évaporation.

Par conséquent, en calculant la durée de réserve de gaz dans un réservoir de 2 700 L ou dans un stockage d'autres dimensions, il faut tenir compte du fait que le volume total nominal du réservoir et son volume de remplissage ne sont pas identiques.

Le tableau présente les capacités de remplissage des réservoirs de gaz typiques de l'Eurostandard 2, en rapport avec la surface chauffée optimale et la puissance des chaudières.

Notre calcul des valeurs moyennes de prélèvement de gaz liquéfié à partir du réservoir et les normes généralement admises permettent de déterminer la fréquence de remplissage des réservoirs. Avec une consommation annuelle moyenne de 30 L de gaz par m² de surface chauffée, un remplissage de gaz liquéfié de 2 295 L dans un réservoir de 2 700 L pour une maison de 100 m² sera suffisant pendant 9 mois.

En suivant la même méthode, mais pour une maison de 150 m², nous calculons la durée de réserve de GPL dans un système de chauffage alimenté par un réservoir de 4 850 L. Au cours de l'année, 4 500 L sont consommés, donc un volume de remplissage de 4 122 L suffira pour chauffer la maison pendant 10 mois.

D'après les calculs, il est clair que le remplissage devra être effectué deux fois par an. Et cela est économiquement justifié grâce à l'utilisation de GPL « été » et « hiver ».

Conseils pour économiser le gaz

Il est possible de réduire la consommation de gaz du réservoir en mettant en œuvre les mesures d'économie d'énergie suivantes :

• l'isolation des murs, de la toiture, du grenier, du plancher du sous-sol ;
• le remplacement des anciennes fenêtres par des doubles vitrages modernes avec profilé antigel ;
• le réglage optimal des paramètres de la chaudière ;
• l'installation d'une chaudière à gaz à condensation écoénergétique pour le chauffage ;
• l'utilisation d'un système de chauffage par collecteurs, ayant un rendement plus élevé et la possibilité de réguler le débit de fluide caloporteur sur chaque appareil de chauffage ;
• l'équipement des radiateurs de chauffage de thermostats.

Un bon effet d'économie de gaz est obtenu grâce à l'installation de contrôleurs automatisant le processus de gestion de la distribution de chaleur.

Le contrôleur, en fonction des réglages définis, gère automatiquement le chauffage autonome, ce qui permet de minimiser considérablement la consommation de GPL du réservoir et de réduire jusqu'à 25 % les coûts de chauffage.

De plus, les contrôleurs modernes sont généralement des appareils intelligents à l'aide desquels il est possible de contrôler la chaudière à distance depuis un téléphone mobile.

Une alternative économique à ces dispositifs à commande à distance est le thermostat programmable ou le thermostat journalier, qui permet également de consommer l'énergie de manière économique.

Une solution moderne pour économiser le gaz d'un réservoir autonome est le système « maison intelligente ».

En plus d'un large éventail de fonctions utiles facilitant la vie quotidienne, l'application de la technologie « maison intelligente » permet d'effectuer un contrôle climatique automatique.

La fonction de gestion du climat dans la maison peut être installée séparément ou intégrée dans l'ensemble des « utilités ».

Ces technologies permettent d'économiser le gaz de chauffage au cours de la journée dans des pièces individuelles. Il est possible de configurer le système pour fonctionner en mode chauffage réduit en l'absence des occupants et, à distance, avant de rentrer chez vous, d'activer le chauffage complet.

Le principal problème de la mise en œuvre d'un système de contrôle climatique pour une « maison intelligente » est le coût relativement élevé et la nécessité de concevoir avant d'effectuer les travaux d'installation du système de chauffage.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Une méthode intéressante pour calculer la consommation de gaz pour le chauffage et des conseils pour réduire les coûts :

Conseil d'un expert pour choisir le volume du réservoir de gaz le plus économiquement viable :

9 conseils pour réduire la consommation de gaz utilisée pour le chauffage de la maison :

Il faut comprendre que tous les calculs que nous proposons d'utiliser lors de l'utilisation du gaz provenant d'un réservoir de gaz sont assez approximatifs. Même un expert ne peut pas déterminer et prévoir avec précision la quantité de gaz liquéfié qui sera consommée sur une période donnée.

Mais la méthode présentée, basée sur la pratique de l'exploitation des systèmes de gaz autonomes, donne des valeurs moyennes fiables de consommation de gaz.

Ces calculs et les conseils utiles fournis permettront de choisir correctement le réservoir de gaz optimal et de planifier la fréquence de ses remplissages.

Si vous avez de l'expérience dans l'utilisation de réservoirs de gaz pour le chauffage, n'hésitez pas à la partager avec nos lecteurs. Parlez-nous des subtilités de l'utilisation de cet équipement. Écrivez vos commentaires, posez vos questions – le bloc de contact se trouve ci-dessous.