Comment déterminer la consommation de gaz : méthodes de mesure et de calcul du combustible utilisé

D'une manière ou d'une autre, vous avez été confronté à la question de l'économie et de la puissance des appareils électroménagers. Que ce soit lors de la première rénovation ou lors du remplacement d'équipements obsolètes. Calculer la consommation de gaz ou le besoin en gaz peut être utile avant d'acheter une cuisinière ou une chaudière, de choisir un compteur de gaz ou de le remplacer. Si vous avez des questions sur les factures de gaz, si la recherche de nouveaux appareils est une affaire pour les semaines à venir, une méthode précise de détermination de la consommation de gaz et des formules de calcul vous faciliteront la vie.

Les prix du gaz augmentent progressivement et les appareils deviennent de plus en plus puissants, il ne vous fera donc pas de mal d'élaborer votre propre stratégie d'optimisation des coûts. Notre article vous y aidera. Vous ne pourrez pas connaître le niveau réel de consommation de gaz dans votre logement en discutant avec vos voisins, vous avez besoin d'informations précises.

Consommation de gaz naturel dans les foyers

Les propriétaires de tous les appartements et maisons, ainsi que de nombreuses entreprises, ont besoin de calculer les volumes de gaz consommés. Les données sur les besoins en ressources combustibles sont incluses dans les projets de maisons individuelles et de leurs parties. Pour payer selon les chiffres réels, utilisez les compteurs de gaz.

Le niveau de consommation dépend de l'équipement, de l'isolation thermique du bâtiment et de la saison. Dans les appartements sans chauffage central ni eau chaude sanitaire, la charge incombe au chauffe-eau à accumulation. Cet appareil consomme jusqu'à 3 à 8 fois plus de gaz qu'une cuisinière.

Les chauffe-eau à gaz (ballons d'eau chaude, chaudières) peuvent être muraux ou au sol : ils sont utilisés à la fois pour le chauffage et pour l'eau chaude, tandis que les modèles moins fonctionnels servent principalement uniquement au chauffage de l'eau.

La consommation maximale de la cuisinière dépend du nombre de brûleurs et de la puissance de chacun :

• réduite — moins de 0,6 kW ;
• normale — environ 1,7 kW ;
• élevée — plus de 2,6 kW.

Selon une autre classification, la puissance faible des brûleurs correspond à 0,21–1,05 kW, normale à 1,05–2,09, élevée à 2,09–3,14, et très élevée à plus de 3,14 kW.

Une cuisinière moderne ordinaire utilise au moins 40 litres de gaz par heure lorsqu'elle est allumée. En général, une cuisinière consomme environ 4 m³ par mois par habitant, et le consommateur verra à peu près le même chiffre s'il utilise un compteur. Le gaz comprimé en bouteilles nécessite beaucoup moins de volume. Pour une famille de 3 personnes, une capacité de 50 litres suffit pour environ 3 mois.

Dans un appartement avec une cuisinière à 4 brûleurs et sans chauffe-eau, on peut installer un compteur de marquage G1,6. L'appareil de type G2,5 est utilisé s'il y a aussi un chauffe-eau. Pour mesurer la consommation de gaz, on installe également des grands compteurs, en G4, G6, G10 et G16. Un compteur avec le paramètre G4 gérera le calcul de la consommation de gaz de 2 cuisinières.

Les chauffe-eaux sont à 1 ou 2 circuits. Pour une chaudière à 2 branches et une cuisinière à gaz puissante, il est judicieux d'installer 2 compteurs. L'une des raisons est que les compteurs de gaz domestiques gèrent mal la grande différence de puissance entre les équipements. Une cuisinière faible à vitesse minimale utilise plusieurs fois moins de carburant qu'un chauffe-eau à puissance maximale.

Une cuisinière classique a 1 grand brûleur, 2 moyens et 1 petit ; l'utilisation du plus grand est économiquement la plus avantageuse.

Les abonnés sans compteurs paient pour le volume, basé sur la consommation par habitant multipliée par leur nombre, et sur la consommation par m² multipliée par la surface chauffée. Les normes sont en vigueur toute l'année — elles intègrent un indicateur moyen pour différentes périodes.

Norme par personne :

1. Consommation de gaz pour la cuisine et le chauffage de l'eau avec une cuisinière en présence d'eau chaude sanitaire centralisée (ECS) et de chauffage central — environ 10 m³/mois par personne.
2. L'utilisation de la cuisinière seule, sans chauffe-eau, sans ECS centralisée ni chauffage — environ 11 m³/mois par personne.
3. Utilisation de la cuisinière et du chauffe-eau sans chauffage central ni ECS — environ 23 m³/mois par personne.
4. Chaauffage de l'eau par le chauffe-eau — environ 13 m³/mois par personne.

Dans différentes régions, les paramètres précis de consommation ne coïncident pas. Le chauffage individuel à l'aide d'un chauffe-eau coûte environ 7 m³/m² pour les pièces d'habitation chauffées et environ 26 m³/m² pour les pièces techniques.

Sur l'avis de l'entreprise d'installation de compteurs, on peut voir à quel point les indicateurs de consommation diffèrent avec et sans compteur de gaz.

La dépendance de la consommation de gaz a été indiquée dans SNiP 2.04.08-87. Les proportions et les indicateurs y sont différents :

• cuisinière, ECS centrale — 660 000 kcal par personne par an ;
• cuisinière présente, pas d'ECS — 1 100 000 kcal par personne par an ;
• cuisinière présente, chauffe-eau et pas d'ECS — 1 900 000 kcal par personne par an.

La consommation selon les normes est influencée par la surface, le nombre de résidents, le niveau d'équipement en communications domestiques, la présence de bétail et son nombre de têtes.

Les paramètres sont différenciés en fonction de l'année de construction (avant 1985 et après), de la mise en œuvre de mesures d'économie d'énergie, y compris l'isolation des façades et des autres murs extérieurs.

Vous pouvez en savoir plus sur les normes de consommation de gaz par personne dans ce matériau.

Calcul du gaz pour le chauffage, l'ECS, la cuisinière

La quantité de combustible nécessaire pour chauffer les pièces est déterminée par la surface ou le volume de la pièce. Pour les pièces d'une hauteur de 3 mètres ou moins, il suffit de déterminer la surface. En moyenne, pour 1 mètre carré de ces pièces, il faudra 100 W.

Dans les régions méridionales du pays, le paramètre spécifique pour 1 m² est réduit à 80 W, tandis que dans les conditions de l'extrême nord, il est augmenté à 200 W par m². Le chauffe-eau est choisi avec une marge supérieure à la charge maximale.

Avec la méthode volumétrique, on attribue de 30 à 40 W par mètre cube, avec une réduction pour les régions du sud. Toutes les méthodes fonctionnent bien en hiver, mais les indicateurs par 1 m² diminuent à mesure que la différence entre la température extérieure et intérieure passe de 40 degrés à 10.

Le besoin de chauffage d'une pièce d'une taille donnée est déterminé avant l'installation d'un chauffe-eau ou d'un système de plancher chauffant à eau, qui peut également fonctionner à partir d'une chaudière à gaz.

La consommation maximale de gaz de la chaudière est calculée par la formule V = Q/(q×Rendement/100), où :

• V — volume de combustible, m³ ;
• Q — puissance du système de chauffage et pertes de chaleur, kW ;
• q — pouvoir calorifique inférieur du combustible, kW/m³ (en moyenne 9,2) ;
• Rendement — coefficient d'efficacité de la chaudière à gaz, généralement 96 %.

Avec cette même formule, mais modifiée, on peut calculer la consommation maximale d'une cuisinière, y compris par unité de temps.

Lors de la mesure de la consommation de gaz liquéfié (GPL), on utilise la chaleur spécifique de combustion au lieu du pouvoir calorifique inférieur. Elle diffère selon les mélanges, et pour le mélange propane-butane, elle est de 46 MJ par kg. Le rendement de la chaudière à gaz lors de l'utilisation de GPL passe de 96 % à 88 %.

La quantité de combustible pour le chauffage de l'eau sanitaire individuel (ECS) est déterminée en fonction des besoins par personne. Les informations figurent dans la documentation sur la consommation d'eau, mais le calcul peut être effectué indépendamment. Pour une famille de 4 personnes, un chauffage de 80 litres par jour suffit, de +10 à +75 °C.

La puissance nécessaire est déterminée par la formule Q = c×m×Δt, dans laquelle :

• Q — la puissance nécessaire, en kW ;
• c — capacité thermique de l'eau, 4 183 kJ/kg×°C ;
• m — débit d'eau, kg ;
• Δt — différence entre les températures initiale et finale, généralement 65 °C.

On économise le combustible grâce à des méthodes systémiques et externes. Les chaudières à condensation et les chauffe-eau à accumulation indirecte avec minuterie apportent des avantages. L'automatisation avec changement de température ambiante de confortable pour l'omme à +10…+15 °C pendant l'absence aide. Les options externes d'économie incluent l'isoltion thermique de la maison et les planchers chauffants.

Sur chaque mètre carré de mur extérieur, on peut éconmiser jusqu'à 80 % de gaz, et au totl, environ 15 % de la chaleur s'échappe à travers les murs — soit 4 fois plus qu'à travers le toit d'une maisn individuell.

On peut éconmiser le gaz lors de l'utilisaton de la cuisinière par les méthods suivntes :

• « ne pas laisser la flamme dépasser du fond des récipients » ;
• couvrir les bouilloires et les casseroles avec des couvercles ;
• pour faire bouillir, n'utiliser que le feu maximum ;
• chauffer les aliments en grandes portions.

La consommation de gaz est également déterminée avant les travaux de toiture, dans les brûleurs de soudage. Une bouteille de 50 litres de mélange propane-air suffit pour 10,8 heures, car la consommation est d'environ 2 kg/h. Pour 1 m² de couverture, il faudra 0,2 kg au printemps et en automne, et 0,3 à 0,4 kg en hiver.

Nous vous proposons également de lire nos autres articles, où nous avons expliqué en détail comment calculer correctement la consommation de gaz pour le chauffage d'une maison :

1. Consommation de gaz par une chaudière au sol.
2. Calcul de la consommation de gaz pour le chauffage d'une maison.

Compteurs pour mesurer le combustible consommé

Le compteur mesure la quantité de gaz dans différentes conditions de température et de pression et, à l'aide d'un équipement spécial, ramène le résultat obtenu à une valeur qui sera dans des conditions standard (CS) — +20 °C et 101 kPa.

Le volume de carburant pour les CS est déterminé par la formule Vc = V×(p×Tc/pc×T×K), où

• V — volume de gaz;
• p — masse volumique;
• T — température thermodynamique;
• K — coefficient de compressibilité du carburant.

Les grandeurs avec la lettre «c» sont les valeurs pour les conditions standard, sans — pour les conditions de travail.

Dans les foyers, on utilise des compteurs à membrane, rotatifs et à ultrasons ; dans les grandes entreprises, des compteurs à turbine et à vortex — ce sont les types de gazomètres les plus demandés. Dans les usines de l'industrie gazière, le volume est déterminé principalement par les variations de pression dans les rétrécissements, souvent entre 2 raccords à brides à proximité immédiate. Les compteurs diffèrent par leurs caractéristiques de fonctionnement.

Sur l'image — un compteur à membrane classique (à diaphragme, à chambre), dans les compartiments duquel se trouvent des membranes qui se déplacent sous l'effet du mouvement du gaz et déterminent son volume

Les débitmètres à membrane offrent une erreur minimale dans les calculs et consomment peu d'électricité. Les appareils donnent des lectures dans une large plage, mais avec une pression maximale faible — jusqu'à 0,5 bar. Dans les foyers, le compteur se montre optimal, car l'intervalle entre les vérifications peut atteindre 10 ans avec une haute fiabilité de l'appareil. La conception réagit mal à la contamination mécanique du gaz et est globalement très encombrante.

Les modèles rotatifs, ou à rotor, ne dépendent pas du réseau électrique, conviennent aux petits sites industriels, mais ils sont moins pratiques. Avec une petite surface d'installation et une grande précision dans des conditions de brusques variations de pression, ils sont bruyants et tombent plus souvent en panne. Ils « craignent » les coups de bélier et la contamination.

Les compteurs à ultrasons ont une petite taille et diffèrent considérablement par la complexité de leur structure. Les gazomètres acoustiques sont appréciés pour leur fiabilité et leur facilité d'installation. Certains appareils disposent d'une mémoire non volatile. Les compteurs pour les tailles G1,6 et G2,5 sont relativement chers.

Les dispositifs à turbine sont utilisés pour mesurer la quantité de gaz domestiques et agressifs, ainsi que de compositions multicomposantes. Les compteurs se sont répandus sur les gazoducs principaux et dans les usines chimiques. Les dispositifs à turbine enregistrent de grandes quantités de gaz à une pression allant jusqu'à 10 MPa, et diffèrent considérablement en taille et en diamètre nominal de travail. Ce sont des instruments universels pour mesurer le débit de gaz naturel dans l'industrie.

Le débitmètre à turbine est un tronçon de tuyau : sur la figure 1 — le corps, 2 — le redresseur de flux de gaz, 3 — le mécanisme de mesure avec turbine, 4 — l'accouplement magnétique pour transmettre la rotation au mécanisme de comptage, 5 — le mécanisme de comptage.

Les débitmètres à vortex mesurent le volume de gaz naturel ou inertes. Ils ont un avantage sur les autres modèles en termes de plage de mesure. Ils détectent les moindres mouvements dans le mélange gazeux et déterminent de grandes quantités de gaz par diamètre. L'efficacité d'un débitmètre à vortex est directement proportionnelle à la vitesse du flux de combustible.

Méthodes de mesure utilisées dans les débitmètres de gaz

Le débit de combustible est calculé par des méthodes directes et indirectes.

Dans le cas de la méthode directe, le gaz remplit les chambres de mesure et en sort. Le volume passé est corrélé aux cycles de remplissage et de vidange. Le comptage dans les compteurs à membrane, rotatifs et à tambour fonctionne selon le principe décrit.

Les débitmètres de gaz à méthode de mesure indirecte travaillent avec des indicateurs de vitesse et une section transversale connue. La méthode de comptage peut être mécanique ou autre, liée aux caractéristiques du compteur. En mécanique, on utilise des turbines, des ailettes, des éléments d'équilibrage.

La méthode de comptage indirect comprend également d'autres techniques :

• détection des vortex ;
• mesure de la différence de pression sur un dispositif de rétrécissement ;
• calcul du transfert de chaleur d'un corps chauffé ;
• mesure de la pression dynamique ;
• comptage basé sur le mouvement des ultrasons.

L'exactitude des méthodes indirectes dépend de la conformité de la vitesse en direction et en section. Des moyens de préparation du flux aident : turbulateurs, condenseurs et redresseurs de jets. Les dispositifs sont fournis séparément ou comme éléments des compteurs.

Principe de fonctionnement d'un débitmètre à vortex : le corps profilé possède un élément d'équilibrage, ce qui fait que les vortex passent alternativement à droite et à gauche — le capteur ne détectera rien si la vitesse du gaz chute jusqu'à une valeur à laquelle les vortex ne se forment pas.

Les instruments peuvent déterminer la différence de vitesse sur la section simultanément avec la vitesse de déplacement du gaz et ainsi réduire l'erreur. Cette dernière survient souvent en raison de la stagnation du carburant près des parois. Pour en savoir plus sur les méthodes directes et indirectes de détermination du débit de gaz, consultez la suite.

Comment détermine-t-on la pression du gaz ?

La pression est mesurée directement à l'aide de manomètres ou en additionnant les valeurs de la pression atmosphérique (Pb) et de la pression relative (Pi). Pb est mesurée à l'emplacement du convertisseur Pi, si ce dernier se trouve dans un espace clos et qu'il y a une surpression ou une dépression.

Les manomètres mesurent la pression et indirectement la vitesse du gaz, ce qui aide à déterminer la quantité de carburant consommé, ainsi qu'à calculer l'avantage du compteur.

L'orifice de prise de pression pour les tuyaux verticaux et horizontaux est placé radialement. Sur la conduite transversale, il est situé dans la moitié supérieure de la section.

Dans les débitmètres sans cet orifice, le prélèvement est effectué en amont du compteur, à une distance de 1 à 3 diamètres de la conduite, en prenant comme point de référence la bride d'entrée du gazomètre.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Consommation de gaz calculée de la chaudière à une puissance donnée :

Forte consommation de gaz lors de l'utilisation d'équipement à bouteille de gaz pour automobile :

Moyens simples permettant de réduire la consommation de carburant dans un appartement/une maison :

Le temps a montré qu'il est préférable d'avoir un ou plusieurs compteurs dans son appartement. Ce n'est qu'en cas de volumes de consommation importants et de prix élevés des gazomètres que le paiement selon les normes devient avantageux. Dans les conditions domestiques, on utilise des débitmètres à rotors et à membranes, avec un comptage intelligent, pour mesurer la consommation de gaz.

À des fins commerciales, on utilise des modèles à turbine, à vortex et à sustentation. Pour les mesures les plus précises en laboratoire, on installe des modèles à tambour. Il ne suffit pas d'avoir un gazomètre, il faut parfois calculer soi-même. Il convient de déterminer la quantité de gaz estimée pour les besoins actuels et prévus à l'aide de formules ou avec un spécialiste invité.

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