Bestimmung des Gasverbrauchs: Methoden zur Messung und Berechnung des verwendeten Brennstoffs

Früher oder später sind Sie mit der Frage der Sparsamkeit und Leistung von Haushaltsgeräten konfrontiert. Sei es in der Phase der ersten Renovierung oder beim Austausch veralteter Geräte. Es kann nützlich sein, den Gasverbrauch oder den Bedarf daran vor dem Kauf eines Herdes oder Kessels, der Auswahl eines Gaszählers oder dessen möglichem Austausch zu berechnen. Wenn Sie Fragen zu den Gasabrechnungen haben oder die Suche nach neuen Geräten für Sie in den nächsten Wochen ansteht, wird Ihnen die genaue Methodik zur Bestimmung des Gasverbrauchs und die Formeln zur Berechnung das Leben erleichtern.

Die Gaspreise steigen allmählich und die Geräte werden immer leistungsstärker, so dass es nicht schadet, sich eine eigene Strategie zur Optimierung der Ausgaben auszudenken. Unser Artikel hilft Ihnen dabei. Über den tatsächlichen Gasverbrauch in Ihrem Zuhause erfahren Sie nichts aus Gesprächen mit Nachbarn, Sie benötigen genaue Informationen.

Erdgasverbrauch im Haushalt

Alle Eigentümer von Wohnungen und Häusern sowie viele Unternehmen benötigen eine Berechnung der verbrauchten Gasvolumina. Die Daten zum Bedarf an Brennstoffressourcen werden in die Projekte von Einfamilienhäusern und deren Teilen aufgenommen. Um nach den tatsächlichen Zahlen zu bezahlen, verwendet man Gaszähler.

Die Verbrauchsmenge hängt von der Ausstattung, der Wärmedämmung des Gebäudes und der Jahreszeit ab. In Wohnungen ohne Zentralheizung und Warmwasserbereitung fällt die Last auf den Warmwasserboiler. Das Gerät verbraucht 3- bis 8-mal mehr Gas als ein Herd.

Gas-Warmwasserbereiter (Boiler, Kessel) gibt es als Wand- und Standgeräte: Sie werden gleichzeitig für Heizung und Warmwasserbereitung eingesetzt, weniger funktionale Modelle hauptsächlich nur zum Erwärmen

Der maximale Verbrauch eines Herdes hängt von der Anzahl der Kochstellen und der Leistung jeder einzelnen ab:

• reduziert — weniger als 0,6 kW;
• normal — etwa 1,7 kW;
• erhöht — mehr als 2,6 kW.

Nach einer anderen Klassifizierung entspricht die niedrige Leistung der Brenner 0,21—1,05 kW, die normale 1,05—2,09, die erhöhte 2,09—3,14 und die hohe mehr als 3,14 kW.

Ein normaler moderner Herd verbraucht im eingeschalteten Zustand mindestens 40 Liter Gas pro Stunde. In der Regel verbraucht ein Herd etwa 4 m³ pro Monat pro Bewohner, und einen ähnlichen Wert sieht der Verbraucher, wenn er einen Zähler verwendet. Komprimiertes Gas in Flaschen benötigt volumetrisch viel weniger. Für eine dreiköpfige Familie reicht eine 50-Liter-Flasche etwa 3 Monate.

In einer Wohnung mit einem 4-Flammen-Herd und ohne Warmwasserbereiter kann ein Zähler der Kennzeichnung G1,6 installiert werden. Ein Gerät mit der Nenngröße G2,5 wird verwendet, wenn auch ein Boiler vorhanden ist. Zur Messung des Gasverbrauchs werden auch größere Gaszähler installiert, und zwar G4, G6, G10 und G16. Ein Zähler mit dem Parameter G4 bewältigt die Berechnung des Gasverbrauchs von 2 Herden.

Warmwasserbereiter gibt es als 1- und 2-Kreis-Geräte. Für einen Heizkessel mit 2 Kreisen und einen leistungsstarken Gasherd ist es sinnvoll, 2 Zähler zu installieren. Ein Grund dafür ist, dass Haushaltsgaszähler mit dem großen Leistungsunterschied der Geräte schlecht zurechtkommen. Ein schwacher Herd auf niedrigster Stufe verbraucht um ein Vielfaches weniger Brennstoff als ein Warmwasserbereiter auf maximaler Stufe.

Ein klassischer Herd hat 1 große Kochstelle, 2 mittlere und 1 kleine; die Nutzung der größten ist wirtschaftlich am vorteilhaftesten.

Abonnenten ohne Zähler zahlen für die Menge basierend auf dem Verbrauch pro Bewohner multipliziert mit deren Anzahl sowie dem Verbrauch pro m² multipliziert mit der beheizten Fläche. Die Normen gelten das ganze Jahr über – in ihnen wurde ein Durchschnittswert für verschiedene Zeiträume hinterlegt.

Norm pro Person:

1. Gasverbrauch für die Zubereitung von Speisen und die Erwärmung von Wasser mit einem Herd bei Vorhandensein einer zentralen Warmwasserversorgung (WWV) und Zentralheizung – etwa 10 m³/Monat pro Person.
2. Verwendung ausschließlich eines Herdes ohne Boiler, zentrale Warmwasserversorgung und Heizung – etwa 11 m³/Monat pro Person.
3. Verwendung von Herd und Warmwasserbereiter ohne Zentralheizung und Warmwasserversorgung – etwa 23 m³/Monat pro Person.
4. Erwärmung von Wasser durch einen Warmwasserbereiter – etwa 13 m³/Monat pro Person.

In verschiedenen Regionen weichen die genauen Verbrauchsparameter voneinander ab. Eine individuelle Heizung mit einem Warmwasserbereiter kostet etwa 7 m³/m² für beheizte Wohnräume und etwa 26 m³/m² für technische Räume.

Auf der Mitteilung des Unternehmens zur Installation von Zählern kann man sehen, wie stark die Verbrauchswerte mit und ohne Gaszähler voneinander abweichen.

Die Abhängigkeit im Gasverbrauch wurde in SNiP 2.04.08-87 angegeben. Die Proportionen und Kennzahlen dort sind andere:

• Herd, zentrale Warmwasserversorgung – 660.000 kcal pro Person und Jahr;
• Herd vorhanden, keine Warmwasserversorgung – 1.100.000 kcal pro Person und Jahr;
• Herd vorhanden, Warmwasserbereiter und keine Warmwasserversorgung – 1.900.000 kcal pro Person und Jahr.

Auf den normativen Verbrauch wirken sich die Fläche, die Anzahl der Bewohner, der Ausstattungsgrad mit Haushaltsanschlüssen, das Vorhandensein von Vieh und dessen Bestand aus.

Die Parameter werden differenziert nach Baujahr (vor 1985 und danach), Durchführung von Energiesparmaßnahmen, einschließlich Dämmung von Fassaden und anderen Außenwänden.

Genaueres zu den Gasverbrauchsnormen pro Person kann man in diesem Materiale lesen.

Berechnung des Gases für Heizung, Warmwasserbereitung, Herd

Die erforderliche Brennstoffmenge für die Raumheizung wird anhand der Quadratmeter- oder Kubikmeterzahl des Raums ermittelt. Bei Räumen mit einer Höhe von 3 Metern oder weniger reicht es aus, die Fläche zu bestimmen. Auf 1 Quadratmeter solcher Räume werden durchschnittlich 100 W benötigt.

In den südlichen Regionen des Landes wird der spezifische Parameter pro m² auf 80 W gesenkt, unter Bedingungen des hohen Nordens auf 200 W pro m² erhöht. Der Warmwasserbereiter wird mit einer Reserve oberhalb der maximalen Last ausgewählt.

Bei der Volumenmethode werden pro Kubikmeter 30 bis 40 W veranschlagt, mit einer Reduzierung für südliche Regionen. Alle Methoden funktionieren im Winter gut, aber die Werte pro m² werden reduziert, sobald der Unterschied zwischen Außen- und Raumtemperatur von 40 Grad auf 10 Grad sinkt.

Der Heizbedarf eines Raums bestimmter Größe wird vor der Installation eines Boilers oder einer Warmwasser-Fußbodenheizung ermittelt, die ebenfalls mit einem Gaskessel betrieben werden kann.

Der maximale Gasverbrauch des Kessels wird nach der Formel V = Q/(q×Wirkungsgrad/100) berechnet, wobei:

• V — Brennstoffvolumen, m³;
• Q — Leistung der Heizungsanlage und Wärmeverluste, kW;
• q — unterer Heizwert des Brennstoffs, kW/m³ (im Durchschnitt 9,2);
• Wirkungsgrad — der Wirkungsgrad des Gaskessels, normalerweise 96%.

Mit derselben, jedoch modifizierten Formel lässt sich der maximale Verbrauch des Herdes berechnen, auch pro Zeiteinheit.

Bei der Messung des Verbrauchs von Flüssiggas (LPG) wird anstelle des unteren Heizwerts die spezifische Verbrennungswärme eingesetzt. Diese unterscheidet sich für verschiedene Gemische und beträgt für das Propan-Butan-Gemisch 46 MJ pro kg. Der Wirkungsgrad des Gaskessels sinkt bei Verwendung von LPG von 96 auf 88%.

Die Brennstoffmenge für die individuelle Warmwasserbereitung wird nach dem Bedarf pro Person ermittelt. Informationen finden Sie in der Dokumentation zum Wasserverbrauch, aber die Berechnung können Sie selbst durchführen. Für eine vierköpfige Familie reicht eine Erwärmung von 80 Litern pro Tag von +10 bis +75 °C.

Die benötigte Leistung wird mit der Formel Q = c×m×Δt bestimmt, wobei:

• Q — die erforderliche Leistung, in kW;
• c — Wärmekapazität von Wasser, 4 183 kJ/(kg×°C);
• m — Wasserdurchsatz, kg;
• Δt — Differenz zwischen Anfangs- und Endtemperatur, normalerweise 65 °C.

Brennstoff wird durch systemische und externe Methoden gespart. Kondensationsherde und indirekt beheizte Boiler mit Timer bieten Vorteile. Hilfreich ist die Automatisierung mit einer Änderung der Raumtemperatur von einer für Menschen angenehmen Temperatur auf +10…+15 °C während der Abwesenheit. Zu den externen Sparmöglichkeiten gehören die Wärmedämmung des Hauses und Fußbodenheizungen.

Pro Quadratmeter Außenwand können bis zu 80 % Gas eingespart werden, und insgesamt gehen durch die Wände etwa 15 % der Wärme verloren – viermal mehr als durch das Dach eines Einfamilienhauses.

Gas beim Einsatz des Herdes kann mit folgenden Methoden gespart werden:

• die Flamme nicht unter dem Boden der Gefäße hervortreten lassen;
• Wasserkocher und Töpfe mit Deckeln abdecken;
• zum Kochen nur maximale Hitze verwenden;
• Speisen in großen Portionen erhitzen.

Der Gasverbrauch wird auch vor Dachdeckerarbeiten in Brennern zum Aufschmelzen ermittelt. Eine 50-Liter-Flasche mit einem Propan-Luft-Gemisch reicht für 10,8 Stunden, da der Verbrauch etwa 2 kg/h beträgt. Pro m² Abdeckung werden im Frühjahr und Herbst 0,2 kg und im Winter 0,3–0,4 kg benötigt.

Wir empfehlen Ihnen auch, unsere weiteren Artikel zu lesen, in denen wir ausführlich erklärt haben, wie Sie den Gasverbrauch für die Heizung eines Hauses richtig berechnen:

1. Gasverbrauch eines Standkessels.
2. Berechnung des Gasverbrauchs für die Heizung eines Hauses.

Zähler zur Messung des verbrauchten Brennstoffs

Der Zähler misst die Gasmenge bei unterschiedlichen Temperatur- und Druckbedingungen und führt das Ergebnis mithilfe einer speziellen Technik auf den Wert zurück, der unter Standardbedingungen (SB) – +20 °C und 101 kPa – gilt.

Das Brennstoffvolumen für SB wird mit der Formel Vs = V × (p × Ts / ps × T × K) bestimmt, wobei

• V – Gasvolumen;
• p – Dichte;
• T – thermodynamische Temperatur;
• K – Kompressibilitätsfaktor des Brennstoffs.

Werte mit dem Buchstaben „s“ sind Indikatoren für Standardbedingungen, ohne diesen – für Betriebsbedingungen.

Im Haushalt werden Membran-, Rotations- und Ultraschallzähler verwendet, in großen Unternehmen Turbinen- und Wirbelzähler – dies sind die gefragtesten Arten von Gaszählern. In Fabriken der Gasindustrie wird das Volumen hauptsächlich durch variable Druckänderungen in Verengungen, oft zwischen zwei Flanschverbindungen in unmittelbarer Nähe, bestimmt. Die Zähler unterscheiden sich in ihren Arbeitsmerkmalen.

Das Bild zeigt einen klassischen Membranzähler (Membranzähler, Kammerzähler), in dessen Abteilen sich Membranen befinden, die sich durch die Gasbewegung verschieben und dessen Volumen bestimmen.

Membrandurchflussmesser liefern den geringsten Berechnungsfehler und verbrauchen wenig Strom. Die Geräte messen in einem weiten Bereich, jedoch mit einem niedrigen Grenzdruck von bis zu 0,5 bar. Im Haushalt bewährt sich der Zähler am besten, da die Eichfrist bei hoher Zuverlässigkeit des Geräts bis zu 10 Jahre beträgt. Die Konstruktion reagiert empfindlich auf mechanische Gasverschmutzung und ist insgesamt recht sperrig.

Rotations- oder Drehkolbenzähler sind unabhängig vom Stromnetz, eignen sich für kleine Industrieanlagen, sind jedoch weniger komfortabel. Bei geringer Aufstellfläche und hoher Genauigkeit unter Bedingungen starker Druckschwankungen sind sie laut und fallen häufiger aus. Sie haben Angst vor Druckstößen und Verschmutzung.

Ultraschallzähler sind klein und unterscheiden sich stark in der Baukomplexität. Akustische Gaszähler werden für ihre Zuverlässigkeit und einfache Installation geschätzt. Einige Geräte verfügen über einen nichtflüchtigen Speicher. Zähler der Nenngrößen G1,6 und G2,5 sind vergleichsweise teuer.

Turbinengeräte werden zur Messung von Haushalts- und aggressiven Gasen sowie Mehrkomponentengemischen eingesetzt. Die Zähler sind in Fernleitungen und Chemiewerken weit verbreitet. Turbinengeräte erfassen große Gasmengen bei Drücken bis zu 10 MPa und unterscheiden sich erheblich in Größe und Nennweite. Sie sind universelle Geräte zur Durchflussmessung von Erdgas in der Industrie.

Ein Turbinenzähler ist ein Rohrabschnitt: in der Abbildung 1 – Gehäuse, 2 – Gasstromgleichrichter, 3 – Messmechanismus mit Turbine, 4 – Magnetkupplung zur Übertragung der Drehung auf den Zählmechanismus, 5 – Zählwerk

Wirbelzähler messen das Volumen von Erdgas oder inerten Gasen. Im Messbereich haben sie einen Vorteil gegenüber anderen Modellen. Sie erfassen kleinste Bewegungen im Gasgemisch und bestimmen große Gasmengen pro Durchmesser. Die Effizienz des Wirbeldurchflussmessers hängt direkt proportional von der Brennstoffströmungsgeschwindigkeit ab.

Messmethoden, die in Gas-Durchflussmessern verwendet werden

Der Brennstoffdurchfluss wird mit direkten und indirekten Methoden berechnet.

Bei der direkten Methode füllt das Gas die Messkammern und verlässt sie. Das durchgeströmte Volumen korreliert mit den Füll- und Entleerungszyklen. Nach diesem Prinzip funktioniert die Zählung in Membran-, Dreh- und Trommelzählern.

Gaszähler mit indirekter Messmethode arbeiten mit Geschwindigkeitswerten und bekannten Querschnittsflächen. Die Zählmethode kann mechanisch oder anders, abhängig von den Eigenschaften des Zählers, sein. In der Mechanik werden Turbinen, Flügelräder und Ausgleichselemente verwendet.

Bei der indirekten Zählmethode gibt es auch andere Verfahren:

• Wirbelerkennung;
• Messung des Druckunterschieds an einer Drosselvorrichtung;
• Berechnung der Wärmeübertragung von einem erhitzten Körper;
• Messung des Staudrucks;
• Zählung auf Basis von Ultraschallbewegung.

Die Genauigkeit indirekter Methoden hängt von der Übereinstimmung der Geschwindigkeit in Richtung und Querschnitt ab. Hilfsmittel zur Strömungsvorbereitung helfen: Turbulatoren, Kondensatoren und Strahlgleichrichter. Diese Geräte sind separat erhältlich oder als Bestandteile der Zähler.

Funktionsprinzip eines Wirbelgaszählers: Der umströmte Körper hat ein Ausgleichselement, wodurch die Wirbel abwechselnd von rechts und links auftreten – der Sensor erfasst nichts, wenn die Gasgeschwindigkeit auf einen Wert fällt, bei dem keine Wirbel mehr entstehen.

Die Geräte können den Geschwindigkeitsunterschied über den Querschnitt gleichzeitig mit der Geschwindigkeit der Gasbewegung bestimmen und so den Fehler reduzieren. Letzterer entsteht oft durch Stagnation des Brennstoffs an den Wänden. Lesen Sie mehr über die direkten und indirekten Methoden zur Bestimmung des Gasdurchsatzes weiter.

Wie wird der Gasdruck bestimmt?

Der Druck wird direkt mit Hilfe von Manometern gemessen oder durch Addition der Werte des atmosphärischen (Pb) und des Überdrucks (Pi). Pb wird am Ort des Messumformers von Pi gemessen, wenn sich dieser in einem geschlossenen Raum befindet und dort ein Überdruck oder Unterdruck herrscht.

Mit Manometern wird der Druck und indirekt die Geschwindigkeit des Gasflusses gemessen, was dabei hilft, die Menge des verbrauchten Brennstoffs zu bestimmen und den Vorteil des Zählers zu berechnen.

Die Druckentnahmeöffnung für vertikale und horizontale Rohre wird radial angeordnet. Auf einem Querrohr wird sie in der oberen Hälfte des Querschnitts platziert.

Bei Durchflussmessern ohne die genannte Öffnung erfolgt die Entnahme vor dem Zähler, in einem Abstand von 1 bis 3 Rohrdurchmessern, mit dem Bezugspunkt am Eingangsflansch des Gaszählers.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Der berechnete Gasverbrauch des Kessels bei einer bestimmten Leistung:

Hoher Gasverbrauch bei Verwendung einer Autogas-Anlage:

Einfache Methoden, mit denen Sie den Brennstoffverbrauch in der Wohnung/im Haus senken können:

Die Zeit hat gezeigt, dass es in der eigenen Wohnung besser ist, einen oder mehrere Zähler zu haben. Nur bei großen Verbrauchsmengen und hohen Preisen für Gaszähler wird die Bezahlung nach Normvorgaben vorteilhaft. Im Haushalt werden für die Messung des Gasverbrauchs Durchflussmesser mit Rotoren und Membranen sowie intelligenter Zählung eingesetzt.

Für kommerzielle Zwecke verwendet man Turbinen-, Wirbel- und Schwebekörper-Durchflussmesser. Für die präzisesten Messungen unter Laborbedingungen installiert man Trommelmodelle. Es genügt nicht, einen Gaszähler zu besitzen; manchmal muss man selbst rechnen. Die berechnete Gasmenge für den aktuellen und geplanten Bedarf sollte anhand von Formeln oder gemeinsam mit einem hinzugezogenen Spezialisten ermittelt werden.

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