Modeling gas consumption in a local boiler room producing heat for a residential building
DOI:
https://doi.org/10.17512/INSTAL.2026.09.04Keywords:
gas appliances, gas fuel, multi-family buildingsAbstract
The article presents an original mathematical model for forecasting gas consumption in multi-family buildings equipped with local gas boiler rooms. The developed model integrates the analysis of heat demand for central heating and domestic hot water preparation, taking into account actual outdoor temperature variability, daily water consumption profiles, boiler operating characteristics, and heating system parameters. The paper describes equations defining the supply temperature based on heating curves, cyclic operation of the burner and circulation pumps, and the process of mixing water in storage heaters. The model was validated based on operational data obtained from a residential building in Wrocław, achieving high consistency between the simulation results and hourly and monthly measurements. Simulations showed that the maximum hourly consumption of hot water was 420 dm3, which corresponded to the use of over 30% of the capacity of the heaters used. When the design outdoor air temperature was below zero, it was necessary to use almost the full available power of the boilers, and the share of power allocated to hot water preparation accounted for approximately 25% of the instantaneous heating power required for central heating purposes. The analyzed facility also justified the use of unit heat demand indicators: 57 W/m2 for central heating and 45 dm3/(person·day) for hot water. These results confirm the high usefulness of the model for forecasting gas consumption in residential buildings.
Downloads
References
[1] Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo Grupa Orlen. (2025). Taryfy PGNiG – Archiwum taryf. https://pgnig.pl/archiwum-taryf, (data dostępu 27.12.2025).
[2] Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo Grupa Orlen. (2025). Taryfa - cennik dla klientów indywidualnych oraz podmiotów objętych ochroną taryfową, https://pgnig.pl/taryfa, (data dostępu 27.12.2025).
[3] Business Insider. (2022). Wszystko, co musisz wiedzieć o wstrzymaniu dostaw gazu przez Rosję. https://businessinsider.com.pl/gospodarka/wszystko-co-musisz-wiedziec-o-wstrzymaniu-dostaw-gazu-przez-rosje/nmj0np8, (data dostępu 27.12.2025).
[4] Business Insider. (2022). PGNiG potwierdza: Gazprom wstrzymuje dostawy gazu do Polski. https://businessinsider.com.pl/gospodarka/pgnig-potwierdza-gazprom-wstrzymuje-dostawy-gazu-do-polski/tstxvnf, (data dostępu 27.12.2025).
[5] Switch Energy. (2025). Skąd Polska ma gaz? https://switchenergy.pl/blog/skad-polska-ma-gaz/ (data dostępu 27.12.2025).
[6] Gaz-System. (2025). Informacje o Terminalu LNG. https://www.gaz-system.pl/pl/terminal-lng/informacje-o-terminalu-lng.html, (data dostępu 30.12.2025).
[7] Elenger. (2025). Skąd Polska ma gaz? https://www.elenger.pl/strefa-wiedzy/gaz-ziemny/skad-polska-ma-gaz, (data dostępu 27.12.2025).
[8] Duon. (2023). Lepiej na gaz, Zmienna cena gazu na giełdzie w 2023 r. – wahanie nie oznacza kryzysu. https://duon.pl/lepiejnagaz/zmienna-cena-gazu-na-gieldzie-w-2023-roku-wahanie-nie-oznacza-kryzysu/, (data dostępu 27.12.2025).
[9] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego I Rady (UE) 2024/1275 z dnia 24 kwietnia 2024 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (wersja przekształcona), Tekst mający znaczenie dla EOG, https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/PDF/?uri=OJ:L_202401275, (data dostępu 27.12.2025).
[10] GUS. (2025). Infrastruktura komunalna - energetyczna i gazowa w latach 2018–2024 r. https://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/infrastruktura-komunalna-nieruchomosci/nieruchomosci-budynki-infrastruktura-komunalna/infrastruktura-komunalna-energetyczna-i-gazowa-w-2024-r-,16,3.html, (data dostępu 27.12.2025).
[11] Kwilosz T. Filar B. (2021). Ekonometryczny model krótkoterminowego prognozowania zużycia gazu, Nafta-Gaz. Nr 7, s. 454–462, DOI: 10.18668/NG.2021.07.04, https://inig.pl/magazyn/nafta-gaz/Nafta-Gaz_2021-07_4.pdf, (data dostępu 30.12.2025).
[12] Jedlikowski A., Englart S., Skrzycki M. (2022). Modelowanie zapotrzebowania na paliwo gazowe w obiektach gastronomicznych. (2022). Instal 10/2022, s. 26–33, DOI: DOI 10.36119/15.2022.10.3, https://informacjainstal.com.pl/wp-content/uploads/2022/10/03.pdf, (data dostępu 30.12.2025).
[13] Hu Z., Jiang T. (2024). Innovative grey multivariate prediction model for forecasting Chinese natural gas consumption, Alexandria Engineering Journal Volume 103, September 2024, Pages 384-392
[14] Li X., Zou X., Cheng J., Tang M., Hu P. (2024). FMM-VMD-Transformer: A hybrid deep learning model for predicting natural gas consumption, Digital Engineering, Volume 2, September 2024, 100005.
[15] Qiao W., Ma Q., Yang Y., Xi H., Huang N., Yang X., Zhang L. (2025). Natural gas consumption forecasting using a novel two-stage model based on improved sparrow search algorithm, Journal of Pipeline Science and Engineering, Volume 5, Issue 1, March 2025, 100220.
[16] Hošovský A., Piteľ J., Adámek M., Mižáková J., Židek K. (2021). Comparative study of week-ahead forecasting of daily gas consumption in buildings using regression ARMA/SARMA and genetic-algorithm-optimized regression wavelet neural network models, Journal of Building Engineering, Volume 34, February 2021, 101955
[17] Mizielińska K., Olszak J. (2020). Gazowe i olejowe źródła ciepła małej mocy, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2020.
[18] Bąkowski K. (2018). Sieci i instalacje gazowe. Poradnik projektowania, budowy i eksploatacji, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2018.
[19] Ciepło24.pl. (2021). Jak obliczyć wskaźnik zapotrzebowania na ciepło? https://www.technika-grzewcza-sklep.pl/blog/jak-obliczyc-zapotrzebowanie-cieplne-mieszkania-domu.html#/, (data dostępu 31.12.2025).
[20] Hojero. (2022) Jak wyliczyć zapotrzebowanie na moc pompy ciepła dla swojego domu? https://www.hojero.pl/pl/blog/Jak-wyliczyc-zapotrzebowanie-na-moc-pompy-ciepla-dla-swojego-domu/335, (data dostępu 31.12.2025).
[21] Obwieszczenie Ministra Rozwoju i Technologii z dnia 15 kwietnia 2022 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz.U. 2022 poz. 1225.
[22] PN-B-01706:1992 Instalacje wodociągowe – Wymagania w projektowaniu.
[23] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 14 stycznia 2002 r. w sprawie określenia przeciętnych norm zużycia wody. Dz.U. 2002 nr 8 poz. 70.
[24] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej. Dz.U. 2008 nr 201 poz. 1240.
[25] Luskar. (2012). Jak dobrze zaprojektować instalację ciepłej wody użytkowej. https://www.luskar.pl/news/127/192/Jak-dobrze-zaprojektowac-instalacje-CWU-cieplej-wody-uzytkowej.html, (data dostępu 31.12.2025).
[26] Nowakowski E. (2012). Wskaźniki zużycia wody w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej, Rynek Instalacyjny 7-8/2012, 80–82,
[27] Hołota E., Życzyńska A., Dyś G. (2023). Zużycie wody ciepłej i zimnej w latach 2011-2022 na przykładzie wybranych budynków wielorodzinnych, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 11/2023, 17–25, DOI: 10.15199/17.2023.11.3.
[28] Bugajski P. (2009). Średnie zużycie zimnej i ciepłej wody w budynkach wielorodzinnych. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich Nr 9/2009, Polska Akademia Nauk, Oddział w Krakowie, s. 105-113.
[29] Krzyżaniak G., Koczyk H. (2016). Zapotrzebowanie na moc cieplną i energię użytkową do podgrzania ciepłej wody użytkowej – metody obliczeń, Rynek Instalacyjny 3/2016, 81–85
[30] Ratajczak K., Michalak K., Narojczyk M., Amanowicz Ł. (2021). Real Domestic Hot Water Consumption in Residential Buildings and Its Impact on Buildings’ Energy Performance – Case Study in Poland, Energies 2021, 14, 5010. https://doi.org/10.3390/en14165010.
[31] Szaflik W. (2011). Projektowanie Instalacji Ciepłej Wody w Budynkach Mieszkalnych; Ośrodek Informacji Technika Instalacyjna w Budownictwie: Warszawa, Poland, pp. 138–144.
[32] Jaszewska, M., Szaflik W. (2020). Zużycie ciepłej i zimnej wody w gospodarstwach domowych w Szczecinie w latach 2006–2019. Instal 4, 22–25.
[33] Carbon węgielgroszek.pl. (2026). Kiedy kończy się sezon grzewczy? https://www.wegielgroszek.pl/kiedy-konczy-sie-sezon-grzewczy/, (data dostępu 07.01.2026).
[34] BAXI – De Dietrich. (2026). Karta produktu kotła typu Luna Duo-Tec MP+ 1.35–1.50–1.60–1.70 Naścienne gazowe kotły kondensacyjne, https://dedietrich.pl/pliki/karty/www_main/pliki/karty/LUNA%20DUO-TEC%20MP+.pdf, (data dostępu 07.01.2026).
[35] BAXI – De Dietrich. 2026). Luna Duo-Tec MP+ 1.35–1.50–1.60–1.70 Naścienny gazowy kocioł kondensacyjny, https://dedietrich.pl/wp-content/uploads/2023/08/782088601-05_22-LUNA-DUO-TEC-MP-1.35-1.50-1.60-1.70-pl.pdf, (data dostępu 07.01.2026).
[36] Łazienki online pl. (2024). Podłogówka – 20 pytań, które zadają klienci, https://lazienkionline.pl/pl/blog/podlogowka-20-pytan-ktore-zadaja-klienci, (data dostępu 07.01.2026).
[37] RM Solar. (2025). Jak obliczyć ilość płynu potrzebnego do instalacji CO?, 2025, https://rmsolar.pl/jak-obliczyc-ilosc-plynu-potrzebnego-do-instalacji-co/, (data dostępu 07.01.2026).
[38] Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Dane publiczne, https://danepubliczne.imgw.pl/, (data dostępu 04.12.2025).
[39] BAXI – De Dietrich. (2026). Kotły gazowe kondensacyjne BAXI, Luna Duo-Tec MP+ 1.35–1.50–1.60–1.70, https://dedietrich.pl/produkty/technika-komercyjna/kotly-gazowe-kondensacyjne-baxi/luna-duo-tec-mp-1-35-1-50-1-60-1-70/, (data dostępu 09.01.2026).
[40] Projekt rozporządzenia Ministra Rozwoju i Technologii w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej, https://legislacja.rcl.gov.pl/projekt/12386852/katalog/13068194#13068194, Załącznik nr 1, https://legislacja.rcl.gov.pl/docs//578/12386852/13068194/13068195/dokument673501.pdf, (data dostępu 21.01.2026).
Downloads
Published
Issue
Section
Categories
License
Copyright (c) 2026 Andrzej Jedlikowski, Sebastian Englart, Maciej Skrzycki (Autor)

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication, with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits others to share the work with appropriate acknowledgment of the authorship and initial publication in this journal.
