Тепловая энергия

Оглавление

Тепловая энергия: единицы измерения и их правильное использование

Тепловая энергия – это система измерения теплоты, которая была изобретена и используется еще два столетия назад. Основным правилом работы с данной величиной было то, что тепловая энергия сохраняется и не может просто исчезнуть, но может перейти в другой вид энергии.

Существует несколько общепринятых единиц измерения тепловой энергии. В основном их используют в промышленных отраслях, таких как энергетика. Внизу описаны самые распространенные из них:

Калория – единица измерения, не входящая в общую систему, но часто использующаяся для сравнения с другими параметрами. В основном исчисления производят в килокал, Мегакал, Гигакал
Тонна пара – одна из специфичных и самых редко используемых величин, с помощью которых измеряют количество энергии тепла в особо больших объемах. Одна единица «тонны пара» равняется количеству пара, который можно получить из 1 тонны воды
Джоуль – распространенная единица измерения из СИ, использующаяся для общего обозначения количества энергии в разных ее видах. Основными величинами являются кДж, МДж, ГДж
кВт на час (Квт х ч) – основная единица измерения электрической энергии, используемая в частности странами СНГ.

Любая единица измерения, входящая в систему СИ, имеет предназначение в определении суммарного количества того или иного вида энергии, такого как выделения тепла или электроэнергия. Время проведения измерения и количество не влияют на эти величины, почему можно их использовать как для потребляемой, так и для уже потребленной энергии. Кроме того, любая передача и прием, а также потери тоже исчисляются в таких величинах.

Где применяют единицы измерения тепловой энергии

Подсчет выработанной энергии пара в котельных за один сезон или год.
Определение необходимого количества тепла для проведения нагрева определенного количества воды с конкретным температурным режимом.
Полный подсчет количества тепловой энергии, которая служит для обеспечения нагревания горячей воды, отопительных сооружений и вентиляции помещений.
В некоторых вариантах величину тепловой энергии используют для измерения объема природного газа. В таком случае учитывается способность определенного количества вещества производить тепло при сжигании.
В катальнях зачастую используют данную величину для определения показателя используемой электроэнергии в отопительных сезонах.

Единицы измерения энергии, переведенные в тепловую

Для наглядного примера ниже приведены сравнения различных популярных показателей СИ с тепловой энергией:

1 ГДж равен 4 Гкал, что в электрическом эквиваленте равняется 3400 миллионов кВт на час. В эквиваленте тепловой энергии 1 ГДж = 0,44 тонны пара
В то же время 1 Гкал = 0,24 ГДж = 16000 млн. кВт на час = 1,9 тонн пара
1 тонна пара равняется 2,3 ГДж = 0,6 Гкал = 8200 кВт на час.

В данном примере приводимая величина пара принята за испарение воды при достижении 100°С.

Чтобы провести расчеты количества тепла, используется следующий принцип: для получения данных о количестве тепла его используют в нагревании жидкости, после чего масса воды умножается на пророщенную температуру. Если в СИ масса жидкости измеряется килограммами, а температурные перепады в градусах Цельсия, то результатом таких расчетов будет количество теплоты в килокалориях.

Если есть необходимость в передаче тепловой энергии от одного физического тела другому, и вы хотите узнать возможные потери, то стоит массу получаемого тепла вещества умножить на температуру повышения, а после узнать произведение получаемого значения на «удельную теплоемкость» вещества.

Что такое тепловая энергия? | INHOUSE

Различные строительные технологии и материалы имеют свои преимущества и недостатки. Так, например, дом, построенный из классического кирпича у многих ассоциируется с надежностью. Но что, если мы будем рассматривать его с точки зрения энергоэффективности? В данном случае кирпич не будет занимать лидирующие позиции.

Для того, чтобы решить проблему теплоэффективности зданий начали применять различного вида и качества утеплители. Начиная от теплоизоляционной пены, которую можно просто нанести на определенные участки стены уже существующего дома, заканчивая полноценными энергоэффективными стеновыми модулями. Очевидно, что попытки утеплить уже существующий дом принесут некоторые результаты, но будут не достаточно эффективны, в том числе и с финансовой точки зрения. Поэтому появились дешевые решения в виде панелей, изначально снабженных утеплителем. Это либо сэндвич-панели, представляющие собой вспененный утеплитель (пенопласт), вклеенный между плитами ЦСП, либо волокнистый утеплитель (например, минвата), вложенный в каркас деревянной стены.

Совсем недавно идея использования стеновой панели была доработана. В результате чего, энергоэффективные дома начали возводиться из полноценных герметичных стеновых модулей. Утеплитель с рекордно низким показателем теплопроводности выращивается внутри модулей непосредственно в заводских условиях.

Преимуществом использования стеновых модулей как составляющей единицы энергоэффективного здания, является их способность наилучшим образом блокировать передачу тепловой энергии от внешней к внутренней поверхности, и наоборот. Для того чтобы научиться различать строительные материалы по их теплофизическим свойствам, а так же понять, почему энергоэффективные стеновые модули лучше сэндвич-панелей справляются со своей задачей, разберем все возможные механизмы распространения тепла.

Тепловая энергия может передаваться посредством только трех механизмов: конвекции, теплопроводности и теплового излучения.

Тепловая конвекция возникает, когда горячие молекулы перемещаются из одного места в другое. Тенденция горячего воздуха подниматься вверх является двигателем естественной тепловой конвекции. Теплопроводность – это передача тепловой энергии от одной молекулы к другой. Каждая молекула может не менять своего положения в пространстве, но энергия, тем не менее будет передаваться. Горячая (обладающая большей энергией) молекула может передать часть своей энергии соседней молекуле, если последняя менее нагреты (обладает меньшей энергией). Грубо говоря, чем плотнее материал, тем больше молекул находятся в контакте друг с другом, а значит и больше возможностей для теплопроводности. Тепловое излучение (или энергия излучения) является формой электромагнитного излучения, тесно связанным с видимым светом. Инфракрасное электромагнитное излучение, но оно распространяется точно также, как распространяется видимый свет: через вакуум, через атмосферу, через воду и через некоторые твердые вещества, в том числе те, которые являются непрозрачными для видимого света. Таким образом Солнце назревает Землю через 150 млн километров вакуума, где нет ни процесса конфекции, ни теплопроводности. При температуре выше абсолютного нуля (-273 С) любая материя излучает некоторую энергию. Эти три механизма зачастую работают вместе. Например, воздух в печи нагревается за счет теплопроводности и излучения, распространяется по зданию за счет конвекции и нагревает более холодные объекты за счет теплопроводности и теплового излучения.

Теперь давайте рассмотрим стеновые панели и модули.

Внутри стеновых модулей и панелей находится утеплитель, который по своей природе представляет собой вспененное светлое вещество. Отсюда следуют два вывода. “Вспененный” – значит, мало молекул в контакте – низкая теплопроводность, “светлое” – значит, является хорошим отражателем для теплового излучения. За счет отражения энергия излучения не накапливается, не хранится и не передается. Но панель “сэндвич” по своей конструкции не является герметичной, за счет чего происходит просачивание воды и воздуха через панель, а значит не происходит блокировки процесса конвекции. Таким образом, за счет конвекции происходит рассеивание тепла. А вот через полностью герметичный стеновый модуль вода и воздух пройти не могут, почему и снижается возможность конвекции. Чем герметичнее модуль, тем меньше значимость вышеперечисленных процессов.

Это означает, что Солнечное тепло остается снаружи здания, когда летом вы пытаетесь охладить помещение. Зимой же все накопленное в доме тепло остается внутри, а не выходит наружу.

Можно ли поставить счетчик учета тепла в квартире?

Поставка тепловой энергии оплачивается по показаниям установленного общедомового счетчика, которая производится следующим образом: общая сумма делится между квартирами пропорционально их площади.

Данным методом довольны далеко не все, т.к. некоторые потребители утеплили стены и установили энергосберегающие окна, а некоторые так и продолжают жить со старыми деревянными. Из-за того некоторые люди утеплили свое жилище и вложили средства в то, чтобы минимизировать теплопотери, несправедливо назначать им тот же тариф, что и остальным.

Из-за этого многие потребители интересуются возможностью установки индивидуальных приборов учета. Для их монтажа не требуется регистрации ОСББ и другой бюрократической волокиты. Главной задачей в этом случае является разработать проект, то есть план расположения оборудования, установить прибор, а все свои действия согласовать с поставщиком данной услуги. К сожалению, подобное удовольствие большей части потребителей не доступно, и вот из-за чего.

Учет тепла подразумевает то, что оно исходит от единственного источника, но большинство квартир из-за вертикальной разводки их несколько. Из-за этого необходимо устанавливать прибор на каждый стояк, что достаточно дорого и гораздо дешевле обойдется продолжать платить по старой схеме.

Вариант переделывания вертикальной разводки довольно сложный и бесперспективный, так как из-за него может возникнуть дисбаланс в системе. Только владельцы квартир в новых домах, где стоит горизонтальная разводка, можно без проблем устанавливать индивидуальный квартирный прибор учета.

Владельцы квартир с горизонтальной разводкой системы отопления могут установить прибор, который соответствует диаметру труб на подаче теплоносителя в квартиру. При наличии на руках заверенного проекта, сертификата на счетчик и другую документацию, тепломер можно зарегистрировать в управляющей организации и можно оплачивать услуги по факту.

Не так давно на рынке появились накладные измерители, они считывают тепло, которое затрачивается каждым радиатором. Они достаточно дешевы и приобрести устройство для каждого радиатора может практически каждый. Другой вопрос в том, что многие поставщики не захотят признавать данные приборы для начисления оплаты и могут отказаться их зарегистрировать.

Учетные приборы для домов и квартир

Специальный прибор позволяет точно подсчитывать тарифы за водоснабжение, электричество, газ и тепло. Пользователям разрешается устанавливать теплосчетчик для фиксации расходов тепловой энергии. Устройство производит измерение в Гкал/ч, кВт/ч и кДж/ч. На сегодняшний день популярны.

Крыльчатые счетчики

Крыльчатый счетчик эффективно работает при температуре ниже 22 градусов

Счетчик имеет вид механизма с перпендикулярным расположением оси вращения. Модель характеризуется низкой чувствительностью, что позволяет точно измерять тепловые затраты. Регуляторы подходят для помещений с хорошей теплоизоляцией, температурными показателями в +26 градусов. Крыльчатый аппарат при функциях корректировки температуры до +22 градусов считает минимум Гкал.

Преимущества:

недорогая стоимость;
запитка от батареек;
простота использования;
точность замеров.

Минусы:

риск поломок вследствие гидроудара;
быстрый износ механизма;
повышение давления в системе;
при заклинивании крыльчатки водопоток не пропускается.

Приборы с регистраторами скачков

Электронные приборы стоят дороже, но точнее считают гигакалории

Импульсный аппарат производит удаленное снятие показаний с 2-16 каналов, поэтому подходит для частного или многоквартирного дома. Учет и передача данных производится на ЖК-монитор, через разъемный интерфейс, на ноутбук или компьютер при помощи сетевого кабеля, через GSM-сеть.

Сценарий, по которому нужно измерить показания, задает пользователь. Ультразвуковые приборы могут подключаться к системе водо-, газоснабжения, являются частью АСКУЭ или совмещаются с системой «умный дом».

Преимущества:

множество вариантов для общедомовых и частных измерений;
возможность интеграции в несколько учетных систем;
прочность за счет отсутствия подвижных узлов;
красивый внешний вид и компактность;
защита от пыли и влаги – счетчик можно поставить на кухне или на улице;
прочный корпус;
функции самодиагностики неполадок;
обширная коммуникация;
выполнение со съемным вычислительным блоком или без него;
период между проверками – 6 лет, между заменами – 10 лет.

Минусы:

высокая стоимость;
коммуникационные возможности зависят от специфики выхода;
затраты на приобретение расходомеров, датчиков давления, модулей ДУ для приборов базовой комплектации.

Что такое гигакалория или как рассчитать тепловую энергию

Сразу нужно обратить внимание, что именно такая единица измерения как «калория» (кал или cal) широко используется для расчетов объемов потребления энергии, в том числе и тепловой. Калория является специальной или внесистемной единицей измерения, которая приравнивается к 4,19 Дж

Именно столько энергии используется для нагрева всего 1 г воды на 1 ° C при нормальном атмосферном давлении. Использование такой величины позволяет легко производить расчеты теплосодержания воды, поставляемой на различные объекты коммунального или промышленного назначения. А учитывая тот факт, что тепло в дома и квартиры, чаще всего, попадает при помощи жидкого теплоносителя, в роли которого за редким исключением традиционно выступает вода, то именно учет в Гкал стал наиболее оптимальным вариантом.

Важно обратить внимание, что из-за того, что 1 калория представляет собой практически мизерную величину, то для удобства учета, единицей измерения тепла выступает Гкал, которая равна 1 млрд. калорий. Следует уточнить и тот факт, что учет тепловой энергии в Гкал для коммунальной сферы в России применяется с 1995 г., именно тогда было принято соответствующее постановление министерства топлива и энергетики

В соответствии с этим документом вводилась норма потребления тепловой энергии на 1 м 2 , усредненное значение которой составляла 0,0342 в месяц. Но нужно отметить, что это показатель отличается в разных регионах и в зависимости от климатических условий может быть выше или ниже

Следует уточнить и тот факт, что учет тепловой энергии в Гкал для коммунальной сферы в России применяется с 1995 г., именно тогда было принято соответствующее постановление министерства топлива и энергетики. В соответствии с этим документом вводилась норма потребления тепловой энергии на 1 м 2 , усредненное значение которой составляла 0,0342 в месяц. Но нужно отметить, что это показатель отличается в разных регионах и в зависимости от климатических условий может быть выше или ниже.

Следует обратить внимание и на то, что в основном в качестве единицы измерения в квитанциях за отопление используются Гкал, хотя могут применяться и Гкал/час. В первом случае указывается реальная величина тепловой энергии, потребленной за определенный период, чаще всего – за месяц

Во втором случае используется иной способ расчета, а именно – указывается количество потребляемого тепла за 1 час. А для того чтобы правильно заполнить квитанцию и произвести оплату за месяц, эту величину нужно умножить на 24ч и на количество дней.

Надо отметить и тот факт, что такая единица измерения, как Гкал применяется не только для расчета полученной тепловой энергии, эта величина также привязывается и к топливу, которое используется для производства тепловой энергии. То есть показывает то количество тепла, которое можно получить при использовании 1 м 3 того или иного вида топлива. Естественно, этот параметр для дров, природного газа или жидкого топлива будет разным.

Водоотведение и канализация — это одно и тоже?

Не все знают, что водоотведение и канализация это разные понятия! Те собственники жилья которые не платят за водоотведения поступают не законно, полагая что это одно и тоже. Разберемся так ли это.

Из чего складывается водоотведение?

Отведение воды, использованной для нужд многоквартирных и частных домов, является важным мероприятием, состоящим из:

отвода бытовых стоков из жилых и нежилых помещений по централизованным канализационным сетям, который должен осуществляться в круглосуточном режиме;
транспортировки стоков к очистным сооружениям;
прохождения через систему очистки и обеззараживания с последующим использованием в технических целях или спуском в природные водоемы.

Вывод: Водоотведением из дома выводятся все нечистоты, затем они очищаются, а только потом собираются в канализации и транспортируются. Чтобы все системы работали качественно и бесперебойно, необходимо постоянное поддержание их в нормальном рабочем состоянии. А это требует определенных финансовых затрат, которые покрываются за счет потребителей ресурса.

Физический смысл норматива потребления отопления

Многоквартирные дома в законодательстве РФ, в том числе в целях расчета объема потребления теплоэнергии для отопления, рассматриваются как неделимые единицы. То есть МКД — это единый теплотехнический объект, потребляющий теплоэнергию для отопления входящих в его состав помещений. И именно общий объем потребленной всем домом теплоэнергии важен при расчетах исполнителя коммунальных услуг (ИКУ) с ресурсоснабжающей организацией (РСО).

Правила установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг, утвержденные ПП РФ от 23.05.2006 N306 (далее — Правила 306) с целью расчета норматива потребления коммунальной услуги по отоплению предусматривают сначала расчет количества тепловой энергии, необходимой для отопления многоквартирного дома или жилого дома в течение года (пункт 19 Приложения 1 к Правилам 306, формула 19). Год выбран в качестве периода, за который производится расчет, для дальнейшего получения усредненного значения норматива потребления теплоэнергии в месяц, поскольку в разные календарные месяцы потребление теплоэнергии на отопление будет, разумеется, разным, а оплата по нормативу предполагает одинаковый размер платы за отопление либо в течение отопительного периода, либо равномерно в течение календарного года, в зависимости от выбранного субъектом РФ способа оплаты отопления .

Поскольку многоквартирный дом состоит из совокупности жилых и нежилых помещений и мест общего пользования (общего имущества), при этом общее имущество на праве общедолевой собственности принадлежит собственникам отдельных помещений дома, весь объем тепловой энергии, поступающей в дом, потребляется именно собственниками помещений такого дома. Следовательно, и оплата теплоэнергии, потребленной на отопление, должна производиться собственниками помещений МКД. И тут возникает вопрос — каким образом распределить стоимость всего объема теплоэнергии, потребленной многоквартирным домом, между собственниками помещений этого МКД?

Руководствуясь вполне логичными выводами о том, что потребление теплоэнергии в каждом конкретном помещении зависит от размера такого помещения, Правительство РФ установило порядок распределения объема теплоэнергии, потребляемой всем домом, среди помещений такого дома пропорционально площади этих помещений. Такой порядок предусматривают как Правила 354 (распределение показаний общедомового прибора учета отопления пропорционально долям площадей помещений конкретных собственников в общей площади всех помещений дома в собственности), так и Правила 306 при установлении норматива потребления отопления.

Пункт 18 Приложения 1 к Правилам 306 устанавливает:«18. Норматив потребления коммунальной услуги по отоплению в жилых и нежилых помещениях (Гкал на 1 кв.м общей площади всех жилых и нежилых помещений в многоквартирном доме или жилого дома в месяц) определяется по следующей формуле (формула 18):

где:— количество тепловой энергии, потребляемой за один отопительный период многоквартирными домами, не оборудованными коллективными (общедомовыми) приборами учета тепловой энергии, или жилыми домами, не оборудованными индивидуальными приборами учета тепловой энергии (Гкал), определяемое по формуле 19;— общая площадь всех жилых и нежилых помещений в многоквартирных домах или общая площадь жилых домов (кв.м);— период, равный продолжительности отопительного периода (количество календарных месяцев, в том числе неполных, в отопительном периоде)».

Таким образом, именно приведенной формулой обусловлено, что норматив потребления коммунальной услуги по отоплению измеряется именно в Гкал/кв.метр, что, кроме всего прочего, прямо установлено подпунктом «е» пункта 7 Правил 306:«7. При выборе единицы измерения нормативов потребления коммунальных услуг используются следующие показатели:е) в отношении отопления:в жилых помещениях — Гкал на 1 кв. метр общей площади всех помещений в многоквартирном доме или жилого дома».

Исходя из сказанного, норматив потребления коммунальной услуги по отоплению равен количеству теплоэнергии, потребляемой в многоквартирном доме на 1 квадратный метр площади помещений в собственности в месяц отопительного периода (при выборе способа оплаты равномерно в течение года применяетсякоэффициент периодичности внесения потребителями платы ).

Оставить заявку

В случае, если Вы хотите, чтобы мы выполнили работу:

Выберите из списка инересующий вас вид работАудит промышленной безопасностиИдентификация и классификация ОПО, получение лицензии на эксплуатацию ОПОРазработка ПЛА, планов мероприятий, документации, связанной с готовностью предприятий к ГОЧС и пожарной безопасностиОбследование и экспертиза промышленной безопасности зданий и сооруженийРаботы на подъемных сооруженияхРаботы на объектах котлонадзора и энергетического оборудованияРаботы на объектах газового надзораРаботы на объектах химии и нефтехимииРаботы на объектах, связанных с транспортированием опасных веществРаботы на производствах по хранению и переработке растительного сырьяРаботы на металлургических литейных производствахРаботы на горнорудных производствахОценка соответствия лифтов, техническое освидетельствование лифтовРазработка обоснования безопасности опасного производственного объектаРазработка документации системы управления промышленной безопасностьюРазработка деклараций промышленной безопасностиРаботы на объектах Минобороны (ОПО воинских частей) и объектах ФСИН России (ОПО исправительных учреждений)ПроектированиеРемонтно-монтажные работыЭлектроремонтные и электроизмерительные работыРазработка и производство приборов безопасности для промышленных объектовРазработка и изготовление нестандартных металлоизделий и оборудованияНегосударственная экспертиза проектной документации (инженерных изысканий)Предаттестационная подготовка по правилам и нормам безопасностиПрофессиональное обучение (рабочие профессии)Обучение по охране труда, пожарной безопасности и электробезопасности, теплоэнергетикеСпециальная оценка условий труда (СОУТ) (до 2014г. аттестация рабочих мест)Аккредитация и аттестация в системе экспертизы промышленной безопасностиСертификация оборудования, декларирование соответствияЭнергоаудитРазработка схем теплоснабжения и водоснабженияДругие работыПовышение квалификации, профессиональная переподготовкаОсвидетельствование стеллажейперсональных данных

Тепловой расчет

Итак, перед тем как рассчитывать систему отопления собственного дома, вы должны выяснить некоторые данные, которые касаются самой постройки.

Из проекта дома вы узнаете размеры отапливаемых помещений — высоту стен, площадь, количество оконных и дверных проемов, а также их размеры.
Как расположен дом относительно сторон света. Не забывайте про среднюю температуру зимой в вашем регионе.
Из какого материала сооружено само здание

Особое внимание наружным стенам.
Обязательно определяем составляющие от пола до грунта, куда входит фундамент здания.
То же самое относится и к верхним элементам, то есть к потолку, кровле и перекрытиям .

Именно эти параметры строения позволят вам перейти к проведению гидравлического расчета. Скажем прямо, вся вышеописанная информация доступна, так что проблем с ее сбором не должно возникнуть.

Тепловая энергия