в чем измеряется выделяемое тепло

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:

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

Единицы измерения энергии, переведенные в тепловую

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

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.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Единицы измерения тепловой энергии отопления

Для жителей многоквартирных домов установлен норматив платы за отопительные услуги, который зависит от количества тепловой энергии, затрачиваемой на поддержание нормальной температуры в доме. Этот момент прописан в ПП № 306. Зная, в чем измеряется отопление, можно спрогнозировать расходы на месяц, отопительный период или квартал.

Что такое Гкал

Стоимость отопления важна для жителей многоэтажек с центральной подачей теплоносителя

Понятие гигакалория означает единицу измерения тепловой энергии в отоплении. Данная энергия в пределах помещения передается конвекционным способом от батарей на объекты, излучается в воздух. Калория представляет собой количество энергии, нужной, чтобы подогреть 1 г воды на 1 градус при атмосферном давлении.

Для расчетов тепловой энергии применяется другая единица – Гкал, равная 1 млрд калорий. В среднем расход тепла на 1 кв. м. в Гкал по РФ составляет 0,9342 Гкал/мес. Если перевести показатель в другие величины, 1 Гкал будет равна:

Величина утверждена в 1995 году.

Особенности Гкал для жилых многоэтажек

Термостат позволяет контролировать поступление теплоносителя и температуру

Если многоквартирный тип зданий не оснащен общедомовым или индивидуальным счетчиком, тепловая энергия рассчитывается по площади помещений. Когда имеется прибор учета, горизонтальная или последовательная разводка трассы, жильцы самостоятельно определяют количество тепловой энергии. Для этого используются:

Индивидуальным счетчиком преимущественно оснащается квартира в новостройке.

Специфика Гкал для частного дома

Самым дешевым топливом в пересчете на гигакалории являются пеллеты

Материал, затрачиваемый на отопление, тариф определяет для частных построек. По усредненным данным, стоимость 1 Гкал равняется:

Цена тепловой энергии зависит от того, в каком регионе находится частный дом.

Общие принципы вычислений

Как рассчитывается тепловая энергия, установлено ПП № 354. Вычислениями занимаются коммунальные предприятия, но их разрешено производить и самим жильцам. Определить потребление тепла можно после подсчета количества тепловой энергии, затрачиваемой на отопление за год. Данный период позволяет получить усредненный норматив, поскольку летом затраты меньше, а зимой – больше. Оплата согласно нормативу предусматривает равные затраты за отопительный период или календарный год.

Схема вычислений зависит от нескольких факторов:

Рассчитать для многоквартирного дома тепловую энергию сложнее, чем для частного. Это связано с наличием общих мест, жилых и нежилых помещений, правом собственности. Приняв во внимание зависимость теплоэнергии от габаритов комнаты, стоит руководствовать ПП № 354 и ПП № 306. В них отмечено распределение объема тепла, используемого домом в пропорциональной зависимости от площади квартир. Показания общего счетчика делятся на долевое соотношение жилья собственников.

Методы расчета количества тепла

Формула расчета гигакалорий по площади помещения

Определить стоимость гигакалории тепла можно в зависимости от наличия учетного прибора. На территории РФ используется несколько схем.

Оплата без счетчиков на протяжении отопительного сезона

Вычисление основывается на том, какая площадь квартиры (жилые комнаты + подсобки) и производится по формуле:

Пример. Энергопровайдер для однокомнатно квартиры в 36 квадратов поставляет тепло по 1,7 тыс. руб./Гкал. Потребительская норма – 0,025 Гкал/м². За 1 месяц услуги отопления составят: 36х0,025х1700=1530 руб.

Оплата без счетчика за весь год

Без учетного прибора изменяется и формула расчета P=Sx(NxK)xT, где:

Пример. Однокомнатная квартира имеет площадь 36 м2, тариф 1700 руб за Гкал и потребительскую норму – 0,025 Гкал/м². Изначально требуется вычислить коэффициент периодичности за 7 месяцев подачи тепла. К=7:12=0,583. Далее цифры подставляются в формулу 36х(0,025х0,583)х1700=892 руб.

Стоимость при наличии общедомового счетчика в зимнее время

Стоимость гигакалории зависит от вида топлива, которое используется для многоэтажки

Данный способ позволяет произвести подсчет цены за центральное отопление с общедомовым измерителем. Поскольку тепловую энергию поставляют для всего здания, для расчета ориентируется на площадь. Применяется формула P=VxS/SобщxT, где:

Пример. Квадратура жилья собственника – 36 м2, всей многоэтажки – 5000 м2. Месячное потребление тепла – 130 Гкал, стоимость 1 Гкал в регионе – 1700 руб. Платеж за один месяц равняется 130 х 36 / 5000 х 1700 = 1591 руб.

Приборы учета есть во всех квартирах

Стоимость отопительных услуг по индивидуальному счетчику ниже на 30%

В зависимости от наличия коллективного счетчика на входе и личного прибора в каждой из квартир наблюдается изменение показаний, но тарифов на услуги отопления это не касается. Оплату разбивают между всеми собственниками по параметрам площади следующим образом:

Значения букв расшифровываются так:

Пример. В однокомнатной квартире 36 м2 установлен индивидуальный счетчик, показавший 0,6. На домовом выбивается 130, отдельная группа приборов дала 118. Квадратура многоэтажки – 5000 м2. Месячные затраты тепла – 130 Гкал, оплата за 1 Гкал в регионе – 1700 руб. Сначала вычисляется разность показаний Vр = 130 — 118 = 12 Гкал, а потом – отдельный платеж P = (0,6 + 12 х 36 / 5000) х 1700 = 1166,88 руб.

Применение повышающего коэффициента

На основании ПП № 603 плата за отопление в 1,5 раза больше начисляется при отсутствии ремонта счетчика в течении 2 месяцев, его краже или повреждении. Повышающий коэффициент также устанавливается, если домовладельцы не передают показания прибора или дважды не пустили к нему специалистов по проверке техсостояния. Самостоятельно посчитать повышающий коэффициент можно по формуле P=Sх1,5 NхT.

Формула расчета тепловой энергии (за 1 кв. метр)

Точная формула расчета тепловой энергии за отопление берется в соотношении 100 Вт на 1 квадрат. В процессе вычислений она принимает вид:

Q = (S × 100) × a × b× c × d × e × f × g × h × i × j × k × l × m.

Латинскими литерами обозначаются поправочные коэффициенты:

Перед тем, как использовать формулу, составьте схему с данными по всем коэффициентам.

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.

Устройства крыльчатого типа подходят для снятия показаний, если используется небольшой объем воды.

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».

Для уличного применения подойдут модели с регистраторами перепадов, у которых уровень влагозащиты IP 68.

Итоги всех подсчетов

В утепленном доме количество израсходованных гигакалорий будет меньше

При правильном использовании формулы расчета можно узнать количество израсходованных Гкал тепловой энергии. Информация поможет спланировать бюджет, уточнить итоговую сумму к оплате. На основании указанных выше формул можно сделать вывод о затратах гигакалорий на строение до 200 квадратов. Эта величина равна 3 Гкал в месяц. С учетом длительности отопительного сезона в большинстве областей РФ в 6 месяцев, легко определить примерный тепловой расход. Понадобится умножить 3 Гкал на 6 месяцев. Результат – 18 Гкал.

Затраты гигакалорий проще высчитать для частного дома по показателям индивидуального измерителя. Расчетный процесс для квартир осложняется наличием домового и личного счетчика. Однако, такая процедура реализуется самостоятельно без посещений специальных организаций.

Для расчета тепловой энергии применяются специальные математические формулы. В них подставляются максимально точные данные, а о самостоятельном подсчете информируются энергопровайдеры. При вычислениях можно применять онлайн-калькуляторы или обратиться к специалистам, которые произведут все операции, ориентируясь на показатели вашего помещения и тип счетчика.

Источник

Единицы теплоты

“…- Сколько попугаев в тебе поместится, такой у тебя рост.
– Очень надо! Я не стану глотать столько попугаев!…”

В соответствии с международными правилами СИ (международная система единиц измерения) количество тепловой энергии или количество тепла измеряется в Джоулях [Дж], также существуют кратные единицы килоДжоуль [кДж] = 1000 Дж., МегаДжоуль [МДж] = 1 000 000 Дж, ГигаДжоуль [ГДж] = 1 000 000 000 Дж. и пр. Эта единица измерения тепловой энергии является основной международной единицей и наиболее часто используется при проведении научных и научно-технических расчётов.

Однако, все из нас знают или хотя бы раз слышали и другую единицу измерения количества теплоты (или просто тепла) это калория, а также килокалория, Мегакалория и Гигакалория, что означают приставки кило, Гига и Мега, смотреть пример с Джоулями выше. В нашей стране исторически сложилось так, что при расчёте тарифов за отопление, будь то отопление электроэнергией, газовыми или пеллетными котлами принято считать стоимость именно одной Гигакалории тепловой энергии.

Так что же такое Гигакалория, килоВатт, килоВатт*час или килоВатт/час и Джоули и как они связаны между собой?, вы узнаете в этой статье.

Итак, основная единица тепловой энергии это, как уже было сказано, Джоуль. Но прежде чем говорить об единицах измерения необходимо в принципе на бытовом уровне разъяснить что такое тепловая энергия и как и для чего её измерять.

Всем нам с детства известно, чтобы согреться (получить тепловую энергию) нужно что-то поджечь, поэтому все мы жгли костры, традиционное топливо для костра – это дрова. Таким образом, очевидно, при горении топлива (любого: дрова, уголь, пеллеты, природный газ, солярка) выделяется тепловая энергия (тепло). Но, чтобы нагреть, к примеру, различные объёмы воды требуется разное количество дров (или иного топлива). Ясно, что для нагрева двух литров воды достаточно нескольких пален в костре, а чтобы приготовить полведра супа на весь лагерь, нужно запастись несколькими вязанками дров. Чтобы не измерять такие строгие технические величины, как количество теплоты и теплота сгорания топлива вязанками дров и вёдрами с супом, теплотехники решили внести ясность и порядок и договорились выдумать единицу количества теплоты. Чтобы эта единица была везде одинаковая её определили так: для нагрева одного килограмма воды на один градус при нормальных условиях (атмосферном давлении) требуется 4 190 калорий, или 4,19 килокалории, следовательно, чтобы нагреть один грамм воды будет достаточно в тысячу раз меньше теплоты – 4,19 калории.

Калория связана с международной единицей тепловой энергии – Джоулем следующим соотношением:

1 калория = 4,19 Джоуля.

Таким образом, для нагрева 1 грамма воды на один градус потребуется 4,19 Джоуля тепловой энергии, а для нагрева одного килограмма воды 4 190 Джоулей тепла.

В технике, наряду с единицей измерения тепловой (и всякой другой) энергии существует единица мощности и, в соответствии с международной системой (СИ) это Ватт. Понятие мощности также применимо и к нагревательным приборам. Если нагревательный прибор способен отдать за 1 секунду 1 Джоуль тепловой энергии, то его мощность равна 1 Ватт. Мощность, это способность прибора производить (создавать) определённое количество энергии (в нашем случае тепловой энергии) в единицу времени. Вернёмся к нашему примеру с водой, чтобы нагреть один килограмм (или один литр, в случае с водой килограмм равен литру) воды на один градус Цельсия (или Кельвина, без разницы) нам потребуется мощность 1 килокалория или 4 190 Дж. тепловой энергии. Чтобы нагреть один килограмм воды за 1 секунду времени на 1 грдус нам нужен прибор следующей мощности:

4190 Дж./1 с. = 4 190 Вт. или 4,19 кВт.

Если мы хотим нагреть наш килограмм воды на 25 градусов за ту же секунду, то нам потребуется мощность в двадцать пять раз больше т.е.

Таким образом, можно сделать вывод, что пеллетный котёл мощностью 104,75 кВт. нагревает 1 литр воды на 25 градусов за одну секунду.

Раз мы добрались до Ватт и килоВатт, следует и о них словечко замолвить. Как уже было сказано Ватт – это единица мощности, в том числе и тепловой мощности котла, но ведь кроме пеллетных котлов и газовых котлов человечеству знакомы и электрокотлы, мощность которых измеряется, разумеется, в тех же килоВаттах и потребляют они не пеллеты и не газ, а электроэнергию, количество которой измеряется в килоВатт часах. Правильное написание единицы энергии килоВатт*час (именно, килоВатт умножить на час, а не разделить), запись кВт/час – является ошибкой!

Преобразуем килоВатты в килоДжоули/секунды (килоДжоуль в секунду), а часы в секунды: в одном часе 3 600 секунд, получим:

1 кВт*час =[ 1 кДж/с]*3600 c.=1 000 Дж *3600 с = 3 600 000 Джоулей или 3,6 МДж.

В свою очередь, 3,6 МДж/4,19 = 0,859 Мкал = 859 ккал = 859 000 кал. Энергии (тепловой).

Теперь перейдём к Гигакалории, цену которой на различных видах топлива любят считать теплотехники.

1 Гкал = 1 000 000 000 кал.

1 000 000 000 кал. = 4,19*1 000 000 000 = 4 190 000 000 Дж.= 4 190 МДж. = 4,19 ГДж.

Или зная, что 1 кВт*час = 3,6 МДж пересчитаем 1 Гигакалорию на килоВатт*часы:

1 Гкал = 4190 МДж/3,6 МДж = 1 163 кВт*часов!

Источник

Справка по теплоте. Единицы измерения теплоты. Виды теплоты. Калькуляторы теплоты.

Единицы измерения.

Перевод единиц измерения тепла.

Калькулятор теплоты. Перевод единиц измерения теплоты (Дж, кДж, МДж, кал, ккал, Мкал, Гкал, эрг, кВт*ч и т.д.)

Введите количество теплоты (Q_Q)

Результат перевода единиц измерения теплоты (Q_Q)

Результаты работы калькулятора теплоты при переводе в другие единицы измерения теплоты:

Примеры результатов работы калькулятора теплоты:

Поделится ссылкой на расчет:

Общие сведения.

Понятие теплоты входит формулировку первого и второго начала термодинамики.

Теплоту обозначают обычно буквой — Q. Единицы измерения теплоты естественно соответствуют единицам измерения энергии.

Процесс передачи энергии от одного тела (вещества) к другому телу (веществу) посредством теплоты называется теплопередача.

Различают несколько основных способов теплопередачи:

Количество «теплоты» (энергии) и уравнение теплопередачи.

Классическая формула теплопередачи имеет вид:

где K — коэффициент теплопередачи вдоль поверхности теплообмена (методом расчета зависит от способа теплопередачи), F — поверхность теплообмена, Δt_ср — средний температурный напор (средняя разность температур между теплоносителями), τ — время теплопередачи.

Виды теплоты.

Теплота системы.

Теплота сгорания.

Теплота сгорания топлива согласно курсу физики определяется по формуле:

где q — удельная теплота сгорания топлива, m — масса вещества.

В прикладных задачах при определении расхода топлива и теплоты при его сгорании учитывают коэффициент полезного действия устройства. Формула расчет теплоты сгорания топлива принимает вид:

Q=q*m*η,

где η — КПД устройства в котором сжигается топливо.

Источник

Перевод тепловой мощности из Гкал/час в мегаватты

Ещё во времена Аристотеля существовало представление о внутренней теплоте, присущей каждому телу и являющейся одним из его первичных качеств. В VII веке Декарт и Бэкон в своих трудах попытались связать движение частиц тела с его теплотой. Англичанин Джоуль в своих опытах изучал превращение механической энергии в тепловую энергию нагрева воды. Груз опускался с определённой высоты, приводя в движение мешалку в ёмкости с водой. Температура воды при перемешивании увеличивалась.

Первый закон термодинамики

Первый закон термодинамики утверждает, что энергия не появляется ниоткуда и не исчезает в никуда. Она переходит из одного вида в другой. Опыты Джоуля показали эквивалентность механической работы и теплоты.

Чтобы получить электричество, в топках котлов на электростанциях сжигается топливо, химическая энергия преобразуется в тепловую и передаётся через поверхности нагрева рабочему телу — воде, вода превращается в пар, поступающий на лопатки турбин, где тепловая энергия пара переходит в механическую энергию вращения ротора, а затем в генераторах турбин производится электроэнергия.

На атомных электростанциях внутренняя энергия урана превращается в тепловую энергию воды в охлаждающем контуре. На гидроэлектростанциях потенциальная энергия воды переходит в механическую энергию гидротурбин, затем в генераторах также преобразуется в электрическую.

Если котёл паровой, то на выходе из котла образуется пар, в водогрейных котлах вода нагревается до определённой температуры.

Передача тепловой энергии

Определение количества теплоты является задачей термодинамики. Это понятие сравнимо с работой, которую выполняет рабочее тело, в рассматриваемом случае — вода.

Правильнее сказать, что рабочему телу сообщается количество теплоты. Теплота передаётся тремя способами:

В процессе теплового излучения в котлах топливо подаётся через горелки в топку. При горении топлива химическая энергия превращается в тепловую энергию раскалённых газов. Эта тепловая энергия через лучистый теплообмен передаётся поверхностям нагрева котла.

При прохождении газов из топки по конвективным поверхностям котельной установки их температура снижается и теплообмен происходит большей частью конвекцией.

Через стенки поверхностей нагрева котла тепло за счёт теплопроводности передаётся рабочему телу, т. е. воде или водяному пару.

Единица тепла в разных системах измерения

Для оценки эффективности работы тепловых электростанций необходимо соизмерять химическую энергию топлива, сжигаемого в котлах, с количеством электрической энергии, вырабатываемой электростанцией.

Единицы измерения тепла:

Исторически сложилось, что за единицу теплоты в технической системе единиц была принята 1 калория, то тепло, которое необходимо для нагрева одного грамма воды на один градус Цельсия. Из курса физики известно, что количество тепла определяется по формуле:

В дальнейшем потребовалось унифицировать перевод механической энергии в тепловую, нужна была более совершенная единица измерения. Однако в силу инерционного мышления калория прочно вошла в наш обиход. Даже энергетическая ценность продуктов измеряется в калориях.

В международной системе единиц СИ за единицу теплоты принят 1 Дж.

Джоуль — работа, совершаемая силой в один ньютон на пути перемещения в один метр.

1 ньютон = M*A = кг*м/(сек*сек), где

За 1 джоуль в теплотехнике принято количество теплоты, эквивалентное работе в 1 Дж.

Джоуль, отнесённый к единице массы или объёма, даёт характеристику объёмной теплотворности топлива.

Теплоёмкость в Международной системе единиц измеряется в Дж/(кг*град), для воды теплоёмкость равна 4,19 Дж/(грамм*град).

Перевод из одной системы измерения тепла в другую:

Часто пытаются связать между собой совершенно разные единицы измерения: количество теплоты, измеряемое в Гкал, с мощностью, измеряемой в МВт. Это всё равно, как если бы связали морские мили, пройденные судном, с его скоростью в узлах.

В мегаватты можно перевести только тепловую мощность, измеряемую в Гкал/час. Ниже мы даём расчёт коэффициента перевода.

Мегаватт — единица измерения мощности в Международной системе единиц и равна 1 МДж/1сек.

Приставка Мега обозначает миллион, или 1 МДж = 1000000 Дж, приставка Гига обозначает миллиард, или 1 Гкал = 1000000000 кал.

Тепловая мощность в технической системе единиц обозначает единицу теплоты, сообщённой рабочему телу в единицу времени, 1 Гкал /1 час

Переводим тепловую мощность в мегаватты:

Этот коэффициент часто фигурирует в эмпирических формулах с теплотехникой.

Источник