Пример. Энергоснабжающая организация для однокомнатной квартиры площадью 36 кв. м поставляет тепло по цене 1,7 тыс. руб/Гкал. Норматив потребителя составляет 0,025 Гкал/м². За 1 месяц услуга отопления составит: 36х0,025х1700=1530 рублей.
Единицы измерения тепловой энергии
Для жителей многоквартирных домов существует норматив оплаты за услуги отопления, который зависит от количества тепловой энергии, необходимой для поддержания нормальной температуры в доме. Этот момент определен в ПП № 306. Стоимость отопления за месяц, отопительный период или квартал можно спрогнозировать, зная, в чем измеряется отопление.
Термин гигакалория относится к единице измерения тепловой энергии при отоплении. Эта энергия в помещении передается путем конвекции от радиаторов к предметам и излучается в воздух. Калория – это количество энергии, необходимое для нагревания 1 г воды на 1 градус при атмосферном давлении.
Для расчетов за тепло используется другая единица – Гкал, равная 1 млрд. калорий. Средний расход тепла на квадратный метр в Гкал в РФ составляет 0,9342 Гкал/месяц. При пересчете на другие величины 1 Гкал равен:
- 1162,2 кВт/ч;
- 1000 тонн воды, нагретой до +1 градуса.
Это значение было подтверждено в 1995 году.
Особенности Гкал для многоэтажных жилых зданий
Если тип жилья не оборудован прибором учета для всего домохозяйства или индивидуальным прибором учета, тепловая энергия рассчитывается в соответствии с площадью жилья. При наличии прибора учета, горизонтального или последовательного, жильцы сами определяют количество тепловой энергии. Это делается путем:
- Дросселирования радиаторов. Ограничивая поток, снижается температура и уменьшается потребление энергии.
- На обратке устанавливается общий термостат. Расход теплоносителя зависит от температуры в квартире. При низком расходе температура выше; при высоком расходе температура ниже.
Квартира в новостройке обычно оборудована индивидуальным счетчиком.
Специфика Гкал для одноквартирного дома
Материал, используемый для отопления, в тарифе указан для частных домов. Согласно усредненным данным, стоимость одной Гкал составляет:
Общие правила расчета
Расчеты тепловой энергии установлены ПП № 354. За расчеты отвечают коммунальные компании, но их могут проводить и сами жильцы. Потребление тепла можно определить, рассчитав количество тепловой энергии, использованной для отопления в течение года. При этом можно получить средний тариф, так как летом он ниже, а зимой выше. Оплата по нормативу предусматривает равные затраты за отопительный период или календарный год.
Метод расчета зависит от нескольких факторов:
- оборудован ли дом теплосчетчиком;
- все ли помещения могут быть оборудованы индивидуальными счетчиками;
- календарное время оплаты – зима или весь год.
Расчет тепловой энергии для жилого дома сложнее, чем для частного здания. Это связано с наличием общих частей, жилых и нежилых помещений и права собственности. Учитывая зависимость тепловой энергии от площади помещений, целесообразно руководствоваться ПП № 354 и ПП № 306. В них указано, что количество потребляемого в здании тепла распределяется пропорционально площади квартир. Показания общего счетчика следует разделить на соотношение площадей квартир собственников.
О единицах измерения
Основной единицей измерения тепла является калория; в настоящее время она считается внесистемной единицей. Исторически сложилось несколько типов калорий, что вносит путаницу (вспомните калорийность продуктов питания).
Поскольку теплоносителем в системах отопления обычно является вода, одна калория относится к количеству тепла, которое может нагреть 1 грамм воды на 1°C (это соотношение применимо к нормальному атмосферному давлению).
Эта величина слишком мала и неудобна для использования в расчетах стоимости тепла для отопления. На практике используются гигакалории (Гкал) или миллиард калорий – число с девятью нулями. Чтобы понять порядок Гкал, что это такое в расчетах за отопление, лучше перевести его в наглядный вид: 1 Гкал достаточно, чтобы нагреть одну тысячу тонн воды (те же девять нулей) на один градус.
Итого, 1 гигакалория способна нагреть 1 000 кубических метров воды на 1°C или, в самом простом пересчете, около 16,7 кубических метров на 60°C. Такой порядок цифр можно использовать на практике, например, для оценки работы счетчика горячей воды.
В международной системе СИ энергия (и тепло, в том числе) измеряется в джоулях (Дж), а Гкал считается устаревшим методом расчета. Тем не менее, он официально используется в Российской Федерации для расчетов в коммунальном хозяйстве и частных домах. Помимо Гкал, используются следующие производные единицы:
- Гкал/час (гигакалория в час). Как величина, эквивалентна тепловой мощности. Она используется для определения количества тепла, произведенного (или потребленного) за единицу времени.
- Гигакалории на квадратный метр. Показывает расход тепловой энергии на отопление какой-либо площади. На территории Российской Федерации эта величина введена "Правилами измерения количества тепловой энергии и теплоносителей". Она также используется для расчетов в соответствии с "Правилами предоставления коммунальных услуг".
Тонкости расчетов: многоэтажное здание
Тепло – невидимая субстанция, но, несмотря на то, что при сдаче на металлолом оно может буквально исчезнуть на улице, существуют надежные способы его подсчета. Эти способы несколько отличаются для многоквартирных домов и частных домовладений.
В многоквартирных домах счета потребителям выставляются на основании расчетов количества тепла, оставшегося в здании. На вопрос, как измеряется тепло, ответ очевиден: потребление в счетах указывается в Гкал.
Однако центральное отопление в многоэтажных домах может работать по-разному: без теплосчетчика или с теплосчетчиком, а счетчик может быть квартирным или охватывающим все здание. Самые простые расчеты применяются при отсутствии счетчика. При отсутствии счетчика потребление рассчитывается исходя из площади жилья, а плата за отопление рассчитывается двумя способами:
- Оплата производится только в течение отопительного периода (ежемесячно). Перемножьте три числа: площадь квартиры, тариф и норму потребления коммунальных услуг (в месяц).
- Оплата в течение года. Сумма к оплате (число, полученное в предыдущем пункте) умножается на количество месяцев отопительного периода (например, 7, с октября по апрель). Полученное число делится на 12, чтобы узнать сумму к оплате в месяц.
Существует два способа регулирования учета в многоэтажных домах:
- Коллективный учет. На обратном трубопроводе устанавливается термостат. Его регулировка определяет расход тепла: в холодную погоду расход увеличивается, в теплую – уменьшается.
- Плоский счетчик. Используется радиаторное дросселирование. Термостаты устанавливаются на радиаторы, создавая дополнительное сопротивление на напорном трубопроводе. Уменьшая расход, термостат снижает температуру и, следовательно, потребление тепла.
Гигакалории или киловатты
Давайте рассмотрим разницу между этими единицами. Пусть у нас есть отопительный прибор, напр. Чайник. Возьмите 1 литр холодной водопроводной воды (температура t1=15°C) и вскипятите ее (нагрейте до t2=100°C). Электрическая мощность чайника составляет P=1,5 кВт. Сколько тепла поглотит вода? Для проверки воспользуемся известной формулой, учитывая, что масса 1 литра воды m=1 кг: Q=4183 [Дж/(кг*°C)]*1 кг*(100°C-15°C)=35555 Дж=84922,8528 кал≈85 ккал.
Сколько времени потребуется чайнику, чтобы закипеть? Пусть вся энергия электричества пойдет на нагрев воды. Тогда неизвестное время мы найдем с помощью энергетического баланса: "Энергия, потребляемая чайником, равна энергии, поглощаемой водой (без потерь). Энергия, потребляемая чайником в момент времени τ, равна P*τ. Энергия, поглощенная водой, равна Q. Тогда, исходя из баланса, получаем P*τ=Q. Следовательно, время нагрева чайника составит: τ=Q/P=35555 Дж/1500 Вт≈237 с≈4 мин. Количество тепла, переданное чайником воде в единицу времени, является его тепловой мощностью. В нашем случае это будет Q/τ=84922,8528 кал/237 с≈358 кал/с=0,0012888 Гкал/ч.
Таким образом, кВт и Гкал/ч – единицы измерения мощностиа Гкал и МДж – единицы измерения тепла и энергии. Как можно применить такие расчеты на практике? Если вы получаете счет за отопление, вы платите за тепло, которое поставляет по трубам энергоснабжающая компания. Это тепло рассчитывается в гигакалориях, т.е. в количестве тепла, потребленного нами за расчетный период. Нужно ли переводить эту единицу измерения в джоули? Конечно, нет, ведь мы просто платим за определенное количество гигакалорий.
Однако часто возникает необходимость выбора конкретных отопительных приборов для дома или квартиры, например, кондиционера, обогревателя, бойлера или газового котла. Поэтому необходимо заранее знать тепловую мощность, необходимую для обогрева конкретного помещения. Зная эту мощность, можно выбрать подходящий прибор. Она может быть указана в кВт, Гкал/ч и BTU/ч (British Thermal Unit, h – час). Следующая заметка поможет вам перевести кВт в Гкал/ч, кВт в BTU/ч, Гкал в кВт/ч и BTU в кВт/ч.
Примеры расчетов
Здесь мы подходим к самой сути вопроса. Как перевести одно в другое, используя приведенные выше соотношения? Это не так уж и сложно. Давайте рассмотрим несколько примеров.
Пример 1
Котел имеет тепловую мощность 30 кВт. Какова его эквивалентная мощность в Гкал/ч?
Решение. Так как 1 кВт= 0,00085984523 Гкал/ч, то 30 кВт=30* 0,00085984523 Гкал/ч=0,0257953569 Гкал/ч.
Пример 2
Подсчитано, что для охлаждения офиса требуется кондиционер мощностью не менее 2,5 кВт. Для покупки был выбран кондиционер мощностью 8000 BTU/h. Достаточно ли мощности кондиционера для охлаждения офиса?
Решение. Поскольку 1 BTU/ч=0,2931 Вт, 8000 BTU/ч=2344,8 Вт=2,3448 кВт. Это значение меньше расчетного значения 2,5 кВт, поэтому выбранный кондиционер не подходит для установки.
Пример 3
За месяц поставщик тепла поставил 0,9 Гкал тепла. Какая мощность потребуется радиатору для подачи такого же количества тепла через месяц?
Решение. Предположим, что тепло будет поступать в здание равномерно в течение месяца (30 дней), поэтому мощность тепла, поставляемого котельной, можно рассчитать, разделив общую мощность тепла на количество часов в месяце: P=0,9 Гкал/(30*24 часа)=0,00125 Гкал/ч. В пересчете на киловатты эта мощность составит P=1163 кВт*0,00125=1,45375 кВт.
Подсаживайтесь к нам, это важно для наших авторов, подписывайтесь на наш канал на Яндекс.Бизнесе и вступайте в группу Вконтакте.
Теплопередача
Определение количества теплоты – задача термодинамики. Оно сравнимо с работой, совершаемой рабочим телом, в данном случае водой.
Правильнее сказать, что рабочее тело передает определенное количество тепла. Тепло передается тремя способами:
- лучистой энергией, излучением;
- конвекцией;
- кондукцией.
При лучистом тепловом процессе в котлах топливо подается через горелки в топку. Во время сгорания топлива химическая энергия преобразуется в тепловую энергию раскаленных газов. Эта тепловая энергия излучается путем излучение тепло передается на нагревательные поверхности котла.
По мере прохождения газов из топки через конвективные поверхности котельной системы их температура снижается, и передача тепла осуществляется в основном Путем конвекции.
Через стенки поверхностей нагрева котла тепло передается посредством теплопроводности передается рабочей среде, т.е. воде или пару.
Тепловая единица в различных системах измерения
Для оценки эффективности тепловых электростанций необходимо измерить химическую энергию топлива, сжигаемого в котлах, в соотношении с количеством электроэнергии, произведенной электростанцией.
Единицы измерения тепла:
Исторически сложилось так, что за единицу тепла в системе технических единиц принимается 1 калориято есть тепло, необходимое для нагревания одного грамма воды на один градус Цельсия. Из курса физики мы знаем, что количество тепла определяется по формуле:
- М – количество вещества, масса, в граммах;
- C – теплоемкость, количество тепла, которое необходимо передать единице вещества, чтобы повысить его температуру на один градус. В технической системе единиц теплоемкость воды равна одной калории/(грамм*град);
- T1 – температура воды перед нагреванием, в градусах Цельсия;
- T2 – температура воды после нагрева, в градусах Цельсия.
Позже возникла необходимость стандартизировать преобразование механической энергии в тепловую, и потребовалась более совершенная единица измерения. Однако из-за инерционного мышления калория прочно вошла в нашу повседневную жизнь. Даже энергетическая ценность продуктов питания измеряется в калориях.
В Международной системе единиц (СИ) единицей тепла является 1 джоуль.
Джоуль – это работа, совершаемая силой в один ньютон на пути движения в один метр.
1 ньютон = М*А = кг*м/(сек*сек), где
- М – масса, кг;
- A – ускорение, м/(сек*сек) = м/сек2.
Для 1 джоуль в теплотехнике – это количество тепла, эквивалентное 1 джоулю работы.
Джоули на единицу массы или объема дают объемную теплотворную способность топлива.
Теплоемкость в Международной системе единиц измеряется в Дж/(кг*град), для воды теплоемкость составляет 4,19 Дж/(грамм*град).
Пересчет из одной системы измерения теплоемкости в другую:
- 1 кал = 4,1868 Дж;
- 1 Дж = ¼, 1868 = 0,239 Кал.