Czym jest mierzona energia cieplna i jak obliczyć jej zużycie
W zimnych porach głównym źródłem komfortu w mieszkaniu jest system grzewczy, a jego kalkulacja ma szczególne znaczenie. Znajomość wzorów i mierzona energia cieplna pomoże zorganizować wysokiej jakości i ekonomiczne ogrzewanie w prywatnym domu, aw budynku mieszkalnym, obliczyć otrzymane ciepło i zaopatrzyć się w ważkie argumenty, które można przedstawić systemowi grzewczemu. Rozumiemy, co kryje się pod pojęciem gigakaloria, w jaki sposób ta jednostka miary jest używana w obliczeniach różnych typów mieszkań, jak poprawnie obliczyć, ile ciepła zużywa się na ogrzewanie konkretnego domu lub mieszkania.
O jednostkach miary
Podstawową jednostką ciepła jest kaloria; jest teraz uważany za jednostkę poza systemem. Tak stało się historycznie: używa się kilku rodzajów kalorii, co wprowadza pewne zamieszanie (pamiętaj przynajmniej o kaloryczności jedzenia).
Ponieważ woda jest zwykle chłodziwem w systemach grzewczych, jedna kaloria to ilość ciepła, która może ogrzać 1 gram wody o 1 ° C (stosunek obowiązuje dla normalnego ciśnienia atmosferycznego).
Wartość ta jest zbyt mała i niewygodna do wykorzystania w obliczeniach zużycia ciepła na ogrzewanie. W praktyce gigakaloria (Gcal) lub miliard kalorii to liczba, po której następuje dziewięć zer. Aby zrozumieć kolejność Gcal, co to jest w obliczeniach ogrzewania, lepiej przełożyć to na formę wizualną: zasób 1 Gcal wystarczy do podgrzania tysiąca ton wody (te same 9 zer) o jeden stopień.
Parafrazując, 1 gigakaloria jest w stanie ogrzać 1000 metrów sześciennych wody o 1°C lub, jeśli wykonasz najprostsze obliczenia, około 16,7 metrów sześciennych o 60°C. Ta kolejność liczb może być wykorzystana w praktyce na przykład do oceny wydajności licznika CWU.
W międzynarodowym systemie SI energię (w tym ciepło) mierzy się w dżulach (J), a Gcal jest uważany za przestarzałą metodę obliczeniową. Niemniej jednak ma oficjalny obieg w Federacji Rosyjskiej dla osiedli w obiektach użyteczności publicznej i gospodarstwach domowych. Oprócz Gcal używane są następujące jednostki pochodne:
- Gcal/godzina (gigakaloria na godzinę). Jako ilość jest to ekwiwalent mocy cieplnej. Służy do określania, ile energii cieplnej jest wytwarzanej (lub używanej) w jednostce czasu.
- Gigakaloria na metr kwadratowy. Pokazuje zużycie energii cieplnej do ogrzewania dowolnego obszaru. Na terytorium Federacji Rosyjskiej wartość wprowadzają „Zasady rozliczania energii cieplnej i chłodziwa”. Jest również używany do obliczeń przez „Zasady świadczenia usług publicznych”.
Istnieje koncepcja normy zużycia ciepła na miesiąc. Wskaźnik ma inne znaczenie w różnych strefach klimatycznych; średnia regionalna wynosi 0,0342 Gcal/m² (miesięcznie).
Subtelności obliczeń: wieżowiec
Ciepło jest substancją niewidzialną, ale pomimo tego, że po dostarczeniu na złom może dosłownie uciec na ulicę, istnieją wiarygodne sposoby na jego obliczenie. Metody są nieco inne w przypadku domów wielomieszkaniowych i prywatnych.
W budynkach wielomieszkaniowych konsumenci są rozliczani na podstawie szacunkowej ilości ciepła pozostałego w budynku. Jednocześnie pytanie, w jaki sposób mierzone jest ogrzewanie, otrzymuje jasną odpowiedź: zużycie w przychodach jest wskazane w Gcal.
Jednak centralne ogrzewanie w wieżowcach może funkcjonować na różne sposoby: bez licznika ciepła lub z nim, a licznikiem może być mieszkanie lub wspólny dom. Najprostsze obliczenia będą, jeśli nie będzie licznika. W przypadku braku licznika zużycie określa się na podstawie powierzchni mieszkania, a opłatę za ogrzewanie nalicza się na dwa sposoby:
- Płatność dokonywana jest tylko w okresie grzewczym (co miesiąc). Konieczne jest pomnożenie trzech liczb: powierzchni mieszkania, taryfy i standardu zużycia mediów (miesięcznie).
- Płatność przez cały rok. Kwota płatności (liczba uzyskana w poprzednim akapicie) jest mnożona przez liczbę miesięcy okresu grzewczego (na przykład 7, od października do kwietnia). Aby poznać opłatę miesięczną, uzyskaną liczbę dzieli się przez 12.
Za pomocą urządzeń pomiarowych regulacja w wieżowcach odbywa się na dwa sposoby:
- Licznik gospodarstwa domowego. Na gałęzi powrotnej zainstalowany jest termostat. Jego regulacja określa zużycie ciepła: przy chłodzeniu zużycie wzrasta, przy ogrzewaniu maleje.
- Apartament. Stosuje się dławienie grzejników. Na grzejnikach zainstalowane są termostaty, które tworzą dodatkowy opór w rurociągu ciśnieniowym. Termostat zmniejszając przepuszczalność obniża temperaturę, a co za tym idzie zużycie ciepła.
Ciepłomierze są instalowane w budynkach z okablowaniem poziomym, wykonanym na dwa sposoby: szeregowy lub kolektorowy. Za pomocą wspólnego urządzenia pomiarowego w domu płatność za ogrzewanie jest dokonywana po fakcie, całkowita kwota wydatków jest dzielona proporcjonalnie do materiału mieszkania. Okazuje się słusznie: im większa powierzchnia mieszkania, tym drożej się okazuje.
Obliczenia przeprowadza się w następującej kolejności:
- Powierzchnia konkretnego mieszkania podzielona jest przez całkowitą powierzchnię niemieszkalnych, ale ogrzewanych lokali w budynku.
- Otrzymaną liczbę mnoży się przez ilość ciepła wydanego na ogrzanie budynku, a następnie przez aktualną taryfę. Wstępne dane są dostępne w firmie zarządzającej (na przykład do ogrzania domu potrzeba 320 Gcal).
W nowych budynkach zadanie jest jeszcze bardziej uproszczone. Do każdego mieszkania podłączona jest rura bezpośrednia i powrotna, co pozwala na instalację ciepłomierzy i regulację jego zużycia według własnej woli, często balansując między komfortem a oszczędnością.
Subtelności obliczeń: dom prywatny
Pytanie, co to jest Gcal w ogrzewaniu i jak jest traktowane, pojawia się wśród właścicieli prywatnych domów. Jednak obliczenia ciepła w sektorze prywatnym mają swoje osobliwości: właściciele mogą wpływać na cenę jednej gigakalorii, wybierając jedno lub drugie źródło ciepła.
Każda miejscowość posiada własne źródło wytwarzania ciepła, z optymalnymi cenami za podłączenie i eksploatację. Najczęściej takim surowcem energetycznym staje się gaz, a chłodziwem w domu jest woda, ale możliwe są również inne generatory ciepła (lub ich kombinacje), na przykład węgiel, olej napędowy, drewno opałowe lub brykiety. Energia elektryczna jest najdroższym zasobem.
Kocioł do domu jest kupowany z uwzględnieniem optymalnego zasobu energii i mocy samego sprzętu. Aby sprawdzić, czy jednostka jest odpowiednia dla danego domu, oblicz najmniejszą wartość jego mocy. Aby to zrobić, całkowitą powierzchnię domu (pomieszczenia mieszkalne i gospodarcze) dzieli się przez określoną moc kotła.
Po wybraniu kotła należy obliczyć system grzewczy, czyli obliczyć, jakie parametry powinien mieć sprzęt, nie tylko kocioł, ale także pompa, rurociąg, grzejniki i zawory. Prawidłowo wykonane obliczenia pozwolą uzyskać system zapewniający ekonomiczne zużycie energii i wysokiej jakości ogrzewanie domu.
Istnieje kilka metod obliczania wskaźników. Ponieważ bieżące ogrzewanie jest dość skomplikowanym systemem, wszystkie one wykorzystują w swoich obliczeniach poprawki, stałe i współczynniki. Jednocześnie należy pamiętać, że na obliczenia i dobór elementów systemu mają wpływ następujące obciążenia różnego pochodzenia:
- Stały. Te, które działają przez cały rok. Należą do nich zaopatrzenie w ciepłą wodę, aw regionach północnych - ogrzewanie.
- Okresowy. Obciążenie zmienia się wraz z sezonowymi zmianami temperatury powietrza, które nakładają się na wahania dobowe (dzień i noc).
- Konwekcyjne promieniowanie cieplne. Suche ciepło wytwarzane przez grzałki mierzy się termometrem suchym.
- Uwzględniając obciążenie z parowania i kondensacji, Procesy są z przenoszeniem ciepła; ciepło utajone można określić za pomocą termometru wilgotnego.
Ciepłomierze
Zanim obliczysz energię cieplną w Gcal, musisz mieć pod ręką praktyczne informacje. Aby obliczyć ogrzewanie w określonej sekcji systemu, wymagane będą następujące dane:
- Temperatura czynnika roboczego (zwykle wody) na wlocie i wylocie.
- Zużycie wody (podczas przechodzenia przez urządzenia grzewcze).
Do pomiaru temperatury używa się różnych termometrów: od domowych i alkoholowych, po elektryczne i na podczerwień. Wygodne jest określenie natężenia przepływu czynnika roboczego za pomocą licznika; Istnieją dwa rodzaje urządzeń do pomiaru ciepła.
Licznik łopatkowy
Licznik mechaniczny (inna nazwa to tachometryczny) działa w temperaturach od +5 do +150 ° C, a także służy do systemów grzewczych, do dostarczania ciepłej i zimnej wody. Urządzenia dzielą się na turbinowe i śrubowe (w zależności od sposobu montażu). Źle reagują na zanieczyszczenia mechaniczne, dlatego układ musi mieć filtr zgrubny. Licznik wirnika działa zgodnie z następującą zasadą:
- Woda dostaje się do miernika, gdzie znajduje się wirnik z zamontowanymi na nim magnesami.
- Wirnik zaczyna się obracać, a liczba obrotów jest wprost proporcjonalna do ilości przepływającej wody.
- Obrót jest ustalany przez mechanizm księgowy, który jest w stanie przetworzyć napływające informacje i przełożyć liczbę obrotów na objętość przepływającej wody.
Pomimo prostego urządzenia, mierniki wirnikowe okazały się niezawodnymi urządzeniami o dość niskim progu odpowiedzi. Dodatkowo jednostki wyposażone są w ekran antymagnetyczny, który zapobiega próbom wpływu z zewnątrz na ich pracę.
Przydatne wideo
Miernik z rejestratorem różnic
Działanie urządzenia opiera się na prawie Bernoulliego, które wiąże prędkość przepływu płynu i jego ciśnienie. W mierniku drogę wody blokuje specjalna podkładka oporowa - stalowa tarcza z wywierconym otworem o znanej średnicy.
Gdy zmienia się natężenie przepływu wody, zmienia się również spadek na podkładce, a zmiana następuje zgodnie z prawem kwadratowym: jeśli natężenie przepływu podwaja się, wówczas spadek na podkładce zwiększa się 4-krotnie. Jeśli na przykład natężenie przepływu zostanie zmniejszone o współczynnik 3, wówczas ciśnienie dławienia na podkładce zostanie zmniejszone o współczynnik 9 (3²).
Licznik rejestracyjny jest wyposażony w jednostkę elektroniczną, która pozwala określić temperaturę i przepływ chłodziwa, a także rzeczywiste zużycie ciepła. Urządzenie można podłączyć do komputera i skonfigurować ręcznie.
W domach prywatnych system grzewczy jest najczęściej otwarty, to znaczy działa z kotła dwuprzewodowego, który zaopatruje również gospodarstwo domowe w ciepłą wodę. W systemie dwuprzewodowym, aby obliczyć Gcal do ogrzewania, instaluje się dwa metry na prostej rurze i na rurze powrotnej. Różnica w ich odczytach pokaże zużycie ciepłej wody na potrzeby domowe.
Przydatne wideo
Najprostsze metody obliczeniowe
W przypadku, gdy w systemie nie ma licznika ciepła, stosuje się przybliżone obliczenie Gcal dla ogrzewania przy użyciu wzoru objętościowego, który wygląda następująco: Q u003d V (T 1 -T 2 ) / 1000. Stosowane są następujące wartości zmiennych:
- Q - zużyte ciepło (zużycie).
- V - objętość zużytej ciepłej wody w gospodarstwie domowym mierzona jest w metrach sześciennych.
- T 1 - woda na wylocie kotła (lub na wlocie do systemu); jeśli stosuje się średnią wartość, weź 60-65°C.
- T 2 - temperatura zimnej wody (na wylocie). Przy włączonym ogrzewaniu stosuje się + 5 ° C, latem + 15 ° C.
- Współczynnik 1000 pozwala na uwidocznienie wyniku (tłumaczenie w gigakaloriach).
W obwodzie zamkniętym zużycie energii cieplnej Q (nie mylić z przepływem wody) oblicza się w następujący sposób: Q u003d V 1 (T 1 -T) -V 2 (T 2 -T). Dekodowanie znaków wygląda następująco:
- V 1 - natężenie przepływu czynnika roboczego (wody lub pary) w prostej rurze, V 2 - w rurze powrotnej.
- T to temperatura zimnego środowiska. T 1 - temperatura na wlocie, T 2 - na wylocie.
Aby uzyskać dokładniejsze obliczenia systemu grzewczego, możesz skorzystać z kalkulatora online. Takie narzędzia dają możliwość obliczenia grzejników, ogrzewania podłogowego, strat ciepła rurociągu lub pomieszczenia, a także innych elementów systemu.
Przydatne wideo
Podsumowanie
Pytanie, w jaki sposób mierzy się energię cieplną, pojawia się, gdy konieczne jest obliczenie systemu grzewczego. Obliczenia są ważne, aby wykonać je poprawnie, szczególnie dla właścicieli własnego domu. Jeśli w wyniku pomyłki kupisz kocioł małej mocy, wydasz energię elektryczną na wtórne ogrzewanie domu. Błędem będzie również kocioł z nadmierną rezerwą mocy: działając z połową mocy będzie zużywał prawie te same zasoby energii.
Wizualną jednostką do obliczania zużycia ciepła jest gigakaloria. Koszt obliczany jest różnymi metodami, w zależności od rodzaju mieszkania, czy jest to apartamentowiec czy prywatny. Metody liczenia również się różnią; zależą od charakterystyki systemu, obecności i rodzaju urządzeń pomiarowych.
