Сравнение различных видов топлива и способов отопления требует аккуратности. Зачастую производители котельного оборудования приводят неполные данные о первоначальных затратах, стоимости эксплуатации своего оборудования и затратах на топливо, поэтому не всегда их расчеты удается корректно сравнить.
Здесь мы приводим исходные данные по различным видам топлива, чтобы каждый мог проверить добросовестность наших (и альтернативных) расчетов.
Покупателю нужно, чтобы отопительный котел давал в систему отопления
заданное количество тепла, потребляя при этом как можно меньше топлива. Промышленные потребители учитывают тепло в гигакалориях (Гкал), поэтому выразим цену тепла в рублях за 1 Гкал
.
Исходные данные: КПД
Терморобота около 85%; электрокотла около 100%, котла на жидком топливе около 93%. Низшая теплота сгорания
сортового кузбасского каменного угля ДОМ фракции 13-50 мм - 5300 ккал/кг, солярки зимней 10200 ккал/кг.
- Цена 1 Гкал тепла при сжигании сортового каменного угля Термороботом
- Цена 1 Гкал тепла при сжигании дизельного топлива зимнего
- Цена 1 Гкал тепла при использовании электрокотла
Аналогично получены остальные значения в таблице. Цены (тарифы для населения) приведены для Новосибирска на июль 2013 г. , в других городах результаты могут отличаться от указанных ниже.
|
Вид топлива |
Низшая теплота сгорания |
с доставкой |
КПД |
руб. за |
||
|
Каменный уголь
сортовой |
||||||
|
Природный газ (метан) |
||||||
|
Центральное отопление
|
руб. за |
|||||
|
Пеллеты из дерева |
||||||
|
Электрический котел |
руб. за |
|||||
|
Сжиженный газ
|
3 225 | |||||
|
Дизельное топливо |
10 200 |
ккал/кг |
31,00 |
руб./кг |
||
Цена топлива.
Это главная причина несовпадения расчетов: цены различаются в разы (сравните цену каменного угля в Подмосковье и в Кемеровской области).
Нужно не забывать про доставку: центральное отопление и электричество уже "доставлено" до места, а уголь, солярку, пеллеты и сжиженный газ нужно привезти.
Единицы измерения
в расчетах часто путают: покупают сжиженный газ по цене 11-13 рублей за литр
, а в расчетах теплоты сгорания используют ккал за килограмм
, но ведь плотность сжиженного газа около 530 г/л (зависит от состава), результат отличается почти в 2 раза!
Теплота сгорания
топлива
, указанная в разных книгах и сайтах, различается очень сильно. Причины две:
1. Иногда путают низшую
и высшую теплоту сгорания топлива
, указывают ту, которую хочется показать в своих расчетах, а они различается сильно. Так, для метана (основной компонент природного газа) низшая теплота сгорания равна 35,88, а высшая 39,82 МДж/м 3 , отличие в 11%. Мы в своих расчетах используем низшую теплоту сгорания, то есть, считаем, что водяной пар не конденсируется, а улетает в трубу, унося часть тепла (так работает большинство отопительных котлов, включая Терморобота). Данные взяты нами из надежных технических справочников.
2. Теплота сгорания угля сильно зависит от месторождения. Мы приводим данные из реальных сертификатов на партии угля. У кузбасского сортового каменного угля теплота сгорания 5300 ккал/кг, у балахтинского бурого угля 4600-5000 ккал/кг, а у дальневосточного новошахтинского угля 3000 ккал/кг.
КПД котла
: чем он ниже, тем больше мы должны сжечь топлива, тем выше цена «полезной» гигакалории, попавшей в систему отопления здания.
Если счетчики тепла стоят на входе в дом, можно считать, что КПД центрального отопления близко к 100%, то же самое и для электричества.
Отопление углем с помощью Терморобота является самым дешевым автоматизированным автономным способом отопления .
Все три вида калории допущены к использованию в качестве внесистемных единиц без ограничения срока с областью применения «промышленность» . В то же время Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) относит калорию к таким единицам измерения, «которые должны быть изъяты из обращения как можно скорее там, где они используются в настоящее время, и которые не должны вводиться, если они не используются» . Первым термин «калория» применил шведский физик Иоганн Вильке (1732-1796) .
Определения [ | ]
Общий подход к определению калории связан с удельной теплоёмкостью воды и состоит в том, что калория определяется, как количество теплоты, необходимое для нагревания 1 грамма воды на 1 градус Цельсия при стандартном атмосферном давлении 101 325 Па . Однако, поскольку теплоёмкость воды зависит от температуры, то и размер определяемой таким образом калории зависит от условий нагревания. В силу сказанного и по причинам исторического характера возникли и существуют три определения трёх различных видов калории .
Ранее калория широко использовалась для измерения энергии, работы и теплоты; «калорийностью» называлась теплота сгорания топлива. В настоящее время, несмотря на переход в систему СИ , в теплоэнергетике, системах отопления, коммунальном хозяйстве часто используется кратная единица измерения количества тепловой энергии - гигакалория (Гкал) (10 9 калорий). Для измерения тепловой мощности используется производная единица Гкал/ (гигакалория в час), характеризующая количество теплоты, произведённой или использованной тем или иным оборудованием за единицу времени.
Кроме того, калория применяется при оценках энергетической ценности («калорийности») пищевых продуктов. Обычно энергетическая ценность указывается в килокалориях (ккал).
Для измерения количества энергии используются также мегакалория (1 Мкал = 10 6 кал) и теракалория (1 Ткал = 10 12 кал).
Связь с другими единицами [ | ]
Ниже используется стандартная международная калория: 1 кал = 4,1868 Дж точно.
Связанные единицы [ | ]
Фригория [ | ]
Принятая в холодильной технике единица измерения холода, численно равная одной килокалории, взятой с обратным знаком. Одна фригория равна минус одной килокалории .
Термия [ | ]
Единица измерения теплоты, численно равная 10 6 калорий .
Британская тепловая единица [ | ]
BTU (британская тепловая единица) - единица, применяемая для измерения тепловой энергии в англоязычных странах. Её определение методологически близко к определению калории, но опирается на имперские единицы : 1 BTU равна энергии, необходимой для нагревания 1 фунта воды на 1 градус Фаренгейта .
Килотонна ТНТ [ | ]
Для измерения энерговыделения взрывных процессов используется тротиловый эквивалент. Ввиду почти точного, в пределах процентов, совпадения энергии взрывного разложения 1 грамма тротила (тринитротолуола, ТНТ) и 1 килокалории, условно принимается, что 1 килотонна ТНТ в энергетическом выражении соответствует 1 термохимической теракалории.
Калорийность [ | ]
Под калорийностью, или энергетической ценностью пищи, подразумевается количество энергии, которое получает организм при полном её усвоении. Чтобы определить полную энергетическую ценность пищи, её сжигают в калориметре и измеряют тепло, выделяющееся в окружающую его водяную баню. Аналогично измеряют и расход энергии человеком: в герметичной камере калориметра измеряют выделяемое человеком тепло и переводят его в «сожжённые» калории - таким образом можно узнать физиологическую энергетическую ценность пищи . Подобным способом можно определить энергию, требующуюся для обеспечения жизнедеятельности и активности любого человека. Таблица отражает эмпирические результаты этих испытаний, по которым и рассчитывается ценность продуктов на их упаковках. Искусственные жиры (маргарины) и жиры морепродуктов имеют эффективность 4-8,5 ккал/г , поэтому можно примерно узнать их долю в общем количестве жиров.
Что это за единица — гигакалория? Как она связана с более привычными киловатт-часами тепловой энергии? Какие данные необходимы для расчета полученного помещением тепла в гигакалориях? Наконец, по каким формулам выполняется расчет? Попробуем ответить на эти вопросы.
Что это такое
Начнем со смежного определения. Калорией называется количество энергии, необходимое для нагрева 1 грамма воды на 1 градус по шкале Цельсия при атмосферном давлении.
Поскольку по сравнению с затратами тепла на обогрев помещений одна калория — величина смехотворно малая, в расчетах обычно используется гигакалория (Гкал), равная одному миллиарду (10^9) калорий.
Использование именно этой величины предусмотрено «Правилами учета тепловой энергии и теплоносителя», изданными Министерством топлива и энергетики РФ в 1995 году.
Справка: средний норматив потребления тепла по России — 0,0342 гигакалории на квадратный метр общей площади жилья в месяц.
Нормы для разных регионов отличаются в зависимости от климатической зоны и определяются местными законодательными органами.
Что такое Гкал в отоплении в более привычных нам величинах?
- Одной гигакалории достаточно для нагрева 1000 тонн воды на один градус.
- Она соответствует 1162,2222 киловатт-часам.
Зачем это нужно
Многоквартирные дома
Все очень просто: гигакалории используются в расчетах за тепло. Зная, сколько тепловой энергии осталось в здании, потребителя можно выставить вполне конкретный счет. Для сравнения — при работе центрального отопления без счетчика счет выставляется по площади отапливаемого помещения.
Наличие теплосчетчика подразумевает горизонтальную последовательную или коллекторную : в квартиру заведены отводы стояков подачи и обратки; конфигурация внутриквартирной системы определяется владельцем. Такая схема характерна для новостроек и, среди прочего, позволяет гибко регулировать расход тепла, выбирая между комфортом и экономией.
Как осуществляется регулировка?
- Дросселированием самих отопительных приборов . Дроссель позволяет ограничить проходимость радиатора, снизив его температуру и, соответственно, затраты тепла.
- Установкой общего термостата на обратном трубопроводе . Расход теплоносителя будет определяться температурой в помещении: при охлаждении воздуха он будет увеличиваться, при нагреве — уменьшаться.
Частные дома
Владельцу коттеджа интересна прежде всего цена гигакалории тепла, полученной из разных источников. Мы позволим себе привести примерные значения для Новосибирской области для тарифов и расценок 2013 года.
Для сравнения: центральное отопления на момент сбора статистических данных обходилось в 1467 рублей за гигакалорию.
Счетчики
Какие данные нужны для учета тепла?
Догадаться несложно:
- Расход теплоносителя, проходящего через отопительные приборы.
- Его температура на входе и выходе из соответствующего участка контура.
Для измерения расхода используются счетчики двух типов.
Счетчики с крыльчаткой
Предназначенные для отопления и ГВС счетчики отличаются от использующихся на холодной воде лишь материалом крыльчатки: он более стоек к высоким температурам.
Сам механизм — тот же:
- Поток теплоносителя заставляет вращаться крыльчатку.
- Она передает вращение механизму учета без непосредственного взаимодействия, посредством постоянного магнита.
Несмотря на простоту конструкции, счетчики имеют достаточно низкий порог срабатывания и неплохо защищены от подтасовки данных: любая попытка затормозить крыльчатку внешним магнитным полем упрется в наличие у механизма антимагнитного экрана.
Счетчики с регистратором перепада
Устройство второго типа счетчиков основано на законе Бернулли, который утверждает, что статическое давление в потоке жидкости или газа обратно пропорционально его скорости.
Как использовать эту особенность гидродинамики для подсчета расхода теплоносителя? Достаточно преградить ему путь подпорной шайбой. Падение давления на шайбе будет прямо пропорционально скорости потока через нее. Регистрируя давление парой датчиков, несложно в реальном времени вычислять расход.
Любопытно: устройство счетчика подразумевает наличие в нем электроники.
Большая часть моделей счетчиков этого типа выдает не только сырые данные — расход воды и ее температуру — но и высчитывает фактическое использование тепла.
Управляющий модуль таких устройств имеет порт для подключения к компьютеру и может перенастраиваться своими руками под изменившуюся схему расчетов.
А что, если речь идет не о закрытом контуре отопления, а об открытой системе с возможностью отбора ГВС? Как регистрировать расход горячей воды?
Решение очевидно: в этом случае подпорные шайбы и датчики давления ставятся и на подающий, и на . Разница расхода теплоносителя между нитками и будет указывать на то количество горячей воды, которое было использовано на хознужды.
На фото — электронный теплосчетчик с регистрацией перепада давлений на шайбах.
Формулы
Формула расчета имеет вид Q=((V1*(T1-T))-(V2*(T2-T)))/1000.
В ней:
- Q — искомое количество тепловой энергии в гигакалориях.
- V1 и V2 — расход теплоносителя через подачу и обратку в тоннах.
Полезно: счетчики по понятным причинам показывают расход в кубометрах, а не в тоннах.
Фактическая масса кубометра горячей технической воды несколько отличается от одной тонны; но разница на фоне погрешностей счетчика пренебрежимо мала, поэтому можно смело использовать показания счетчика в кубометрах.
- Т1-температура на входе в контур (подача).
- Т2 — температура на выходе из контура (обратка).
- Т — температура холодной воды, подпитывающей трассу для компенсации потерь. В отопительный сезон она принимается равной +5 С, вне сезона — +15 С.
- Деление на 1000 необходимо именно для того, чтобы получить результат не в мега-, а в гигакалориях. В противном случае нам пришлось бы пересчитывать расход воды в тысячи тонн.
Так, при расходе счетчика на подаче в 52 м3, на обратке в 44 м3, температурах подачи 95 С и обратки 70 С в доме останется ((52*(95-5))-(44*(70-5)))/1000=1,82 Гкал тепла.
Заметьте: расход воды оплачивается отдельно.
Мы считаем лишь расход тепловой энергии.
Как выглядит инструкция по расчетам, если у вас стоит лишь один счетчик — на подаче? Разумеется, подразумевается, что мы говорим о закрытой системе (без ГВС).
Формула расчета имеет вид Q=V*(T1-T)/1000.
Например, при расходе воды в 52 м3 и температуре теплоносителя в 95 С на подаче в квартире останется 52*(95-5)/1000=4,68 гигакалории.Как легко заметить, такая система подсчета куда менее выгодна потребителю.
Промежуточное решение для закрытых систем — один датчик расхода и два термодатчика. Расчет выполняется по первой формуле; V1 берется равным V2.
Заключение
Надеемся, что предложенная вниманию читателя информация поможет ему сэкономить на отоплении. Как всегда, дополнительные тематические материалы можно найти в прикрепленном видео. Успехов!
Что такое Гкал? Все очень просто. Сама величина Гкал/час указывает нам, что это количество тепла выработанное, отпущенное или полученное потребителем за 1 час. Следовательно, если мы хотим узнать количество Гкал в сутки, умножаем на 24, в месяц – еще на 30 или 31 в зависимости от числа дней в расчетном периоде.
А вот теперь самое интересное – для чего мы будем переводить Гкал/час в Гкал
?
Начнем с того, что Гкал это величина, которую мы чаше всего видим в квитанции по оплате услуг ЖКХ.
Теплоснабжающая организация путем нехитрых вычислений определила сколько денег ей необходимо получить отпустив нам 1 гкал, чтобы компенсировать свои затраты на газ, электричество, арендную плату, оплату своим рабочим, стоимость запасных частей, налоги государству (кстати они почти 50% от стоимости 1 Гкал) и при этом иметь небольшую прибыль. Этой стороны вопроса мы сейчас касаться не будем, о тарифах можно спорить сколько угодно , и всегда любая из спорящих сторон по-своему права. Это рынок, а на рынке как говорили при коммунистах два дурака – и каждый из них пытается обмануть другого.
Для нас главное как эту Гкал потрогать и посчитать . Сухое правило гласит – калория, а это 1000 млн. часть Гкал единица количества работы или энергии, равная количеству тепла, необходимого для нагревания 1 грамма воды на 1 градус при атмосферном давлении 101 325 Па (1атм = 1кгс/см2 или грубо = 0,1 МПа).
Чаще всего мы с вами сталкиваемся с - гигакалорией (Гкал) (10 в девятой степени калорий), иногда неправильно говорят гекокалорией. Не путайте с гектоКал – о гектоКал мы, кроме учебников практически ни где не слышим.
Вот в каком соотношении Кал и Гкал друг с другом.
1 Кал
1 гектоКал= 100 Кал
1 килоКал (ккал)= 1000 Кал
1 мегаКал (Мкал)= 1000 ккал = 1000000 Кал
1 гигаКал (Гкал)= 1000 Мкал = 1000000 ккал = 1000000000 Кал
Когда, говоря или пишут в квитанциях, Гкал
– речь идет о том сколько тепла всего вам отпустили или отпустят за весь период – это может быть день, месяц, год, отопительный сезон и т.д.
Когда говорят
или пишут Гкал/час
– это означает, . Если расчет идет за месяц значит эти злополучные Гкал умножаем на количество часов в день (24 если не было перебоев в теплоснабжении) и дней в месяц (например, 30), но тоже когда мы получали тепло по факту.
А теперь как посчитать эту самую гигакалорию или гекокалорию (Гкал) отпущенную лично Вам.
Для этого мы должны знать:
— температуру на подаче (подающем трубопроводе тепловой сети) – среднее значение за час;
— температуру на обратке (обратном трубопроводе тепловой сети) – тоже среднее за час.
— расход теплоносителя в системе отопления за этот же промежуток времени.
Считаем разницу температур между тем, что к нам в дом пришло и тем, что от нас вернулось в тепловую сеть.
Например: 70 градусов пришло, 50 градусов мы вернули, у нас осталось 20 градусов.
И еще нам обязательно знать расход воды в системе отопления.
Если у вас есть теплосчетчик, прекрасно ищем на экране величину в т/час
. Кстати, по хорошему теплосчетчику, можете сразу же найти Гкал/час
– или как иногда говорят мгновенный расход, тогда и считать не надо, просто умножите его на часы и дни и получите тепло в Гкал за необходимый вам диапазон.
Правда это будет тоже приблизительно, точно теплосчетчик считает за каждый час сам и слаживает в свой архив, где вы всегда можете их посмотреть. В среднем хранят часовые архивы 45 суток , а месячные до трех лет. Показания в Гкал всегда можно найти и проверить по ним управляющую компанию или .
Ну а как быть, если теплосчетчика нет. У вас есть договор, там всегда есть эти злополучные Гкал. По ним посчитаем расход в т/час.
Например, в договоре написано – разрешенный максимум теплопотребления – 0,15 Гкал/час. Может быть написано и по другому, но Гкал /час будут всегда.
0,15 умножаем на 1000 и делим на разницу температур из того же договора. У вас будет указан температурный график – например 95/70 или 115/70 или 130/70 со срезом на 115 и т.д.
0,15 х 1000/(95-70) = 6 т/час, вот эти 6 тон в час нам и нужны, это наша плановая прокачка (расход теплоносителя) к которому необходимо стремится, что бы не иметь перетопа и недотопа (если конечно в договоре вам правильно указали величину Гкал/час)
И, наконец считаем тепло, полученные ранее — 20 градусов (разница температур между тем, что к нам в дом пришло и тем, что от нас вернулось в тепловую сеть) умножаем на плановую прокачку (6 т/час) получаем 20 х 6/1000 = 0,12 Гкал/час.
Эта величина тепло в Гкал отпущенное всему дому, лично Вам его посчитает управляющая компания, обычно это делается по соотношению общей площади квартиры к отапливаемой площади всего дома, подробнее об этом напишу в другой статье.
Описанный нами способ конечно грубый, но за каждый час эти способом можно, только учтите, что некоторые теплосчетчики усредняют значения по расходу за разные промежутки времени от нескольких секунд до 10 минут. Если расход воды меняется, например кто разбирает воду, или у вас стоит погодозависимая автоматика, показания в Гкал могут немного отличаться от полученных вами. Но это уж на совести разработчиков теплосчетчиков.
И еще одно небольшое замечание, значение потребленной тепловой энергии (количества теплоты) на вашем счетчике тепла (теплосчетчике, вычислителе количества тепла) может выводиться в различных единицах измерения – Гкал, ГДж, МВтч, кВтч. Соотношение единиц Гкал, Дж и кВт я привожу для Вас в таблице: А еще лучше, точнее и проще, если вы , и будете пользоваться калькулятором, для перевода единиц измерения энергии из Гкал в Дж или кВт.
В разделе на вопрос Сколько литров в 1 Гкал? заданный автором Max Yellow
лучший ответ это Посмотрел ваши комменты и понял что вам надо.
Горячая вода дожна быть не ниже +50 и не выше +70 градусов (согласно санитарным нормам и правилам СНиП 2.08-01-89 "Жилые здания").
Берем средний нагрев в 45 градусов, чтобы из холодной горячую получить. Т. е. для литра нужно потратить 45 килокалорий,
Т. е.
1литр=0,000045Гкал.
1Гкал= 22000 литра.
А вам нужно стоимость 1 литра ГВС для курсовика.
Тогда проще к бюрократам заглянуть у них все прописано.
Например для Москвы для населения 1 куб горячей стоит 105 рублей, или 10 копеек за литр. С 1 июля до 111,5 рублей подорожает.
(А за гигакалорию в Мосве 1440,50 рублей дерут с 1 января.)
Если стоимости приравнять, то получится 1 Гкал=13700 литра горячей воды.
Вот и вывел московских чиновников на чистую воду.
По теории гигакалорией можно 22 тонны нагреть, а у нас в Москве только 14 тонн получается. Остальное на обслугу уходит.
Источник:
Ответ от Wolf rabinovich
[гуру]
Ну если Гкал, это гекалитры, то 100 л
Ответ от тракторостроение
[гуру]
зависит от температуры той самой воды.. .
см. удельная теплоёмкость, может придётся переводить джоули в калории. .
то есть 1гкал можно нагреть сколько угодно литров, вопрос только до какой температуры...
