В чем измеряется отопление: величина, принципы расчетов, порядок вычислений

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:

1. лучистой энергией, радиацией;
2. конвекцией;
3. теплопроводностью.

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:

1. калория;
2. джоуль.

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:

Q = M*C* (t2-t1), где

• M — количество вещества, масса, в граммах;
• С — теплоёмкость, то количество тепла, которое необходимо сообщить единице вещества, чтобы поднять его температуру на один градус. В технической системе единиц теплоёмкость воды приравнена к одной калории/(грамм*град);
• T1— температура воды до нагревания, в градусах Цельсия;
• T2— температура воды после нагревания, в градусах Цельсия.

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

• M — масса, кг;
• А — ускорение, м/(сек*сек) = м/сек2.

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:

• 1 Кал = 4,1868 Дж;
• 1 Дж = ¼, 1868 = 0,239 Кал.

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:

• 1 Гкал/час = 4,1868*1000000000Дж/3600 сек = 1163000 Дж/сек = 1,163 МДж/сек = 1,163 МВт;
• или 1 МВт = 1/1,163 = 0,860 Гкал/час.

Этот коэффициент часто фигурирует в эмпирических формулах с теплотехникой.

Что влияет на точность теплосчетчика

                     Techem compact V

Теплосчетчик, как и любой точный прибор, при измерении потребленного тепла имеет определенную суммарную погрешность, которая складывается их погрешностей термодатчиков, расходомера и вычислителя. В квартирном учете используют приборы, имеющие допустимую погрешность 6-10%. Реальный показатель погрешности может превышать базовый, зависящий от технических характеристик комплектующих элементов.

Увеличение показателя обуславливают следующие факторы:

1. Амплитуда входящей и выходящей температуры теплоносителя, которая меньше 30оС.
2. Нарушения при монтаже относительно требований изготовителя (при установке нелицензионной организацией, производитель снимает с него гарантийные обязательства).
3. Не надлежащее качество труб, жесткая вода, используемая в теплоносителе, и наличие в нем механических примесей.
4. При расходе теплоносителя ниже минимального значения, обозначенного в технических характеристиках устройства.

В чем измеряется потребленное тепло

Расчет тарифа потребленного тепла принято производить в гигакалориях. Единица измерения относится к внесистемным, и традиционно используется со времен существования СССР. Приборы, произведенные в Европе, вычисляют потребленное тепло в ГигаДжоулях (система СИ), или общепринятой международной внесистемной единице кВт*ч (kWh).

Особых трудностей в том, как рассчитать плату за отопление, различия систем измерения у сотрудников теплоснабжающих организаций не вызывают, так как одни единицы легко переводятся в другие при помощи определенного коэффициента.

Как правильно передать показания

Квартирный измеритель тепла функционально намного проще современного мобильного телефона, но у пользователей периодически возникают непонимания процесса снятия и отправки показаний дисплея.

Для предотвращения подобных ситуаций, перед началом процедуры снятия и передачи показаний, рекомендуется внимательно изучить его паспорт, в котором даны ответы на большинство вопросов, связанных с характеристиками и обслуживанием устройства.

В зависимости от конструктивных особенностей прибора, съем данных производят следующими способами:

1. С жидкокристаллического дисплея путем визуальной фиксации показаний с различных разделов меню, которые переключаются кнопкой.
2. ОРТО передатчик, который включают в базовую комплектацию европейских приборов. Способ позволяет вывести на ПК и распечатать расширенную информацию о работе прибора.
3. M-Bus модуль входит в поставку отдельных счетчиков с целью подключения устройства к сети централизованного сбора данных теплоснабжающими организациями. Так, группу приборов объединяют в слаботочную сеть кабелем «витая пара» и подсоединяют к концентратору, который их периодически опрашивает. После формируется отчет и доставляется в теплоснабжающую организацию, либо выводится на дисплей компьютера.
4. Радиомодуль, входящий в поставку некоторых счетчиков, передает данные беспроводным способом, на расстояние, достигающее нескольких сотен метров. При попадании приемника в радиус действия сигнала, показания фиксируются и доставляются в теплоснабжающую организацию. Так, приемник иногда закрепляют на мусоровоз, который при следовании по маршруту ведет сбор данных с близлежащих счетчиков.

Что такое калории

При сооружении зданий все замеры и теплотехнические расчеты производятся в гигакалориях. Коммунальные хозяйства также предпочитают эту единицу измерения, за её приближённость к реальной жизни и возможность вычислений в промышленных масштабах.

Из школьного курса помним, что калория – это та работа, которая нужна для подогрева 1 грамма воды на одну единицу °C (при определённом атмосферном давлении).

• 1 Ккал = 1 тыс. кал.
• 1 Гкал = 1 млн. Ккал, или 1 Млрд. кал.

В квитанциях за отопление может быть использовано измерение:

• Гкал;
• Гкал/час.

В первом случае, имеется в виду поставленное тепло за какой-то период (это может быть месяц, год или же сутки). Гкал/час – это характеристика мощности прибора или процесса (такая единица измерения может сообщать о производительности отопительного прибора или о скорости теплопотерь здания зимой). В квитанциях подразумевается тепло, которое отпустили за 1 час. Тогда для пересчёта на сутки нужно умножить число на 24, а на месяц ещё на 30 / 31.

1 Гкал/час = 40 м3 воды, которые нагрели до 25 °С за 1 час.

Также гигакалория может быть привязана к объёмам топлива (твёрдого или жидкого) Гкал/м3. И показывает, сколько тепла можно получить с кубометра этого топлива.

Как перевести Гкал в кВтч и Гкалч в кВт

На различных устройствах сферы теплоэнергетики указывают различные метрические величины. Так, на отопительных котлах и обогревателях чаще указывают киловатт и киловатт в час. На счётных приборах (счётчиках) чаще встречаются Гкал. Разница в величинах мешает правильному расчёту искомой величины по формуле.

Чтобы облегчить расчётный процесс, необходимо научиться переводить одну величину в другую и наоборот. Поскольку величины имеют постоянное значение, то это несложно – 1 Гкал/ч равен 1162,7907 кВт.

Если величина представлена в мегаваттах, её можно перевести обратно в Гкал/ч, умножив на постоянное значение 0,85984.

Ниже представлены вспомогательные таблицы, позволяющие быстро переводить величины из одной в другую:

Таблица обратная предыдущей:

Использование данных таблиц значительно упростит процесс расчёта стоимости тепловой энергии. Кроме того, для упрощения действий, можно воспользоваться одним из предложенных в сети Интернет онлайн-конвертеров, преобразующих физические величины одна в другую.

Самостоятельный расчёт потребляемой энергии в Гигакалориях позволит владельцу жилого/нежилого помещения контролировать стоимость коммунальных услуг, а также – работу коммунальных служб. С помощью проведения простых подсчётов появляется возможность сверить результаты с аналогичными в получаемых платёжных квитанциях и обратиться в соответствующие органы в случае разности показателей.

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 разные теплосчетчики хранят часовые архивы 45 суток, а месячные до трех лет. Показания в Гкал всегда можно найти и проверить по ним управляющую компанию или обслуживающую организацию.

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.

Посчитать приблизительно тепло за месяц теперь легко – 0,12х24х30 (30 это число дней в месяце)=86,4 Гкал.

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 проверить как работает теплосчетчик 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 скачаете программу пересчета Гкал к себе на компьютер, и будете пользоваться калькулятором, для перевода единиц измерения энергии из Гкал в Дж или кВт.

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:

• Дросселирование радиаторов. При ограничении проходимости снижается температура, и уменьшаются энергозатраты.
• На обратке ставится общий термостат. Расход теплоносителя зависит от температуры в квартире. При малом расходе температура больше, при большом – меньше.

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:

• газ – природный 3,3 тыс. руб, сжиженный 520 руб.;
• твердое топливо – уголь 550 руб., пеллеты 1,8 тыс. руб.;
• дизель – 3270 руб.;
• электричество – 4,3 тыс. руб.

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

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.

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 применяется коэффициент периодичности внесения потребителями платы ).

Выводы

Миф о неправильности выбора «Гкал/кв.метр» в качестве единицы измерения норматива потребления коммунальной услуги по отоплению опровергнут. Более того, в настоящей статье доказана логичность и обоснованность применения именно такой единицы измерения. Неправильность предлагаемых лжетеоретиками методов доказана, их расчеты опровергнуты элементарными правилами математики.

Необходимо отметить, что подавляющая часть лжетеорий и мифов жилищной сферы ставит своей целью доказывание, якобы размер платы, предъявлемой собственникам к оплате, завышен — именно это обстоятельство способствует «живучести» таких теорий, их распространению и росту их сторонников. Вполне разумно стремление потребителей каких бы то ни было услуг минимизировать свои расходы, однако попытки использования лжетеорий и мифов не приводят ни к какой экономии, а направлены лишь на разжигание вражды , на внедрение в сознание потребителей идеи о том, что их обманывают, необоснованно взимают с них денежные средства. Очевидно, что суды и надзорные органы, уполномоченные разбираться в конфликтных ситуациях между исполнителями и потребителями коммунальных услуг, не будут руководствоваться лжетеорими и мифами, следовательно, никакой экономии и никаких иных позитивных последствий из введения потребителей ЖКУ в заблуждение ни для самих потребителей, ни для других участников жилищных отношений быть не может.