Rozliczanie energii cieplnej dla "Manekinów". Co to jest energia cieplna

Różne technologie i materiały budowlane mają swoje zalety i wady. Na przykład dom zbudowany z klasycznej cegły dla wielu kojarzy się z niezawodnością. Ale co, jeśli rozważymy to w kategoriach efektywności energetycznej? W takim przypadku cegła nie zajmie wiodącej pozycji.

W celu rozwiązania problemu sprawności cieplnej budynków zaczęto stosować grzejniki różnych typów i jakości. Począwszy od pianki termoizolacyjnej, którą można w prosty sposób nałożyć na określone odcinki ściany istniejącego domu, a skończywszy na pełnowartościowych modułach ściennych energooszczędnych. Oczywiście próby ocieplenia istniejącego domu przyniosą pewne efekty, ale nie będą wystarczająco skuteczne, także z finansowego punktu widzenia. Dlatego pojawiły się tanie rozwiązania w postaci paneli, początkowo wyposażonych w izolację. Są to albo płyty warstwowe, które stanowią izolację piankową (styropian) wklejoną między płyty DSP, albo izolację włóknistą (np. wełnę mineralną) osadzoną w ramie drewnianej ściany.

Niedawno dopracowano pomysł wykorzystania panelu ściennego. W efekcie zaczęto budować domy energooszczędne z pełnoprawnych hermetycznych modułów ściennych. Izolacja o rekordowo niskiej przewodności cieplnej jest hodowana wewnątrz modułów bezpośrednio w fabryce.

Zaletą stosowania modułów ściennych jako części energooszczędnej jednostki budowlanej jest ich zdolność do najlepszego blokowania przenoszenia energii cieplnej z zewnątrz do wewnątrz i odwrotnie. Aby nauczyć się rozróżniać Materiały budowlane według nich właściwości termofizyczne, a także aby zrozumieć, dlaczego energooszczędne moduły ścienne sprawdzają się lepiej niż płyty warstwowe, przeanalizujemy wszystkie możliwe mechanizmy dystrybucji ciepła.

Energia cieplna może być przekazywana tylko za pomocą trzech mechanizmów: konwekcja, przewodzenie ciepła i promieniowanie cieplne.

Konwekcja cieplna występuje, gdy gorące cząsteczki przemieszczają się z jednego miejsca w drugie. Tendencja gorącego powietrza do wznoszenia się jest motorem naturalnej konwekcji termicznej. Przewodność cieplna to transfer energii cieplnej z jednej cząsteczki do drugiej. Każda cząsteczka może nie zmienić swojego położenia w przestrzeni, ale energia zostanie jednak przekazana. Gorąca (o wyższej energii) cząsteczka może przekazać część swojej energii sąsiedniej cząsteczce, jeśli ta ostatnia jest mniej podgrzana (ma mniej energii). Z grubsza rzecz biorąc, im gęstszy materiał, tym więcej cząsteczek stykają się ze sobą, co oznacza większe możliwości przewodzenia ciepła. promieniowanie cieplne(lub energia promieniowania) jest formą promieniowania elektromagnetycznego blisko spokrewnioną ze światłem widzialnym. podczerwień promieniowanie elektromagnetyczne, ale rozchodzi się dokładnie w taki sam sposób, w jaki rozchodzi się światło widzialne: przez próżnię, przez atmosferę, przez wodę i przez niektóre ciała stałe, w tym te, które są nieprzezroczyste dla światła widzialnego. W ten sposób Słońce dojrzewa Ziemię przez 150 milionów kilometrów próżni, gdzie nie ma procesu konfekcjonowania ani przewodzenia ciepła. W temperaturach powyżej zera absolutnego (-273 C) każda materia promieniuje pewną energią. Te trzy mechanizmy często współpracują ze sobą. Na przykład powietrze w piecu jest ogrzewane przez przewodzenie i promieniowanie, dyfunduje przez budynek przez konwekcję i ogrzewa zimniejsze przedmioty przez przewodzenie i promieniowanie.

Przyjrzyjmy się teraz panelom ściennym i modułom.

Wewnątrz modułów ściennych i paneli znajduje się grzałka, która ze swej natury jest spienioną lekką substancją. Z tego wynikają dwa wnioski. "Spieniony" oznacza kilka molekuł w kontakcie - niska przewodność cieplna, „światło” oznacza, że ​​jest dobrze reflektor promieniowania cieplnego. Dzięki odbiciu energia promieniowania nie jest akumulowana, magazynowana ani transmitowana. Ale panel „kanapkowy” nie jest hermetyczny dzięki swojej konstrukcji, dzięki czemu woda i powietrze przenikają przez panel, co oznacza nie ma blokowania procesu konwekcji. W ten sposób ciepło jest rozpraszane przez konwekcję. Ale woda i powietrze nie mogą przejść przez całkowicie szczelny moduł ścienny, dlatego zmniejsza możliwość konwekcji. Im bardziej szczelny moduł, tym mniejsze znaczenie powyższych procesów.

Oznacza to, że ciepło słoneczne pozostaje na zewnątrz budynku, gdy latem próbujesz schłodzić pomieszczenie. Zimą całe ciepło zgromadzone w domu pozostaje w domu i nie wychodzi na zewnątrz.

Co to jest energia cieplna?

Energia to zdolność ciała do wykonywania pracy. Wyróżnia się następujące typy: elektryczne, mechaniczne, grawitacyjne, jądrowe, chemiczne, elektromagnetyczne, termiczne i inne.

Pierwsza to energia elektronów poruszających się wzdłuż łańcucha. Często służy do uzyskiwania mechanicznego za pomocą silników elektrycznych.

Drugi przejawia się w ruchu, interakcji poszczególnych cząstek i ciał. odkształcenia podczas rozciągania, zginania, skręcania i ściskania ciał sprężystych.

Energia chemiczna powstaje pomiędzy substancjami. Może być uwalniany w postaci ciepła (na przykład podczas spalania), a także przekształcany w energię elektryczną (w akumulatorach i

Elektromagnetyka przejawia się w wyniku ruchu pól magnetycznych i elektrycznych w postaci fal podczerwonych i radiowych itp. Jądra jest zawarta w substancjach radioaktywnych i jest uwalniana w wyniku rozszczepienia ciężkich jąder lub syntezy płuc. Grawitacyjne - energia, która wynika z grawitacji ciał masywnych (grawitacji).

Energia cieplna powstaje w związku z chaotycznym ruchem cząsteczek, atomów i innych cząstek. Może zostać uwolniony w wyniku działania mechanicznego (tarcie), chemicznego lub jądrowego (rozszczepienie jądrowe). Większość energii cieplnej pochodzi ze spalania. różnego rodzaju paliwo. Służy do ogrzewania, odparowywania, ogrzewania i innych procesów technologicznych.

Energia cieplna jest formą energii wynikającą z wibracje mechaniczne elementy strukturalne dowolnej substancji. Parametrem pozwalającym określić możliwość wykorzystania go jako źródła energii jest potencjał energetyczny. Może być wyrażona w kilowatogodzinach (cieplnych) lub w dżulach.

Źródła energii cieplnej dzielą się na:

• podstawowy. Substancje posiadają potencjał energetyczny dzięki naturalnym procesom. Do takich źródeł należą oceany, morza, paliwa kopalne itp. Źródła pierwotne dzielą się na niewyczerpalne, odnawialne i nieodnawialne. Te pierwsze obejmują wody termalne i substancje, które można wykorzystać do uzyskania energii termojądrowej itp. Drugi obejmuje energię słońca, wiatru, zasobów wodnych. Jeszcze inne to gaz, ropa naftowa, torf, węgiel itp.;
• wtórny. Są to substancje, których potencjał energetyczny bezpośrednio zależy od aktywności człowieka. Na przykład są to emisje ogrzewanej wentylacji, odpady komunalne, gorące nośniki ciepła odpadowego z produkcji przemysłowej (para, woda, gaz) itp.

Energia cieplna jest obecnie wytwarzana poprzez spalanie paliw kopalnych. Głównymi źródłami są ropa naftowa, węgiel, który stanowi 90% całkowitego zużycia energii. Jednak wykorzystanie energii jądrowej rośnie z dnia na dzień.

Źródła odnawialne prawie nigdy nie są wykorzystywane. Wynika to ze złożoności technologii przetwarzania ich na energię cieplną, a także niskiego potencjału energetycznego niektórych z nich.

Energia cieplna powstaje w wyniku oddziaływania fotonów podczerwonych z elektronami zewnętrznymi. Te ostatnie pochłaniają fotony i przemieszczają się na orbity oddalone od jądra. W ten sposób zwiększa się objętość substancji. Energia cieplna jest przekazywana przez fotony podczerwone. W szczególności fotony, gdy cząsteczki i atomy zderzają się ze sobą, przeskakują ze strefy zwiększonego stężenia nośników energii cieplnej do stref, w których jest ona obniżona.

Energię cieplną można wyrazić wzorem: ΔQ = cmΔT. C - oznacza ciepło właściwe materia, m to masa ciała, a ΔT to różnica temperatur.

System pomiaru ciepła dwa wieki temu opierał się na założeniu, że energia cieplna jest magazynowana, nigdzie nie znika, a jedynie przemieszcza się z jednego miejsca do drugiego. Nadal stosujemy następujące zasady:

Aby zmierzyć ilość ciepła, niech podgrzeje wodę i pomnożymy masę wody przez przyrost temperatury. Jeśli masę przyjmiemy w kg, a różnica A (temperatury) w stopniach Celsjusza, to ich iloczynem będzie ciepło w Cal, czyli kcal.

Na transfer energii cieplnej jakaś inna substancja, to najpierw masę należy pomnożyć przez wzrost temperatury, jak w przypadku wody, a następnie wynik należy pomnożyć przez „ciepło właściwe” substancji.

Aby zmierzyć energię cieplną uwalnianą przez określoną ilość paliwa, potrzebne jest specjalne urządzenie do spalenia próbki i przeniesienia powstałego ciepła bez zauważalnych strat do wody. Podobnym testom poddano prawie wszystkie rodzaje paliw. Zważoną próbkę z reguły wraz ze sprężonym tlenem umieszczano w grubej metalowej bombie, którą zanurzano w naczyniu z wodą. Następnie próbkę spalano elektrycznie i mierzono wzrost temperatury wody. Wraz z wodą rozgrzała się również bomba z całą jej zawartością; należało to wziąć pod uwagę.

Energia cieplna i cząsteczki

Każda udana próba przekazania energii gazowi podgrzewa go, zwiększając ciśnienie (objętość). W teoria kinetyczna powiązaliśmy to ze wzrostem energii kinetycznej losowo poruszających się cząsteczek. Energia cieplna gazu to po prostu energia kinetyczna w skali molekularnej. To samo można powiedzieć o płynie i ciała stałe z jedynym zastrzeżeniem, że należy wziąć pod uwagę energię kinetyczną rotacji cząsteczek i energię ich drgań.

Wyobraź sobie pocisk, który z dużą prędkością uderza w przeszkodę i na skutek tarcia utyka w niej. W tym przypadku energia kinetyczna pocisku jest przekazywana cząsteczkom otaczającego powietrza i drewna, nadając im dodatkowy ruch. Ogromna energia kinetyczna znika, a zamiast niej pojawia się energia cieplna. Jeśli przyjmiemy, że ciepło jest „uspołecznioną” energią kinetyczną, to bogactwo, składające się z ogromnej ilości uporządkowanej energii kinetycznej, rozkłada się na wszystkie losowo poruszające się cząsteczki – „godne” i „niegodne”. Kiedy ołowiana kula uderza w ścianę, większość jej bogatego zasobu energii kinetycznej jest przekształcana w energię drgań poszczególnych atomów ołowiu i ściany; energia wyszkolonej armii degeneruje się w bezładny tłum.

W każdej dyskusji dotyczącej zagadnień związanych z wykorzystaniem energii konieczne jest rozróżnienie między energią cieplną (energią ruchu chaotycznego) a energią ruchu uporządkowanego, nazywaną w technice energią swobodną. Tak więc energia kinetyczna lecącego pocisku to energia uporządkowanego ruchu – cała zawarta jest w puli. Nazywamy to energią darmową, ponieważ można ją w całości przekształcić w energię potencjalną; Aby to zrobić, wystarczy strzelić pionowo w górę! Energia odkształcenia też jest uporządkowana i nazywamy ją również energią swobodną, ​​ponieważ sprężyna może ją wydać na podnoszenie ładunku. Prawie cała energia chemiczna jest bezpłatna, podobnie jak energia elektryczna i energia promieniowania wysokotemperaturowego. Każda z tych form energii pozwala wykorzystać całą energię. Chaotyczna energia cieplna ma jedną istotną wadę. Bez względu na to, jakie sztuczki zastosujemy, tylko część ciepła może zamienić się w energię mechaniczną.

Wynika to z faktu, że nawet w najlepszych wyobrażalne maszyny aby zamienić ciepło w energię mechaniczną, część ciepła jest przekazywana do lodówki. W przeciwnym razie maszyna nie będzie w stanie powtórzyć cyklu pracy. Nie jesteśmy w stanie całkowicie uporządkować losowego ruchu molekuł, zamieniając ich energię na swobodną. Jakiś chaos na zawsze pozostanie. Eksperyment myślowy z idealnym silnikiem cieplnym mówi, że maksymalna proporcja ciepła, którą można wykorzystać to (T1-T2) / T1, gdzie T1 jest temperaturą bezwzględną „grzałki” lub kotła, a T2 jest temperaturą bezwzględną chłodziarkę maszyny (o znaczeniu temperatury bezwzględnej patrz rozdział 27). Tak, para pod wysokie ciśnienie o temperaturze 500 ° K (227 ° C), zamieniając się w wodę o temperaturze 300 ° K (27 ° C), może dawać wydajność nie większą niż (500-300) / 500, czyli 40% Taka silnik parowy powinien wyrzucać, oprócz rzeczywistych strat, 60% swojego ciepła.

Z tego staje się całkiem oczywiste, że energia cieplna a silniki cieplne stanowią wąskie gardło nowoczesnej energetyki. Wszystkie maszyny pracują w trybie ciągłym produkcja energii cieplnej, a jego wyrzucenie do środowisko. Co więcej, jeśli jest całkiem możliwe rozwiązanie problemów wydajnej konwersji na energię elektryczną poprzez udoskonalanie półprzewodników i nanotechnologii, to problem niskiej sprawności silnika cieplnego nie może być rozwiązany.

Maksymalna wydajność to (T1-T2)/T1 lub 1-(T2/T1). Czyli im wyższy T1 (lub niższy T2), tym wydajność jest bliższa jedności. Aby obniżyć koszty, elektrownie starają się zadowolić najwyższą możliwą temperaturą T1 grzałki, czyli kotła. Poważne ograniczenia wynikają z tego, że olej zaczyna się palić, a metal zaczyna się topić. Temperatura T2 przy stałym dopływie ciepła nie może być przez długi czas niższa od temperatury otoczenia. W praktyce nie mamy możliwości bezpośredniego wykorzystania energii chemicznej lub atomowej. Najpierw musimy zamienić ją na energię cieplną, a dopiero potem nie możemy uniknąć dużych strat cieplnych.

Może się to wydawać paradoksalne, ale to samo rozumowanie oparte na eksperymentach myślowych mówi, że gdy pojawia się inna potrzeba – aby uzyskać ciepło z darmowej energii, czyli gdy chcemy ogrzać mieszkanie prądem, możemy osiągnąć wysoką sprawność (k.p.d.).

Wykorzystując darmową energię, za pomocą małej maszyny możemy „pompować” energię cieplną z zimnej ulicy do ciepłego pomieszczenia. W zasadzie taka pompa ciepła dla zużycie energii cieplnej może służyć lodówka wywrócona na lewą stronę, której zamrażarka znajduje się na zewnątrz pomieszczenia.

Wykorzystując światło słoneczne, węgiel lub wodę do wykonywania pożytecznych prac, takich jak zasilanie lamp elektrycznych, jazda na tokarce lub pompowanie wody pod górę itp., raz po raz dochodzimy do energii cieplnej jako prawie nieuniknionego produktu ubocznego (ze względu na tarcie) i najbardziej prawdopodobny produkt końcowy. Kiedy światło lampy jest pochłaniane przez ściany, maszyna tnie metal lub woda spływa z powrotem do oceanu, energia pierwotnie otrzymana z paliwa zostaje ostatecznie zamieniona w ciepło. A jeśli na początku mieliśmy do czynienia z upałem, to w końcowej fazie temperatura będzie niższa. Praktycznie nie nadaje się do dalszego użytku. Możesz oczywiście wymyślić inny koniec - pozwolić promieniować światłu w przestrzeń międzygwiezdną, maszynie do skręcania sprężyny i pozostawić wodę na szczycie wzgórza, ale z reguły produktem końcowym jest nadal energia cieplna . (Cała energia ze spalania benzyny we wszystkich samochodach na świecie w ciągu ostatniego roku przeszła ostatecznie na ogrzewanie powietrza i ziemi - tak się okazuje).

Po prostu o kompleksie – Energia cieplna

• Galeria obrazów, obrazków, zdjęć.
• Określanie ilości energii cieplnej, strat energii – podstawy, szanse, perspektywy, rozwój.
• Ciekawe fakty, przydatne informacje.
• Zielone wiadomości - Określanie ilości energii cieplnej, strat energii.
• Linki do materiałów i źródeł - Energia cieplna.

Nie podam tutaj definicji słownikowej. energia cieplna . Postaram się wszystko wytłumaczyć na palcach. Artykuł nie jest dla ekspertów.

Pomyśl, co się zmieniło gorąca woda z zimna, co wpływa na temperaturę wody?

Różni się ilością zawartego w nim ciepła. Tego ciepła, czyli energii cieplnej, nie można zobaczyć ani dotknąć, można je tylko odczuć. Każda woda o temperaturze wyższej niż 0°C zawiera pewną ilość ciepła. Im wyższa temperatura wody (pary lub kondensatu), tym więcej zawiera w sobie ciepła.

Ciepło jest mierzone w kaloriach, w dżulach, w MWh (megawatach na godzinę), a nie w stopniach °C.

Ponieważ taryfy są zatwierdzane w hrywnach za gigakalorię, jako jednostkę miary przyjmiemy Gcal.

Zatem gorąca woda składa się z samej wody i zawartej w niej energii cieplnej lub ciepła (Gcal). Woda wydaje się być nasycona gigakaloriami. Im więcej Gcal w wodzie, tym jest cieplej. Czasami gorąca woda nazywana jest nośnikiem ciepła, tj. przynosi ciepło.

W systemach grzewczych czynnik chłodzący (gorąca woda) wchodzi do systemu grzewczego w jednej temperaturze i wychodzi w innej. Oznacza to, że przyszedł z jedną ilością ciepła, a wyszedł z inną. Płyn chłodzący oddaje część ciepła do otoczenia poprzez grzejniki. Za tę część, która nie wróciła do systemu, a która jest mierzona w Gcal ktoś musi zapłacić

W przypadku zaopatrzenia w ciepłą wodę (lub pośpiechu w systemie grzewczym) zużywamy całą wodę i odpowiednio wszystkie zawarte w niej 100% Gcal, nie zwracamy niczego z powrotem do systemu.

Tak więc, instalując liczniki w budynku mieszkalnym lub prywatnym domu, zapłacimy bezpośrednio za ciepło zużywane (Gcal) przez nasz lokal. Jeśli nie ma licznika, zostaniemy obciążeni kwotą za zużyte ciepło. według taryfy”. Co więcej, ta „w tempie” może być kilkakrotnie wyższa niż ilość faktycznie zużywanego przez nas ciepła. Dlatego dzisiaj, bardziej niż kiedykolwiek, pojawia się pytanie o instalację liczników energii cieplnej.

Czym jest rozliczanie energii cieplnej.

Licznik energii cieplnej to zespół urządzeń, dlatego nazywany jest węzłem.

Technicznie wygląda to tak. W rurociągach sieci grzewczych (do zasilania, do powrotu, do sieci CWU) wycinane są następujące elementy:

• przepływomierze - zmierz ilość przepuszczonego chłodziwa;
• czujniki temperatury - mierzą temperaturę chłodziwa;
• i (nie zawsze) czujniki ciśnienia - mierzą ciśnienie w rurociągach.

Urządzenia muszą być zasilane jakimś napięciem, autonomicznym lub sieciowym, w zależności od typu urządzenia.

Urządzenia te należy umieścić jak najbliżej granicy bilansu (BP) i odpowiedzialności operacyjnej (EO), tj. do miejsca, w którym zaczynają się Twoje sieci. Umowa na dostawę ciepła musi posiadać odpowiednią ustawę lub aneks.

Jeżeli urządzenia nie ulegną awarii na granicy BP i EO, to przedsiębiorstwo ciepłownicze oblicza straty ciepła na odcinku sieci ciepłowniczych od granicy BP do miejsca zainstalowania urządzeń rejestrujących dla każdego rurociągu, biorąc pod uwagę sposób układania (pod ziemią / ziemią), średnicę sieci i obecność izolacji termicznej rurociągów.

Opłata za straty ciepła jest naliczana dodatkowo do odczytów licznika ciepła metodą bilansową. Na fakturze do zapłaty są one zwykle przypisywane jako osobna linia. W niektórych przedsiębiorstwach ciepłowniczych straty ciepła nie są brane pod uwagę, są one obliczane zgodnie z odczytami ciepłomierza.

Z urządzenia pomiarowe przewody wysyłają sygnały do ​​rejestratora ciepła, ciepłomierza lub ciepłomierza, jak chcesz. Rejestrator ciepła rejestruje dane w swojej pamięci i przechowuje w swoim archiwum okres określony przez producenta.

Na przykład odczyty godzinowe można przechowywać z ostatnich 15 dni, odczyty dzienne z ostatnich 45 dni, odczyty miesięczne z ostatnich 12 miesięcy.

Na podstawie tych danych rejestrator ciepła matematycznie oblicza Gcal, za który płacimy.

Jednak instalacja licznika energii cieplnej nie prowadzi do oszczędności!

Jeśli zainstalujesz licznik ciepła i jednocześnie założysz, że teraz nadeszło szczęście - to kompletne złudzenie! Aby zaoszczędzić pieniądze, konieczne jest, aby firma ciepłownicza zaczęła pobierać mniej, w rzeczywistości „według licznika”. Do tego jest to konieczne pobrać dane z licznika i przenieść je do sieci ciepłowniczej ! To pozwoli Ci zaoszczędzić pieniądze!