Contabilizarea energiei termice pentru „Manechine”. Ce este energia termică

Diverse tehnologii și materiale de construcție au propriile avantaje și dezavantaje. Deci, de exemplu, o casă construită din cărămidă clasică este asociată cu fiabilitatea pentru mulți. Dar dacă o luăm în considerare din punct de vedere al eficienței energetice? În acest caz, cărămida nu va ocupa o poziție de conducere.

Pentru a rezolva problema eficienței termice a clădirilor, au început să fie utilizate diverse tipuri și calități de încălzitoare. Pornind de la spuma termoizolantă, care poate fi aplicată pur și simplu pe anumite secțiuni ale peretelui unei case existente, terminând cu module de perete eficiente din punct de vedere energetic. Evident, încercările de a izola o casă existentă vor aduce unele rezultate, dar nu vor fi suficient de eficiente, inclusiv din punct de vedere financiar. Prin urmare, au apărut soluții ieftine sub formă de panouri, echipate inițial cu izolație. Acestea sunt fie panouri sandwich, care sunt izolație spumă (polistiren) lipită între plăcile DSP, fie izolație fibroasă (de exemplu, vată minerală) încorporată în cadrul unui perete de lemn.

Mai recent, ideea de a folosi un panou de perete a fost rafinată. Ca urmare, case eficiente din punct de vedere energetic au început să fie construite din module de perete ermetice cu drepturi depline. Izolația cu o conductivitate termică record scăzută este crescută în interiorul modulelor direct din fabrică.

Avantajul utilizării modulelor de perete ca parte a unei unități de clădire eficiente din punct de vedere energetic este capacitatea lor de a bloca cel mai bine transferul de energie termică din exterior către interior și invers. Să înveți să distingem Materiale de construcție dupa parerea lor proprietăți termofizice, precum și pentru a înțelege de ce modulele de perete eficiente din punct de vedere energetic își fac treaba mai bine decât panourile sandwich, vom analiza toate mecanismele posibile de distribuție a căldurii.

Energia termică poate fi transferată doar prin trei mecanisme: convecție, conducție a căldurii și Radiație termala.

Convecție termică apare atunci când moleculele fierbinți se deplasează dintr-un loc în altul. Tendința aerului cald de a crește este motorul convecției termice naturale. Conductivitate termică este transferul de energie termică de la o moleculă la alta. Este posibil ca fiecare moleculă să nu-și schimbe poziția în spațiu, dar energia va fi totuși transferată. O moleculă fierbinte (de energie mai mare) poate transfera o parte din energia sa unei molecule vecine dacă aceasta din urmă este mai puțin încălzită (are mai puțină energie). În linii mari, cu cât materialul este mai dens, cu atât mai multe molecule sunt în contact unul cu celălalt, ceea ce înseamnă mai multe oportunități de conductivitate termică. Radiație termala(sau energia radiației) este o formă de radiație electromagnetică strâns legată de lumina vizibilă. infraroşu radiatie electromagnetica, dar se propagă exact în același mod în care se propaga lumina vizibilă: prin vid, prin atmosferă, prin apă și prin unele solide, inclusiv cele care sunt opace la lumina vizibilă. Astfel, Soarele maturizează Pământul prin 150 de milioane de kilometri de vid, unde nu există nici procesul de confecționare, nici conducerea căldurii. La temperaturi peste zero absolut (-273 C), orice materie radiaza ceva energie. Aceste trei mecanisme funcționează adesea împreună. De exemplu, aerul dintr-un cuptor este încălzit prin conducție și radiație, difuzează printr-o clădire prin convecție și încălzește obiectele mai reci prin conducție și radiație.

Acum să ne uităm la panourile de perete și modulele.

În interiorul modulelor de perete și panourilor există un încălzitor, care prin natura sa este o substanță ușoară spumată. De aici rezultă două concluzii. „Spumat” înseamnă câteva molecule în contact - conductivitate termică scăzută, „lumină” înseamnă că este bună reflector pentru radiații termice. Datorită reflexiei, energia radiației nu este acumulată, stocată sau transmisă. Dar panoul „sandwich” nu este etanș prin design, datorită căruia apa și aerul intră prin panou, ceea ce înseamnă nu există blocare a procesului de convecție. Astfel, căldura este disipată prin convecție. Dar apa și aerul nu pot trece printr-un modul de perete complet etanș, motiv pentru care reduce posibilitatea de convecție. Cu cât modulul este mai etanș, cu atât mai puțină semnificația proceselor de mai sus.

Aceasta înseamnă că căldura de la soare rămâne în afara clădirii atunci când încercați să răciți camera vara. Iarna, toată căldura acumulată în casă rămâne înăuntru și nu iese afară.

Ce este energia termică?

Energia este capacitatea unui organism de a lucra. Se disting următoarele tipuri: electrice, mecanice, gravitaționale, nucleare, chimice, electromagnetice, termice și altele.

Prima este energia electronilor care se deplasează de-a lungul lanțului. Adesea este folosit pentru obținerea mecanică cu ajutorul motoarelor electrice.

Al doilea se manifestă în mișcare, interacțiunea particulelor și corpurilor individuale. deformari in timpul tensionarii, indoirii, rasucirii si compresiunii corpurilor elastice.

Energia chimică rezultă din între substanțe. Poate fi eliberat sub formă de căldură (de exemplu, în timpul arderii), precum și transformat în energie electrică (în baterii și

Electromagnetic se manifestă ca urmare a mișcării câmpurilor magnetice și electrice sub formă de unde infraroșii și radio etc. Nuclearul este conținut în substanțele radioactive și este eliberat ca urmare a fisiunii nucleelor ​​grele sau a sintezei plămânilor. Gravitațional - energie, care se datorează gravitației corpurilor masive (gravitație).

Energia termică apare în legătură cu mișcarea haotică a moleculelor, atomilor și altor particule. Poate fi eliberat ca urmare a acțiunii mecanice (frecare), chimică sau nucleară (fisiune nucleară). Cea mai mare parte a energiei termice provine din ardere. diferite feluri combustibil. Este folosit pentru încălzire, evaporare, încălzire și alte procese tehnologice.

Energia termică este o formă de energie rezultată din vibratii mecanice elementele structurale ale oricărei substanţe. Parametrul care vă permite să determinați posibilitatea utilizării acestuia ca sursă de energie este potențialul energetic. Poate fi exprimat în kilowați (termic) ore sau în jouli.

Sursele de energie termică sunt împărțite în:

• primar. Substanțele posedă potențialul energetic datorat proceselor naturale. Astfel de surse includ oceanele, mările, combustibilii fosili etc. Sursele primare sunt împărțite în inepuizabile, regenerabile și neregenerabile. Primele includ ape termale și substanțe care pot fi utilizate pentru obținerea energiei termonucleare etc. Al doilea include energia soarelui, vântul, resursele de apă. Alții includ gaz, petrol, turbă, cărbune etc.;
• secundar. Acestea sunt substanțe al căror potențial energetic depinde direct de activitățile oamenilor. De exemplu, acestea sunt emisiile de ventilație încălzită, deșeurile municipale, transportatorii de căldură reziduală fierbinte din producția industrială (abur, apă, gaz) etc.

Energia termică este produsă în prezent prin arderea combustibililor fosili. Principalele surse sunt țițeiul, cărbunele, care asigură 90% din consumul total de energie. Cu toate acestea, utilizarea energiei nucleare crește pe zi ce trece.

Sursele regenerabile nu sunt aproape niciodată folosite. Acest lucru se datorează complexității tehnologiei de transformare a acestora în energie termică, precum și potențialului energetic scăzut al unora dintre ele.

Energia termică apare ca urmare a interacțiunii fotonilor infraroșii cu electronii externi. Acestea din urmă absorb fotonii și se deplasează pe orbite departe de nucleu. Astfel, volumul substanței crește. Energia termică este transferată prin fotonii infraroșii. În special, fotonii, când moleculele și atomii se ciocnesc între ele, sar din zona de concentrare crescută a purtătorilor de energie termică în acele zone în care este coborâtă.

Energia termică poate fi exprimată în formula: ΔQ = c.m.ΔT. C - înseamnă căldura specifică materie, m este masa corpului, iar ΔT este diferența de temperatură.

Sistemul de măsurare a căldurii de acum două secole se baza pe ideea că energia termică este stocată, nu dispare nicăieri, ci doar se deplasează dintr-un loc în altul. Folosim în continuare următoarele reguli:

Pentru a măsura cantitatea de căldură, să o facem să încălzească apa și să înmulțim masa de apă cu creșterea temperaturii. Dacă masa este luată în kg, iar diferența A (temperaturi) este în grade Celsius, atunci produsul lor va fi căldura în Cal, sau kcal.

La transfer de energie termică altă substanță, apoi mai întâi masa trebuie înmulțită cu creșterea temperaturii, ca și în cazul apei, iar apoi rezultatul trebuie înmulțit cu „căldura specifică” a substanței.

Pentru a măsura energia termică eliberată de o anumită cantitate de combustibil, este necesar un dispozitiv special pentru a arde proba și a transfera căldura rezultată fără pierderi vizibile în apă. Aproape toate tipurile de combustibil au fost supuse unor teste similare. Proba cântărită, de regulă, împreună cu oxigenul comprimat, a fost plasată într-o bombă de metal groasă, care a fost scufundată într-un vas cu apă. Apoi, proba a fost arsă cu energie electrică și a fost măsurată creșterea temperaturii apei. Impreuna cu apa s-a incalzit si bomba cu tot continutul; acest lucru trebuia luat în considerare.

Energie termică și molecule

Orice încercare reușită de a transfera energie unui gaz îl încălzește, crescând presiunea (volumul). LA teoria cinetică am asociat acest lucru cu o creștere a energiei cinetice a moleculelor care se mișcă aleatoriu. Energia termică a unui gaz este pur și simplu energie cinetică la scară moleculară. Același lucru se poate spune atât pentru lichid, cât și pentru solide cu singura avertizare că este necesar să se țină cont de energia cinetică de rotație a moleculelor și de energia vibrațiilor acestora.

Imaginați-vă un glonț care lovește un obstacol cu ​​mare viteză și, din cauza frecării, rămâne blocat în el. În acest caz, energia cinetică a glonțului este transferată moleculelor aerului și lemnului din jur, dându-le mișcare suplimentară. Energia cinetică uriașă dispare, iar energia termică apare în schimb. Dacă presupunem că căldura este o energie cinetică „socializată”, atunci bogăția, constând într-o cantitate imensă de energie cinetică ordonată, este distribuită între toate moleculele care se mișcă aleatoriu - „demn” și „nedemn”. Când un glonț de plumb lovește un perete, cea mai mare parte a stocului său bogat de energie cinetică este transformată în energie vibrațională a atomilor individuali de plumb și a peretelui; energia unei armate antrenate degenereaza intr-o multime dezordonata.

În orice discuție a problemelor legate de utilizarea energiei, este necesar să se facă distincția între energia termică (energia mișcării haotice) și energia mișcării ordonate, cunoscută în tehnologie ca energie liberă. Deci, energia cinetică a unui glonț zburător este energia unei mișcări ordonate - totul este conținut în bazin. O numim energie liberă pentru că poate fi transformată în energie potențială în întregime; Pentru a face acest lucru, trebuie doar să trageți vertical în sus! Energia de deformare este, de asemenea, ordonată și o numim și energie liberă, deoarece arcul o poate cheltui pentru ridicarea sarcinii. Aproape toată energia chimică este liberă, la fel ca și energia electrică și energia radiațiilor la temperatură înaltă. Oricare dintre aceste forme de energie vă permite să utilizați toată energia. Energia termică haotică are un dezavantaj semnificativ. Indiferent de trucurile pe care le alegem, doar o parte din căldură se poate transforma în energie mecanică.

Acest lucru se datorează faptului că chiar și în cele mai bune mașini imaginabile pentru a converti căldura în energie mecanică, o parte din căldură este transferată la frigider. În caz contrar, mașina nu va putea repeta ciclul de lucru. Nu suntem capabili să ordonăm complet mișcarea aleatorie a moleculelor, transformându-i energia în liberă. Un haos va rămâne mereu. Un experiment de gândire cu un motor termic ideal spune că proporția maximă de căldură care poate fi utilizată este (T1-T2) / T1, unde T1 este temperatura absolută a „încălzitorului” sau cazanului, iar T2 este temperatura absolută a frigiderul mașinii (despre semnificația temperaturii absolute vezi capitolul 27). Deci, abur sub presiune ridicata cu o temperatură de 500 ° K (227 ° C), transformându-se în apă cu o temperatură de 300 ° K (27 ° C), poate oferi o eficiență de cel mult (500-300) / 500 sau 40% Un astfel de motorul cu abur ar trebui să arunce, pe lângă pierderile reale, 60% din căldura lor.

De aici devine destul de evident că energie termală iar motoarele termice reprezintă blocajul în energia modernă. Toate mașinile sunt angajate în continuu producerea energiei termice, și ejectarea acestuia în mediu inconjurator. Mai mult, dacă este destul de posibil să se rezolve problemele conversiei eficiente în energie electrică prin îmbunătățirea semiconductoarelor și nanotehnologiilor, atunci problema eficienței scăzute a unui motor termic nu poate fi rezolvată.

Eficiența maximă este (T1-T2)/T1 sau 1-(T2/T1). Deci, cu cât T1 mai mare (sau T2 mai mic), cu atât eficiența este mai aproape de unitate. Pentru a reduce costurile, centralele electrice încearcă să facă cu cea mai mare temperatură posibilă T1 a încălzitorului sau cazanului. Limitări serioase apar din cauza uleiului, care începe să ardă, și a metalului, care începe să se topească. Temperatura T2, cu o furnizare constantă de căldură, nu poate fi redusă mai mult timp decât temperatura ambiantă. În practică, nu avem cum să folosim direct energia chimică sau atomică. Mai întâi trebuie să o transformăm în energie termică și abia după aceea nu putem evita pierderi termice mari.

Oricât de paradoxal ar părea, dar același raționament bazat pe experimente de gândire spune că atunci când apare o altă nevoie - de a obține căldură din energie gratuită, adică atunci când dorim să încălzim un apartament cu energie electrică, putem obține o eficiență ridicată (k.p. d.).

Folosind energie gratuită, cu ajutorul unei mașini mici, putem „pompa” energia termică de pe o stradă rece într-o cameră caldă. În esență, o astfel de pompă de căldură pt consumul de energie termică poate servi un frigider întors pe dos, al cărui compartiment congelator este amplasat în afara camerei.

Folosind lumina soarelui, cărbunele sau apa pentru a face lucrări utile, cum ar fi alimentarea lămpilor electrice, a conduce un strung sau a pompa apă în vârful unui deal etc., ajungem din nou și din nou la energia termică ca un produs secundar aproape inevitabil (datorită frecării). ) și cel mai probabil produsul final. Când lumina unei lămpi este absorbită de pereți, mașina taie metalul sau apa curge înapoi în ocean, energia primită inițial din combustibil este în cele din urmă transformată complet în căldură. Și dacă aveam de-a face cu căldură la început, atunci la etapa finală va fi o temperatură mai scăzută. Este practic nepotrivit pentru utilizare ulterioară. Puteți, desigur, să veniți cu un alt capăt - lăsați lumina să radieze în spațiul interstelar, mașina să răsucească izvorul și lăsați apa în vârful dealului, dar, de regulă, produsul final este încă energie termică . (Toată energia din arderea benzinei în toate mașinile din lume în ultimul an a trecut în cele din urmă în încălzirea aerului și a pământului - așa se dovedește).

Pur și simplu despre complex – Energie termică

• Galerie de imagini, poze, fotografii.
• Determinarea cantității de energie termică, pierderi de energie - elemente de bază, oportunități, perspective, dezvoltare.
• Fapte interesante, informații utile.
• Știri verzi - Determinarea cantității de energie termică, pierderi de energie.
• Legături cu materiale și surse - Energie termică.

Nu voi da o definiție de dicționar aici. energie termală . Voi încerca să explic totul pe degete. Articolul nu este pentru experți.

Gândește-te la ce este diferit apa fierbinte de frig, ce afecteaza temperatura apei?

Diferă prin cantitatea de căldură conținută în el. Această căldură, sau cu alte cuvinte energia termică, nu poate fi văzută sau atinsă, poate fi doar simțită. Orice apă cu o temperatură mai mare de 0°C conține o anumită cantitate de căldură. Cu cat temperatura apei (abur sau condens) este mai mare, cu atat contine mai multa caldura.

Căldura se măsoară în Calorii, în Jouli, în MWh (Megawați pe oră), nu în grade °C.

Deoarece tarifele sunt aprobate în grivne per Gigacalorie, vom lua Gcal ca unitate de măsură.

Astfel, apa caldă este formată din apa însăși și energia termică sau căldura (Gcal) conținută în ea. Apa pare să fie saturată cu gigacalorii. Cu cât este mai mult Gcal în apă, cu atât este mai fierbinte. Uneori apa fierbinte este numită purtător de căldură, adică. aduce căldură.

În sistemele de încălzire, lichidul de răcire (apa caldă) intră în sistemul de încălzire la o temperatură și iese la alta. Adică a venit cu o cantitate de căldură și a plecat cu alta. Lichidul de răcire eliberează o parte din căldură mediului înconjurător prin radiatoarele de încălzire. Pentru această parte, care nu a revenit în sistem, și care se măsoară în Gcal, cineva trebuie să plătească

În cazul furnizării de apă caldă (sau a unei grădini în sistemul de încălzire), consumăm toată apa și, în consecință, toate 100% Gcal din ea, nu returnăm nimic înapoi în sistem.

Astfel, atunci când instalăm unități de contorizare într-un bloc de locuințe sau o casă privată, vom plăti direct pentru căldura consumată (Gcal) de sediul nostru. Dacă nu există un dispozitiv de contorizare, ni se va percepe suma pentru căldura consumată. prin tarif". Mai mult, acest „la ritm” poate fi de câteva ori mai mare decât cantitatea de căldură consumată efectiv de noi. De aceea, astăzi, mai mult ca niciodată, se pune problema instalării unităților de contorizare a energiei termice.

Ce este contabilitatea energiei termice.

O unitate de contorizare a energiei termice este un complex de dispozitive, motiv pentru care se numește nod.

Tehnic arată așa. Următoarele sunt tăiate în conductele rețelelor de încălzire (în alimentare, în retur, în rețeaua ACM):

• debitmetre - măsoară cantitatea de lichid de răcire trecută;
• senzori de temperatură - măsoară temperatura lichidului de răcire;
• și (nu întotdeauna) senzori de presiune - măsoară presiunea în conducte.

Dispozitivele trebuie alimentate cu un fel de tensiune, autonomă sau rețea, în funcție de tipul dispozitivului.

Aceste dispozitive trebuie introduse cât mai aproape de limita bilanţului (BP) şi a responsabilităţii operaţionale (EO), adică. la locul de unde încep rețelele tale. Contractul de furnizare de energie termică trebuie să aibă un act sau o anexă corespunzătoare.

Dacă dispozitivele nu se prăbușesc la granița BP și EO, atunci compania de furnizare de căldură calculează pierderile de căldură în secțiunea rețelelor de căldură de la granița BP până la locul de instalare a dispozitivelor de înregistrare pentru fiecare conductă, ținând cont de metoda de așezare (subteran / sol), diametrul rețelei și prezența izolației termice a conductelor.

Plata pentru pierderile de căldură se percepe în plus față de citirile unității de contorizare a căldurii prin metoda echilibrului. În factura de plată, acestea sunt de obicei alocate pe o linie separată. La unele companii de furnizare de căldură, pierderile de căldură nu sunt luate în considerare, acestea fiind calculate în funcție de citirile contorului de căldură.

Din instrumente de masura firele trimit semnale către un înregistrator de căldură, sau un contor de căldură sau un contor de căldură, după cum doriți. Reportofonul de căldură înregistrează datele în memoria sa și stochează în arhiva sa o perioadă determinată de producător.

De exemplu, citirile orare pot fi stocate pentru ultimele 15 zile, citirile zilnice pentru ultimele 45 de zile, citirile lunare pentru ultimele 12 luni.

Pe baza acestor date, reportofonul de căldură calculează matematic Gcal, pentru care plătim.

Cu toate acestea, instalarea unei unități de contorizare a energiei termice nu duce la economii!

Dacă instalați o unitate de contorizare a căldurii și, în același timp, presupuneți că acum fericirea a venit - aceasta este o amăgire completă! Pentru a economisi bani, este necesar ca compania de furnizare a căldurii să înceapă să încarce mai puțin, de fapt, „în funcție de contor”. Pentru aceasta este necesar preia datele de la contor și le transferă la rețeaua de încălzire ! Acesta este ceea ce vă va economisi bani!