В чем измеряется теплоэнергия

“…- Сколько попугаев в тебе поместится, такой у тебя рост.
– Очень надо! Я не стану глотать столько попугаев!…”

Из м/ф “38 попугаев”

В соответствии с международными правилами СИ (международная система единиц измерения) количество тепловой энергии или количество тепла измеряется в Джоулях [Дж], также существуют кратные единицы килоДжоуль [кДж] = 1000 Дж., МегаДжоуль [МДж] = 1 000 000 Дж, ГигаДжоуль [ГДж] = 1 000 000 000 Дж. и пр. Эта единица измерения тепловой энергии является основной международной единицей и наиболее часто используется при проведении научных и научно-технических расчётов.

Однако, все из нас знают или хотя бы раз слышали и другую единицу измерения количества теплоты (или просто тепла) это калория, а также килокалория, Мегакалория и Гигакалория, что означают приставки кило, Гига и Мега, смотреть пример с Джоулями выше. В нашей стране исторически сложилось так, что при расчёте тарифов за отопление, будь то отопление электроэнергией, газовыми или пеллетными котлами принято считать стоимость именно одной Гигакалории тепловой энергии.

Так что же такое Гигакалория, килоВатт, килоВатт*час или килоВатт/час и Джоули и как они связаны между собой?, вы узнаете в этой статье.

Итак, основная единица тепловой энергии это, как уже было сказано, Джоуль. Но прежде чем говорить об единицах измерения необходимо в принципе на бытовом уровне разъяснить что такое тепловая энергия и как и для чего её измерять.

Всем нам с детства известно, чтобы согреться (получить тепловую энергию) нужно что-то поджечь, поэтому все мы жгли костры, традиционное топливо для костра – это дрова. Таким образом, очевидно, при горении топлива (любого: дрова, уголь, пеллеты, природный газ, солярка) выделяется тепловая энергия (тепло). Но, чтобы нагреть, к примеру, различные объёмы воды требуется разное количество дров (или иного топлива). Ясно, что для нагрева двух литров воды достаточно нескольких пален в костре, а чтобы приготовить полведра супа на весь лагерь, нужно запастись несколькими вязанками дров. Чтобы не измерять такие строгие технические величины, как количество теплоты и теплота сгорания топлива вязанками дров и вёдрами с супом, теплотехники решили внести ясность и порядок и договорились выдумать единицу количества теплоты. Чтобы эта единица была везде одинаковая её определили так: для нагрева одного килограмма воды на один градус при нормальных условиях (атмосферном давлении) требуется 4 190 калорий, или 4,19 килокалории, следовательно, чтобы нагреть один грамм воды будет достаточно в тысячу раз меньше теплоты – 4,19 калории.

Калория связана с международной единицей тепловой энергии – Джоулем следующим соотношением:

1 калория = 4,19 Джоуля.

Таким образом, для нагрева 1 грамма воды на один градус потребуется 4,19 Джоуля тепловой энергии, а для нагрева одного килограмма воды 4 190 Джоулей тепла.

В технике, наряду с единицей измерения тепловой (и всякой другой) энергии существует единица мощности и, в соответствии с международной системой (СИ) это Ватт. Понятие мощности также применимо и к нагревательным приборам. Если нагревательный прибор способен отдать за 1 секунду 1 Джоуль тепловой энергии, то его мощность равна 1 Ватт. Мощность, это способность прибора производить (создавать) определённое количество энергии (в нашем случае тепловой энергии) в единицу времени. Вернёмся к нашему примеру с водой, чтобы нагреть один килограмм (или один литр, в случае с водой килограмм равен литру) воды на один градус Цельсия (или Кельвина, без разницы) нам потребуется мощность 1 килокалория или 4 190 Дж. тепловой энергии. Чтобы нагреть один килограмм воды за 1 секунду времени на 1 грдус нам нужен прибор следующей мощности:

4190 Дж./1 с. = 4 190 Вт. или 4,19 кВт.

Если мы хотим нагреть наш килограмм воды на 25 градусов за ту же секунду, то нам потребуется мощность в двадцать пять раз больше т.е.

4,19*25 =104,75 кВт.

Таким образом, можно сделать вывод, что пеллетный котёл мощностью 104,75 кВт. нагревает 1 литр воды на 25 градусов за одну секунду.

Раз мы добрались до Ватт и килоВатт, следует и о них словечко замолвить. Как уже было сказано Ватт – это единица мощности, в том числе и тепловой мощности котла, но ведь кроме пеллетных котлов и газовых котлов человечеству знакомы и электрокотлы, мощность которых измеряется, разумеется, в тех же килоВаттах и потребляют они не пеллеты и не газ, а электроэнергию, количество которой измеряется в килоВатт часах. Правильное написание единицы энергии килоВатт*час (именно, килоВатт умножить на час, а не разделить), запись кВт/час – является ошибкой!

В электрокотлах электрическая энергия преобразуется в тепловую (так называемое, Джоулево тепло), и , если котёл потребил 1 кВт*час электроэнергии, то сколько же он выработал тепла? Чтобы ответить на это простой вопрос, нужно выполнить простой расчёт.

Преобразуем килоВатты в килоДжоули/секунды (килоДжоуль в секунду), а часы в секунды: в одном часе 3 600 секунд, получим:

1 кВт*час =[ 1 кДж/с]*3600 c.=1 000 Дж *3600 с = 3 600 000 Джоулей или 3,6 МДж.

1 кВт*час = 3,6 МДж.

В свою очередь, 3,6 МДж/4,19 = 0,859 Мкал = 859 ккал = 859 000 кал. Энергии (тепловой).

Теперь перейдём к Гигакалории, цену которой на различных видах топлива любят считать теплотехники.

1 Гкал = 1 000 000 000 кал.

1 000 000 000 кал. = 4,19*1 000 000 000 = 4 190 000 000 Дж.= 4 190 МДж. = 4,19 ГДж.

Или зная, что 1 кВт*час = 3,6 МДж пересчитаем 1 Гигакалорию на килоВатт*часы:

1 Гкал = 4190 МДж/3,6 МДж = 1 163 кВт*часов!

Если прочитав данную статью вы решили, проконсультироваться со специалистом нашей компании по любому вопросу, связанному с теплоснабжением, то вам Сюда!

Тепловая энергия — это система измерения теплоты, которая была изобретена и используется еще два столетия назад. Основным правилом работы с данной величиной было то, что тепловая энергия сохраняется и не может просто исчезнуть, но может перейти в другой вид энергии.

Существует несколько общепринятых единиц измерения тепловой энергии. В основном их используют в промышленных отраслях, таких как энергетика. Внизу описаны самые распространенные из них:

• Калория — единица измерения, не входящая в общую систему, но часто использующаяся для сравнения с другими параметрами. В основном исчисления производят в килокал, Мегакал, Гигакал;
• Тонна пара — одна из специфичных и самых редко используемых величин, с помощью которых измеряют количество энергии тепла в особо больших объемах. Одна единица «тонны пара» равняется количеству пара, который можно получить из 1 тонны воды;
• Джоуль — распространенная единица измерения из СИ, использующаяся для общего обозначения количества энергии в разных ее видах. Основными величинами являются кДж, МДж, ГДж;
• кВт на час (Квт х ч) — основная единица измерения электрической энергии, используемая в частности странами СНГ.

Любая единица измерения, входящая в систему СИ, имеет предназначение в определении суммарного количества того или иного вида энергии, такого как выделения тепла или электроэнергия. Время проведения измерения и количество не влияют на эти величины, почему можно их использовать как для потребляемой, так и для уже потребленной энергии. Кроме того, любая передача и прием, а также потери тоже исчисляются в таких величинах.

Где применяют единицы измерения тепловой энергии

1. Подсчет выработанной энергии пара в котельных за один сезон или год.
2. Определение необходимого количества тепла для проведения нагрева определенного количества воды с конкретным температурным режимом.
3. Полный подсчет количества тепловой энергии, которая служит для обеспечения нагревания горячей воды, отопительных сооружений и вентиляции помещений.
4. В некоторых вариантах величину тепловой энергии используют для измерения объема природного газа. В таком случае учитывается способность определенного количества вещества производить тепло при сжигании.
5. В катальнях зачастую используют данную величину для определения показателя используемой электроэнергии в отопительных сезонах.

Единицы измерения энергии, переведенные в тепловую

Для наглядного примера ниже приведены сравнения различных популярных показателей СИ с тепловой энергией:

• 1 ГДж равен 0,24 Гкал, что в электрическом эквиваленте равняется 3400 миллионов кВт на час. В эквиваленте тепловой энергии 1 ГДж = 0,44 тонны пара;
• В то же время 1 Гкал = 4,1868 ГДж = 16000 млн. кВт на час = 1,9 тонн пара;
• 1 тонна пара равняется 2,3 ГДж = 0,6 Гкал = 8200 кВт на час.

В данном примере приводимая величина пара принята за испарение воды при достижении 100°С.

Чтобы провести расчеты количества тепла, используется следующий принцип: для получения данных о количестве тепла его используют в нагревании жидкости, после чего масса воды умножается на пророщенную температуру. Если в СИ масса жидкости измеряется килограммами, а температурные перепады в градусах Цельсия, то результатом таких расчетов будет количество теплоты в килокалориях.

Если есть необходимость в передаче тепловой энергии от одного физического тела другому, и вы хотите узнать возможные потери, то стоит массу получаемого тепла вещества умножить на температуру повышения, а после узнать произведение получаемого значения на «удельную теплоемкость» вещества.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Каждый, хотя бы косвенно, но знаком с таким понятием как «калория». Что это и для чего она нужна? Что именно она обозначает? Такие вопросы возникают, особенно, если нужно её увеличить до килокалорий, мегакалорий или гигакалорий, или перевести в другие величины, например Гкал в кВт.

Что собой представляет калория

Калория не входит в международную систему измерений метрических величин, однако это понятие широко используется для обозначения количества выделенной энергии. Она указывает, сколько энергии должно быть затрачено на обогрев 1 г воды так, чтобы данный объём увеличил температуру на 1 °C в стандартных условиях.

Существует 3 общепринятых обозначения, каждое из которых используют в зависимости от области:

• Международное значение калории, которое равняется 4,1868 Дж (Джоуль), и обозначается как «кал» в Российской Федерации и cal – в мире;
• В термохимии – относительная величина, примерно равная 4,1840 Дж с российским обозначением кал_тх и всемирным – cal_th;
• 15-градусный показатель калории, равный приблизительно 4,1855 Дж, который в России известен как «кал₁₅», а в мире – cal₁₅.

Изначально калорию использовали для нахождения количество теплоты, выделенной при выработке энергии топлива. Впоследствии данную величину стали использовать для вычисления количества энергии, затраченной спортсменом при выполнении любой физической нагрузки, поскольку при данных действиях применимы те же физические законы.

Поскольку для выделения тепла необходимо топливо, то по аналогии с теплоэнергетикой в простой жизни для выработки энергии организмом также необходима «заправка» – пища, которую люди принимают регулярно.

Человек получает определённое количество калорий, в зависимости от того, какой продукт употребил.

Чем больше калорий в виде пищи человек получил, тем больше он получает энергии для занятий спортом. Однако не всегда люди потребляют количество калорий, которое необходимо для поддержания жизненных процессов организма в норме и выполнения физической нагрузки. В результате чего одни худеют (при дефиците калорий), а другие – набирают вес.

Калорийность — это количество энергии, полученной человеком в результате поглощения того или иного продукта

На основе этой теории построено множество принципов диет и правил здорового питания. Оптимальное количество энергии и макронутриентов, которые необходимы человеку в день, можно рассчитать в соответствии с формулами известных диетологов (Харрис-Бенедикт, Миффлин-Сан Жеор), используя стандартные параметры:

• Возраст;
• Рост;
• Вес;
• Пример суточной активности;
• Образ жизни.

Эти данные можно использовать изменяя их под себя – для безболезненного похудения достаточно создать дефицит в 15-20% от суточной калорийности, а для здорового набора массы – аналогичный профицит.

Что такое Гигакалория, и сколько в ней калорий

Понятие Гигакалории наиболее часто встречается в документах области теплоэнергетики. Данную величину можно встретить в квитанциях, извещениях, платежах за отопление и горячую воду.

Она обозначает то же самое, что и калория, но в большем объёме, о чем свидетельствует приставка «Гига». Гкал определяет, что исходную величину умножили на 10 9 . Говоря простым языком: в 1 Гигакалории – 1 миллиард калорий.

Как и калория, Гигакалория не относится к метрической системе физических величин.

В таблице ниже для примера приведено сравнение величин:

Приставка	Количество калорий
ккал (килокалория)	1 000
Мкал (мегакалория)	1 000 000
Гкал (гигакалория)	1 000 000 000

Необходимость использования Гкал обусловлена тем, что при нагреве объёма воды, нужного для обогрева и бытовых нужд населения даже 1 жилого дома выделяется колоссальное количество энергии. Писать числа, обозначающие её в документах, в формате калорий слишком долго и неудобно.

Такую величину, как гигакалорию, можно встретить в платёжных документах за отопление

Можно представить, сколько энергии затрачивается во время отопительного сезона в промышленных масштабах: при отоплении 1 квартала, района, города, страны.

Гкал и Гкал/ч: в чём разница

При необходимости расчёта оплаты потребителем услуг государственной теплоэнергетики (отопление дома, горячая вода) используется такая величина как Гкал/ч. Она обозначает привязку ко времени – сколько Гигакалорий расходуется при обогреве за данный промежуток времени. Иногда её также заменяют Гкал/м 3 (сколько энергии нужно для передачи тепла кубическому метру воды).

Величину Гкал/ч можно рассчитать самостоятельно, используя данную формулу:

Q=V*(T1 – T2)/1000, где

• Q – количество тепловой энергии;
• V – объём потребления жидкости в кубических метрах/тоннах;
• T1 – температура поступаемой горячей жидкости, которая измеряется в градусах по Цельсию;
• T2 – температура поступаемой холодной жидкости по аналогии с предыдущим показателем;
• 1000 – вспомогательный коэффициент, который упрощает подсчёты, избавляя от чисел в десятом разряде (автоматически переводит ккал в Гкал).

Данную формулу часто используют для построения принципа работы тепловых счётчиков на частных квартирах, домах или предприятиях. Данная мера необходима при резком росте стоимости данной коммунальной услуги особенно, когда подсчёты обобщаются из расчёта на площадь/объём помещения, которое нагревают.

В случае, если в помещении установлена система закрытого типа (горячая жидкость заливается в неё единоразово без дополнительного поступления воды), формулу модифицируют:

Q= (( V1* (T1 – T2)) – (V2* (T2 – T)))/ 1000, где

• Q – количество тепловой энергии;
• V1 – объём расходуемого теплового вещества (вода/газ) в трубопроводе, по которому оно поступает в систему;
• V2 – объём теплового вещества в трубопроводе, по которому оно возвращается обратно;
• T1 – температура в градусах Цельсия в трубопроводе на входе;
• T2 – температура в градусах Целься в трубопроводе на выходе;
• T – температура холодной воды;
• 1000 – вспомогательный коэффициент.

Данная формула основана на разности величин на входе и выходе теплоносителя в помещении.

В зависимости от использования того или иного источника энергии, а также – типа теплового вещества (вода, газ), применяют также альтернативные формулы расчётов:

1. Q= (( V1* (T1 – T2)) + (V1 – V2)*( T2 – T))/1000
2. Q= (( V2* (T1 – T2)) + (V1 – V2)*(T1 – T))/1000

Кроме того, формула меняется, если в систему включены электрические устройства (например полы с подогревом).

Как рассчитываются Гкал на горячую воды и отопление

Отопление рассчитывается по формулам, аналогичным формулам нахождения величины Гкал/ч.

Примерная формула подсчёта оплаты за тёплую воду в жилых помещениях:

• P _{i гв} – искомая величина;
• V _{i гв} – объём потребления горячей воды за определённый временной промежуток;
• T _{х гв} – установленная тарифная плата за горячее водоснабжение;
• V _{v гв} – объём затраченной энергии компанией, которая занимается её подогревом и поставкой в жилое/нежилое помещение;
• ∑ V _{i гв} – сумма потребления тёплой воды во всех помещениях дома, в котором производится расчет;
• T _{v гв} – тарифная плата за тепловую энергию.

В данной формуле не учитывается показатель атмосферного давления, поскольку он не существенно влияет на конечную искомую величину.

Формула приблизительная и не подходит для самостоятельного расчёта без предварительной консультации. Перед её использованием необходимо обратиться к местным коммунальным службам для уточнения и корректировки – возможно, они пользуются другими параметрами и формулами для расчёта.

Расчёт размера платы за отопление является очень важным, так как зачастую внушительные суммы не оправданы

Результат расчётов зависит не только от относительных температурных величин – на него напрямую влияют установленные правительством тарифы на потребление горячего водоснабжения и отопления помещений.

Вычислительный процесс значительно упрощается, если установить отопительный счётчик на квартиру, подъезд или жилой дом.

Стоит учитывать, что даже самые точные счётчики могут допускать погрешность при вычислениях. Также её можно определить по формуле:

E = 100 *((V1 – V2)/(V1 + V2))

В представленной формуле используются следующие показатели:

• E – погрешность;
• V1 – объём потребляемого горячего водоснабжения при поступлении;
• V2 – потребляемая горячая вода на выходе;
• 100 – вспомогательный коэффициент, преобразующий результат в проценты.

В соответствии с требованиями, средняя величина погрешности расчётного прибора составляет около 1 %, а максимально допустимая – 2 %.

Видео: пример расчёта платы за отопление

Как перевести Гкал в кВт/ч и Гкал/ч 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:

Гкал	кВт/ч
1	1163
2	2326
3	3489
4	4652
5	5815
10	11630
15	17445
20	23260

Таблица обратная предыдущей:

кВт	Гкал/ч
1 000	0,85984
5 000	4,29922
10 000	8,5984
30 000	25,795
50 000	42,992
100 000	85,984
500 000	429,9226
1 000 000	859,8452

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.