Сколько калорий нужно для нагрева 1 литра воды
Содержание статьи
Экономное отопление. Что такое энергия, как её считать и экономить.
Мы постоянно пользуемся энергией, греем воду, отапливаем помещение, ездим на автомобиле и надо точно оценивать её потребление.
Но чтобы более эффективно её потреблять, надо знать, сколько энергии содержит тот или иной вид топлива и сколько она стоит.
Что такое энергия и чем она отличается от теплоты?
Теплота, или количество теплоты, — это часть внутренней энергии тела, которая самопроизвольно, без внешнего воздействия переходит от тел более нагретых, к телам, менее нагретым посредством теплопроводности или лучеиспускания (за счет электромагнитного излучения).
Теплопроводность может идти по твердому телу и за счет конвекционных потоков. Таким образом мы имеем три пути передачи тепла:
- лучистый;
- по твердому телу;
- конвекция.
Наиболее эффективный способ теплопередачи — это лучистый, так как можно достичь максимального градиента температур между охлаждаемым и нагреваемым телами, до нескольких тысяч градусов и, соответственно, больших скоростей передачи тепла.
В каких единицах измеряют энергию.
Измеряется она в джоулях, калориях и ваттах.
Исторически сложилось, что физики считают работу, энергию, количество теплоты в джоулях. Теплотехники тепло на обогрев жилья в калориях, а электрики и энергетики считают энергию в ваттах. Калории являются тепловым потоком, потому что эта энергия считается за определенное время.
Очень важно понимать, что энергию можно потратить по-разному: можно быстро, а можно медленно.
Теплосчетчик считает потраченные гигакалории тепловой энергии за месяц, а электросчетчик считает потраченные ватты электрической энергии за месяц. Но не просто ватты, а киловатты (кВт), потраченные за один час (кВт/час).
Источники энергии и цена 1 кВт.
Сколько её содержится в 1,0 кг угля, в бензине, газе, солярке, дровах и стомость топлива за 1 кВт выделяемого тепла. Зная эти цифры, вы можете сравнить, с какой надбавкой продается тепло управляющими компаниями. В Новосибирске оно продается по официальному тарифу за 1300,07 руб./гКал (~1,2 рубля/кВт). https://tarif.nso.ru/.
Для упрощения расчетов можно считать, что 1,0 л солярки, 1,0 л бензина, 1,0 л пропана и также 1,0 кубометр природного газа дают около 10 кВт энергии.
А. Каменный уголь.
В 1,0 кг каменного угля содержится 7-8 кВт энергии, по 0,375 руб/кВт.
Цена 1 кг угля =3 руб. (г. Новосибирск, 2018 г.). Стоимость 1,0 кВт энергии, полученной при сжигании угля, составит:
1,0 кг=3,0 руб./8 кВт =0,375 руб./квт.
Стоимость 1,0 МВт:
0,375х1000=375 руб.
Стоимость 1,0 Гкал тепла, полученного от сжигания угля составит:
375/0.8598 = 322 руб
Б. Дрова.
В 1 кг дров примерно 2,5 кВт энергии, по 0,716 руб/кВт.
Средняя стоимость дров в Новосибирске составляет 1 200 руб. за 1,0 м³. Масса 1,0 м³ березовых дров равна примерно 670 кг. Т.е., 1,0 кг дров в среднем стоит около 1,79 руб.
Для получения 1 кВт/час тепловой энергии расходуется примерно 0,4 кг дров:
1кг/2,5кВт=0,4кг
Стоимость 1,0 кВт/час тепловой энергии при сжигании дров равна, примерно:
1,79х0,4=0,716 руб.
В. Природный (магистральный) газ метан.
В 1 м³ примерно 10 кВт энергии, по 0,584 руб/кВт.
Стоимость природного газа в Новосибирске составляет 5,835 руб./м³.
Для производства 1,0 кВт/час. тепловой энергии расходуется примерно 0,1 м³ газа. Соответственно стоимость производства 1,0 кВт тепловой энергии при использовании природного газа равна примерно:
5,835руб./м³*0,1м³=0,5835 руб.
Стоимость 1,0 МВт:
0,5835х1000=583,5 руб.
Стоимость 1,0 Гкал тепла, полученного от сжигания газа составит:
583,5/0.8598 = 501,7 руб.
Г. Сжиженный газ.
Для получения тепловой энергии в 1 кВт /час потребляется примерно 0,1 кг сжиженного газа (в зависимости от КПД котла и т.д.). 1,0 л сжиженного газа стоит в Новосибирске 25 руб. Т.е. 1,0 кВт в этом случае стоит примерно 2,5 руб.
Д. Жидкое топливо (солярка).
Стоимость 1,0 литра солярки в Новосибирске 45 руб.
Для получения 1,0 кВт/час тепловой энергии потребляется примерно 0,1 литр солярки (в зависимости от КПД котла и т.д.). Т.е. 1,0 кВт стоит примерно 4,5 руб.
Как посчитать энергию на нагрев воды.
Исходные данные. Вода нагревается от 0,0°С (T1) до 100°С (T2). Разница 100°.
1. Определим сколько необходимо времени на нагрев 1000 литров воды при мощности нагревателя 10 кВт.
По формуле:
t= (0.00117 x V x (T2 — T1))/ W = (0.00117 x 1000 x (100 -0))/ 10 = 11,7 часа.
где:
- t — время (в часах)
- V — объём бака (литры);
- T2 — температура нагретой воды;
- T1 — исходная температура холодной воды;
- W — электрическая мощность нагревательного элемента (кВт).
2. Определим мощность нагревательного элемента, необходимую на нагрев 1000 л воды от ноля до 100°С за сутки.
За 24 часа:
W= (0.00117 x V x (t2 — t1))/ T = (0.00117 x 1000 x (100 -0))/ 24 = 4,875 киловатт в час.
За сутки надо потратить:
4,875 х 24 часа= 117 киловатт энергии.
3. При нагреве одного литра воды на один градус затрачивается 1,17 Вт энергии.
На разогрев 1 литра воды на 100°С нужно:
117 000 Вт / 1000 л =117 ватт энергии
Получается что для разогрева 1 литра воды на 1°С надо израсходовать 1,17Вт.
117Вт / 100°С = 1,17 Вт/литр
Запомним эту цифру, она показывает сколько энергии затратится на нагрев 1,0 л воды в чайнике от нуля градусов до 100°С. Если мощность обычного чайника составляет 1,0 кВт (в час), то время нагрева составит примерно 7 минут.
Для упрощения расчетов, можно округлить количество затраченной энергии на нагрев 1,0 литра воды до 1,0 Вт, чтобы быстро делать в уме все необходимые расчеты по затратам энергии на нагрев воды, время нагрева, а также требуемую для этого мощность.
4. Пример расчета, без учета энергии на потери.
Сколько времени потребуется для того, чтобы нагреть 1000 л воды, температурой от 10°С до 80°С котлом мощностью 20 кВт.
Решение:
Для нагрева требуется израсходовать энергии:
(T2 — T1) *1кВт=(80-10)х1=70 кВт
При мощности котла 20кВт это произойдет через:
70 кВт/20=3,5 часа.
5. Приведем пример расчета расходов топлива на отопление дома.
При сжигании 50 кубометров природного газа, получаем 500 кВт
за 24 часа это ~21 кВт/час.
Этим количеством энергии можно отопить 100 м² жилья зимой в течение двух холодных дней:
100м² * 0,1кВт/м² * 24часа=240 кВт в день
500кВт / 240кВт = ~2 дней
Как отмечалось выше, один кубометр газа метана при сжигании выделяет около 10 кВт энергии (~10 кКал). По строительным нормам расход (в среднем по Сибири) регламентируется на уровне 1,0 кВт на 10 м² площади (100 Вт/м²) при высоте помещения до ~3 м и когда на улице -40°С. Соответственно расчетный расход газа при проектировании отопления дома площадью 100 м² холодной зимой (если все время будет -40°С) за месяц:
1 м³ х 24 часа х 30 дней =720 м³/месяц.
Так как не бывает все время -40°С, поэтому примерный расчетный расход на практике уменьшится в 2 раза и составит примерно 360 м³, что при цене газа около 6 руб. составит 2160 руб./мес.
Потери тепла, а соответственно расход газа конечно же еще зависят и от утепления дома.
Надо учитывать еще расходы газа на нагрев горячей воды и на приготовление пищи.
Стоимость энергии в кВт, выделяемой при сжигании газа будет 6 руб./10 кВт =0,6 руб./кВт. А стоимость электроэнергии сегодня составляет 3,0 руб./кВт. Поэтому в 5 раз дешевле готовить на газовой плите, чем на электрической.
Сопоставление стоимости отопления.
В расчете на дом 100 м². Стоимость энергии, в зависимости от её источника и расходы на отопление за отопительный сезон, который составляет 8 месяцев в г. Новосибирске (по ценам 2018 г.) представлена в таблице.
№ | Вид топлива | Ед. изм. | Цена руб. | кВт в ед | Цена за кВт, руб. | Затраты за 1 мес. в руб. | Затраты за 8 мес. в руб. |
1 | Газ природный | м³ | 6,0 | 8,8-11.6 | 0,6 | 2 160,00 | 17 280,00 |
2 | Газ сжиженный | л | 25,0 | 10 | 2,5 | 9 000,00 | 72 000,00 |
3 | Уголь | кГ | 3,0 | 8 | 0,375 | 1 350,00 | 10 800,00 |
4 | Дизельное топливо | л | 45 | 10 | 4,5 | 16 200,00 | 129 600,00 |
5 | Центральное отопление | гКал | 1300,0 | 0,86 | 1,118 | 4 024,00 | 32 198,00 |
6 | Электроэнергия | кВт | 3,0 | 1,0 | 3,0 | 10 800,00 | 86 400,00 |
Расчеты проводились по формуле:
Стоимоть энергии на сезон=<мощность кВт/час> х <часов в сутки> х <число дней в месяце> х <сезон отопления месяц>
5кВт/ч х 24ч х 8мес х 30дней= 28800 х <стоимость кВт,час>
Исходя из этой информации можно принимать решение о способе отопления своего дома.
О КОГЕНЕРАЦИИ.
Если, отапливая свой дом, одновременно осуществлять выработку электрической энергии (это называется когенерацией), то её стоимость будет зависеть от типа используемого топлива. Цена за электроэнергию будет минимальной при сжигания угля и природного газа и составит 0,5-0,7 руб./кВт с учетом потерь.
Поэтому надо обзаводиться собственной Микро-ТЭС, для снижения затрат на потребляемую энергию.
Информация по теме:
- Кратко из теории термодинамики (в терминах).
- Водяное отопление дома. Закрытая и открытая системы.
- Расчет требуемой мощности водогрейного котла.
- Способы отопления дома.
- Какой котёл лучше?
- Кратко о классификациях твердотопливных котлов и о горении угля.
- Для чего нужен трехходовой кран?
- Что такое КПД твердотопливного котла.
Источник
Разбираемся, что такое и сколько Гкал в 1 м3 горячей воды, как правильно сделать расчет?
Что это такое и сколько в 1 кубическом метре?
Количество энергии, расходуемой на подогрев воды, измеряется в калориях. Затраченное для нагрева одного грамма воды на один градус количество энергии — это одна калория.
1 м — 1000 Кг или 1000 000 г.
Составляем пропорцию:
- 1 кал 1 г;
- Х кал 1000 000 г, отсюда х=1000 000 кал.
Следовательно, на нагрев расходуется 1000 000 калорий или в общепринятых единицах 0,001 Гкал.
Когда необходим перевод из гигкалорий в кубометры?
Ресурсоснабжающие организации в счетах на отопление указывают затраченные гигакалории.
В новостройках внедрен общедомовой и поквартирный учет расхода теплоэнергии.
В старом жилом фонде комплектация приборами учета тепловодоснабжения технически сложна, в этом случае пригодится умение преобразовывать Гкал в 1 м3 горячей воды.
Как рассчитать сколько гигкалорий в куб. метре на примере
Меры энергии и объема — различные величины. Несложные вычисления помогут их сопоставить.
Пример: Температура теплоносителя в многоквартирном доме должна быть не менее 55 ⁰С, температура холодной воды примерно 5 ⁰С.
Для нагрева кубометра понадобится:
(55-5)×0,001=0,05 Гкал.
Потери тепла из-за несовершенства теплоизоляции неизбежны, в расчеты закладываются потери на уровне 20%. Значит, фактически для нагрева потребуется 0,06 Гкал.
Это соотношение позволяет по теплосчетчику определять расход нагретой воды.
Пример: в стоквартирном жилом доме прибор учета тепловой энергии показал в летний период, когда расходуется только теплоноситель для бытовых нужд, 150 Гкал. В 20 квартирах расход горячей воды определяется индивидуальными счетчиками, общий расход по этим квартирам составил 400 м³.
Весь дом потребляет: 150÷0,06=2500 м³. Значит, на остальные квартиры приходится: 2500-400=2100 м³. Далее 2100м³ делится на фактическое число жильцов.
Такая методика позволяет переводить значения тепловой энергии в объемные показатели расхода теплоносителя и наоборот.
В домах с открытой системой отопления разница показаний водомеров на подающей и обратной трубах покажет количество теплоносителя, расходуемого на отопление, и после пересчета расход теплоэнергии.
Расчеты носят справочный характер и служат для контроля расхода тепловодоснабжения.
Как считается плата за теплоснабжение?
Если водоснабжение для бытовых нужд оценивается внутриквартирными приборами учета или утвержденными нормативами, то плата за теплоснабжение рассчитывается на основе утвержденных методик.
По срокам начислений применяются два варианта:
- За отопительный сезон.
- За календарный год.
Методика расчета затрат на теплоснабжение зависит от нескольких факторов:
- от вида смонтированной системы горячего водоснабжения: открытой или закрытой;
- от наличия общедомовых и внутриквартирных приборов учета тепловодоснабжения.
Логика расчетов едина: распределение всей потребляемой домом тепловой энергии по площади жилых и нежилых отапливаемых помещений, т.е. жильцы оплачивают часть затрат пропорционально занимаемой отапливаемой площади.
Плата за отопление равна: P = Q×S×T, где:
- Q — количество потребляемой тепловой энергии на 1 м3 занимаемой площади, включая общедомовые расходы;
- S — занимаемая площадь;
- T — установленный органами местной власти тариф за тепловую энергию.
Тарифы ежегодно пересматриваются и утверждаются для каждой системы теплоснабжения индивидуально.
Заключение
Плата за коммунальные услуги регулярно растет. Для сохранения семейного бюджета нужно уметь оценивать качество оказываемых услуг и их стоимость. Квалифицированный анализ нередко приводит к перерасчету коммунальных платежей в сторону их уменьшения.
А какова Ваша оценка данной статье?
Источник
Как посчитать нормативный расход Гкал на подогрев куб.м. горячей воды (ГВС)?
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Источник