Вспоминаем физику: теплота

Подключение обвязка теплоаккумулятора к системе отопления

По общему правилу буферная емкость подключается к системе отопления параллельно отопительному котлу, поэтому такая схема называется также схемой обвязки котла.

Приведем обычную схему подключения ТА к системе отопления с твердотопливным обогревательным котлом (для упрощения схемы на ней не указаны запорная арматура, приборы автоматики, контроля и другое оборудование).

Упрощенная схема обвязки теплоаккумулятора

На данной схеме обозначены следующие элементы:

1. Обогревательный котел.
2. Тепловой аккумулятор.
3. Отопительные приборы (радиаторы).
4. Циркуляционный насос в обратной магистрали между котлом и ТА.
5. Циркуляционный насос в обратной магистрали системы между приборами отопления и ТА.
6. Теплообменник (змеевик) для горячего водоснабжения.
7. Теплообменник, подключенный к дополнительному источнику тепла.

Один из верхних патрубков бака (поз. 2) присоединяется к выходу котла (поз. 1), а второй – непосредственно к подающей магистрали системы отопления.

Один из нижних патрубков ТА подключается к входу котла, при этом в трубопроводе между ними устанавливается насос (поз.4), обеспечивающий циркуляцию рабочей жидкости по кругу от котла к ТА и наоборот.

Второй нижний патрубок ТА подключается к обратной магистрали системы отопления, в которой также установлен насос (поз. 5), обеспечивающий подачу нагретого теплоносителя к отопительным приборам.

Чтобы обеспечить функционирование отопительной системы при внезапном отключении электроэнергии или выхода циркуляционных насосов из строя, они обычно подключаются параллельно основной магистрали.

В системах с естественной циркуляцией теплоносителя циркуляционные насосы (поз. 4 и 5) отсутствуют. Это значительно увеличивает инерционность системы, и при этом делает ее полностью энергонезависимой.

Теплообменник для ГВС (поз. 6) располагается в верхней части ТА.

Месторасположение теплообменника дополнительного нагрева (поз. 7) зависит от типа источника поступающего тепла:

• для высокотемпературных источников (ТЭН, газовый или электрический котел) он размещается в верхней части буферной емкости;
• для низкотемпературных (солнечный коллектор, тепловой насос) – в нижней части.

Указанные на схеме теплообменники не обязательны (поз. 6 и 7).

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:

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.

Оплата горячей воды – одна из главных статей расходов для собственников квартир в МКД. Управляющим компаниям регулярно поступают вопросы как по начислению платы за эту услугу, так и по актуальным тарифам. В статье мы разберемся со всеми указанными моментами и приведем полезный справочный материал, в том числе, таблицу с обновленными в 2019 году тарифами на горячую воду в Москве.

Многих потребителей все еще удивляет появление в платежке за ЖКХ позиции «подогрев воды». Это новшество появилось уже достаточно давно – в 2013 году. По Постановлению Правительства № 406 от 13 мая 2013 года в домах с централизованной системой водоснабжения оплата должна производиться по 2-компонентному тарифу.

Традиционный тариф на горячую воду был разделен на две части:

• потребление холодной воды;
• расход тепла.

По этой причине в квитанции и появилась строчка, указывающая на количество тепла, потраченного на подогрев холодной воды. Многим кажется, что оплата за этот обогрев взимается незаконно, хотя она действительно является правомерной. Руководитель экспертной поддержки справочной системы «Управление МКД» ответил на вопрос как рассчитать плату за ГВС для разных категорий домов? .

Нововведение потребовалось из-за того, что жильцы дополнительно используют не учитывающийся объем энергии. К системе ГВС подключаются полотенцесушители и стояки, которые расходуют тепло. Эти затраты ранее никак не учитывались при подсчетах оплаты за КУ. Брать деньги за теплоснабжение разрешается только в течение отопительного сезона, поэтому нагревание воздуха за счет эксплуатации полотенцесушителя в качестве коммунальной услуги оплате не подлежало. Выход был найден именно в виде такого разделения тарифа на две части.

Для лучшего понимания стоит описать ситуацию с подогревом ГВС в цифрах. Если от холодной воды кроме чистоты и напора больше ничего не требуется, то с горячей все немного сложнее. В случае с ГВС добавляется еще один параметр – температура. Поставщик должен выдерживать его, иначе поступают жалобы, назначается проверка и при подтверждении факта нарушений плата уменьшается. Для горячей воды температура должна быть не меньше +60ºС.

При анализе выяснилось, что на подогрев горячей воды, циркулирующей по трубопроводам, расходуется около 40% тепла, в целом необходимого для ГВС дома. Идущая от поставщика горячая вода не расходуется в полном объеме и по обратной трубе направляется в теплообменник, где происходит ее подогрев подводящимся к дому кипятком. При прохождении по трубам она остывает. Если в МКД расходуется мало воды, то теплопотери могут достигать значительных величин, и вносимой собственниками платы по однокомпонентному тарифу будет недостаточно для погашения всех затрат.

Разделение тарифа таким образом, чтобы отдельно учитывались расходы на подогрев воды, стало решением этой проблемы.

Тепловые счетчики

А теперь выясним, какая информация нужна для того, чтобы рассчитать отопление. Легко догадаться, что это за информация.

1. Температура рабочей жидкости на выходе/входе конкретного участка магистрали.

2. Расход рабочей жидкости, которая проходит через приборы отопления.

Расход определяется посредством применения устройств теплового учета, то есть счетчиков. Такие могут быть двух типов, ознакомимся с ними.

Крыльчатые счетчики

Такие приборы предназначаются не только для отопительных систем, но и для горячего водоснабжения. Единственным их отличием от тех счетчиков, которые применяются для холодной воды, является материал, из которого выполняется крыльчатка – в данном случае он более устойчив к повышенным температурам.

Что касается механизма работы, то он практически тот же:

• из-за циркуляции рабочей жидкости крыльчатка начинает вращаться;
• вращение крыльчатки передается учетному механизму;
• передача осуществляется без непосредственного взаимодействия, а при помощи перманентного магнита.

Невзирая на то, что конструкция таких счетчиков предельно проста, порог срабатывания у них достаточно низкий, более того, имеет место и надежная защита от искажения показаний: малейшие попытки торможения крыльчатки посредством наружного магнитного поля пресекаются благодаря антимагнитному экрану.

Приборы с регистратором перепадов

Такие приборы функционируют на основе закона Бернулли, утверждающего, что скорость движения потока газа либо жидкости обратно пропорциональна его статическому движению. Но каким образом это гидродинамическое свойство применимо к расчетам расхода рабочей жидкости? Очень просто – нужно всего лишь преградить ей путь посредством подпорной шайбы. При этом скорость падения давления на этой шайбе будет обратно пропорциональной скорости движущегося потока. И если давление будет регистрироваться сразу двумя датчиками, то можно с легкостью определять расход, причем в режиме реального времени.

Обратите внимание! Конструкция счетчика подразумевает наличие электроники. Преимущественное большинство таких современных моделей предоставляет не только сухую информацию (температура рабочей жидкости, ее расход), но и определяет фактическое использование тепловой энергии

Модуль управления здесь оснащен портом для подключения к ПК и может настраиваться вручную.

У многих читателей наверняка появится закономерный вопрос: а как быть, если речь идет не о закрытой отопительной системе, а об открытой, в которой возможен отбор для горячего водоснабжения? Как в таком случае совершать расчет Гкал на отопление? Ответ вполне очевиден: здесь датчики напора (равно как и подпорные шайбы) ставятся одновременно и на подачу, и на «обратку». И разница в расходе рабочей жидкости будет свидетельствовать о том количестве нагретой воды, которая была использована для бытовых нужд.

Теплота — один из способов передачи энергии

В строгом смысле теплота представляет собой один из способов передачи энергии, и физический смысл имеет лишь количество энергии, переданное системе, но слово «тепло-» входит в такие устоявшиеся научные понятия, как поток тепла, теплоёмкость, теплота фазового перехода, теплота химической реакции, теплопроводность и пр. Поэтому там, где такое словоупотребление не вводит в заблуждение, понятия «теплота» и «количество теплоты» синонимичны. Однако этими терминами можно пользоваться только при условии, что им дано точное определение, и ни в коем случае «количество теплоты» нельзя относить к числу первоначальных понятий, не требующих определения. Во избежание ошибок под понятием «теплота» следует понимать именно способ передачи энергии, а количество переданной этим способом энергии обозначают понятием «количество теплоты». Рекомендуется избегать такого термина, как «тепловая энергия».

Теплота — это кинетическая часть внутренней энергии вещества, определяемая интенсивным хаотическим движением молекул и атомов, из которых это вещество состоит. Мерой интенсивности движения молекул является температура. Количество теплоты, которым обладает тело при данной температуре, зависит от его массы; например, при одной и той же температуре в большой чашке с водой заключается больше теплоты, чем в маленькой, а в ведре с холодной водой его может быть больше, чем в чашке с горячей водой (хотя температура воды в ведре и ниже).

Теплота представляет собой одну из форм энергии, а поэтому должна измеряться в единицах энергии. В международной системе СИ единицей энергии является джоуль (Дж). Допускается также применение внесистемной единицы количества теплоты — калории: международная калория равна 4,1868 Дж.

Другие способы определения количества тепла

Добавим, что также существуют и другие способы, при помощи которых можно рассчитать объем тепла, которое поступает в систему отопления. В данном случае формула не только несколько отличается от приведенных ниже, но и имеет несколько вариаций.

Что же касается значений переменных, то они здесь те же, что и в предыдущем пункте данной статьи. На основании всего этого можно сделать уверенный вывод, что рассчитать тепло на отопление вполне можно своим силами. Однако при этом не стоит забывать о консультации со специализированными организациями, которые ответственны за обеспечение жилья теплом, так как их методы и принципы произведения расчетов могут отличаться, причем существенно, а процедура может состоять из другого комплекса мер.

Если же вы намереваетесь обустроить систему «теплого пола», то подготовьтесь к тому, что процесс расчета будет более сложным, поскольку здесь учитываются не только особенности контура отопления, но и характеристик электрической сети, которая, собственно, и будет подогревать пол. Более того, организации, которые занимаются установкой подобного рода оборудования, также будут другими.

Обратите внимание! Люди нередко сталкиваются с проблемой, когда калории следует переводить в киловатты, что объясняется использованием во многих специализированных пособиях единицы измерения, которая в международной системе называется «Си». >. В таких случаях необходимо помнить, что коэффициент, благодаря которому килокалории будут переведены в киловатты, равен 850

Если же говорить более простым языком, то один киловатт – это 850 килокалорий. Данный вариант расчета более просто, чем приведенные выше, так как определить значение в гигакалориях можно за несколько секунд, поскольку Гкал, как уже отмечалось ранее, это миллион калорий

В таких случаях необходимо помнить, что коэффициент, благодаря которому килокалории будут переведены в киловатты, равен 850. Если же говорить более простым языком, то один киловатт – это 850 килокалорий. Данный вариант расчета более просто, чем приведенные выше, так как определить значение в гигакалориях можно за несколько секунд, поскольку Гкал, как уже отмечалось ранее, это миллион калорий.

Дабы избежать возможных ошибок, не стоит забывать и о том, что практически все современные тепловые счетчики работают с некоторой погрешностью, пусть и в пределах допустимого. Такую погрешность также можно рассчитать собственноручно, для чего необходимо использовать следующую формулу:

Традиционно, теперь выясняем, что же обозначает каждое из этих переменных значений.

1. V1 – это расход рабочей жидкости в трубопроводе подачи.

2. V2 – аналогичный показатель, но уже в трубопроводе «обратки».

3. 100 – это число, посредством которого значение переводится в проценты.

4. Наконец, Е – это погрешность учетного устройства.

Согласно эксплуатационным требованиям и нормам, предельно допустимая погрешность не должна превышать 2 процентов, хотя в большинстве счетчиков она составляет где-то 1 процент.

В итоге отметим, что правильно произведенный расчет Гкал на отопление позволяет значительно сэкономить средства, затрачиваемые на обогрев помещения. На первый взгляд, процедура эта достаточно сложна, но – и вы в этом убедились лично – при наличии хорошей инструкции ничего трудного в ней нет.

На этом все. Также советуем посмотреть приведенный ниже тематический видеоматериал. Удачи в работе и, по традиции, теплых вам зим!

Что означает “ГВС на тепловую энергию” в платежках?

В последнее время в коммунальных квитанциях появилась строка под названием ГВС. Многие жители не понимают, что это такое, и не вносят данные в нее. Или при оплате не учитывают показатели этой строки. В результате у них возникают задолженности, накапливается пеня. Это все при накоплении большой суммы долгом может перейти в штрафы и судебные разбирательства с последующим отключением отопления зимой и горячего водоснабжения.

Подача и подогрев воды могут осуществляться в двух разных вариантах. Центральная система подачи характерна для многоквартирных домов. В этом случае вода нагревается на тепловой станции и оттуда подается в дома.

Автономная система применяется в частных домах, где не возможна или нерентабельна центральная система от тепловой станции. В таком случае воду подогревает бойлер или котел, и подается горячая вода только в конкретные помещения одного дома.

Коммунальные платежи имеют одинаковые бланки для всех, поэтому если такие документы придут и жителям многоэтажных домов, и проживающим в частном секторе, то владельцам индивидуальных домов необходимо быть очень внимательными, чтобы не оплатить лишние услуги.

Горячее водоснабжение домов, отопление зимой горячей водой является одной из самых дорогих услуг среди коммунальных платежей. Поэтому на сегодняшний день специалисты разделили его на две части, чтобы учесть все составляющие процесса. Теперь тарифы на подогрев воды называются двухкомпонентными. Одна часть – это поставка холодной воды для пользователей. Вторая часть – это подогрев воды.

Специалисты выяснили, что полотенцесушители и стояки в ванных обогревали помещения в квартирах жителей в течение целого года. В результате тратится тепловая энергия, которую также надо оплачивать. Десятилетиями потери этой энергии не учитывались, и население пользовалось ею даром.

В строчке ГВС появляется еще одна графа, которая также не понятна населению – ОДН. За этим сокращением скрываются общедомовые нужды, то есть отопление мест общего пользования – коридоров, лестничных площадок, лестничных маршей, ремонтные работы, во время которых тратится горячая вода. Они разделяются на всех жителей, так как лестницами, коридорами, холлами, в которых размещены батареи и греется воздух, пользуются все жители дома. Поэтому оплачивать ОДН также нужно.

Также в доме могут присутствовать общие водонагревательные приборы для подогрева бытовой воды. Если в доме есть такой прибор, он периодически может ломаться.

Его ремонт также обойдется в определенную сумму, которую разбросают на всех жильцов, и она появится в коммунальных платежах. Однако в многоэтажном доме могут быть квартиры, которые отказались от горячей воды. Им поставляют только холодную воду.

Очень часто работники ЖЕКа могут не внимательно отнестись к этому вопросу и выписать коммунальные платежи за подогрев воды и тем пользователям, которые не получают горячую воду. В этом случае надо следить за коммунальными платежами, и если появилась оплата за услуги, которые не получает квартира, необходимо обращаться в ЖЕК с просьбой перерасчета.

При отсутствии счетчиков берется средняя норма, установленная компанией, предоставляющей погорев теплоносителя. В целом показания счетчиков по расходу энергии умножаются на объем израсходованной воды. Цифра, которая получилась, умножается на тариф.

Допуск к эксплуатации

При допуске теплового узла к эксплуатации проверяется соответствие заводского номера прибора учета, который указан в его паспорте и диапазона измерений установленных параметров теплосчетчика диапазону измеряемых показаний, а также наличие пломб и качество монтажа.

Эксплуатация теплового узла запрещена в следующих ситуациях:

• Наличие врезок в трубопроводы, которые не предусмотрены проектной документацией.
• Работа прибора учета за пределами норм точности.
• Присутствие механических повреждений на приборе и его элементах.
• Нарушение пломб на устройстве.
• Несанкционированное вмешательство в работу теплового узла.

Газотурбинная электростанция

Принцип работы газотурбинной электростанции аналогичен работе паротурбинной электростанции. Единственное различие заключается в том, что на паротурбинной электростанции для вращения турбины используется сжатый пар, а в газотурбинной силовой установке — газ.

Рассмотрим принцип преобразования тепловой энергии в электрическую в газотурбинной электростанции.

В газотурбинной электростанции воздух сжимают в компрессоре. Затем этот сжатый воздух проходит через камеру сгорания, где образуется газовоздушная смесь, повышается температура сжатого воздуха. Эта смесь с высокой температурой и высоким давлением проходит через газовую турбину. В турбине она резко расширяется, получая кинетическую энергию достаточную для вращения турбины.

В газотурбинной электростанции вал турбины, генератор переменного тока и воздушный компрессор являются общими. Механическая энергия, создаваемая в турбине, частично используется для сжатия воздуха. Газотурбинные электростанции часто используются в качестве резервного поставщика вспомогательной энергии на гидроэлектростанции. Он генерирует вспомогательную мощность во время запуска гидроэлектростанции.

Расчет за ГВС по нормативам

Нормативы – это установленные опытным путем объемы потребления воды на человека за один месяц. В РФ нет установленного тарифа на воду.

Информация! Каждый регион устанавливает свои расценки, зависящие от климата и плотности населения.

Тариф и нормативы потребления отражены в квитанции для оплаты. Информация предоставлена на сайтах Госинфосистемы, местной Администрации или в управляющей компании.

Используется однокомпонентный и двухкомпонентный расчет. В первом случае цена за 1 куб. м. фиксирована. Во втором нужно учитывать стоимость холодной воды или теплоносителя и тепловой энергии, затраченной на подогрев.

Формула и общие правила вычисления

Согласно ПП РФ № 354 Гл. VI п. 42, формула расчета следующая:

1. Повышающий коэффициент составляет 1.5.
2. Итоговая сумма будет начисляться с учётом граждан, официально зарегистрированных в жилом помещении, даже если они там не проживают. (п. 28 пост. Прав. РФ, 26.12.2016, №1498).

Важно! Управляющая компания имеет право проверять квартиры без прибора учёта. Если обнаружится, что количество проживающих людей больше, чем зарегистрированных, то квитанция придет по результатам проведенной проверки.. Когда в квартире никто не зарегистрирован, платеж можно рассчитать по количеству собственников данного помещения

Когда в квартире никто не зарегистрирован, платеж можно рассчитать по количеству собственников данного помещения.

Оплата по нормативу начисляется ввиду следующих обстоятельств:

• Нет счетчика. Собственник квартиры или частного дома должен предоставить документальное подтверждение того, что водомер невозможно установить по техническим причинам.

  Иначе оплата будет рассчитываться с применением коэффициента 1.5.

• Есть счетчик. Если владелец жилого помещения, оборудованного счётчиками, не предоставлял показатели более 3 месяцев подряд, оплата пойдет по нормативам, но без повышающего коэффициента.

Если прибор учёта сломался или истек срок очередной проверки – будут применяться нормативы с превышающим коэффициентом 1.5.

Примеры

В первое полугодие 2020 году МОЭК установила тарифы на ГВС 198,19 руб./куб. м. Ко второму полугодию ожидается превышение на 2,88%, что составит 203,9 руб./куб. м. (Пр. Департамента ЭПиРГ г. Москвы от 03.12.2018 №235-ТР)

Ежемесячная норма потребления горячей воды на 1 человека в Москве 4.75 м3. Коммунальные службы могут завышать среднее значение до установленного законом предела: по Москве граница – 9.5 м3.

Для Подмосковья тарифы отличаются: идет отдельная ставка для систем ГВС с полотенцесушителем и без него, или применяется общий расчет.

К примеру, на территории Первомайского Новомосковского АО применяется раздельный тариф:

• с полотенцесушителем за 1 полугодие 199,68 руб., к июлю вырастет на 0,69%, то есть до 201,06 руб./куб. м.
• без него 162,61, с повышением до 164,29 ко второму полугодию 2020 г.

В других регионах свои тарифные сетки для расчета ГВС для поставщиков данной услуги.