В чем измеряется отопление: Что такое калория?

Содержание

Единицы теплоты

«…- 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.

Итак,

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!

Давление в системе отопления

Главная
Блог
Давление в системе отопления

Для того, чтобы теплоноситель распределялся по системе отопления и обеспечивал равномерный обогрев помещений, необходимо поддерживать оптимальный уровень давления.

В качестве единиц измерения используют мегапаскаль (МПа), либо атмосферы (атм или бары). Предельные показатели зависят от прочности теплообменника котла, который является наименее устойчивым элементом отопительной системы. Они могут выдерживать давление до 3 атмосфер, что равняется 0,3 МПа.

Рабочее давление зависит от разновидности отопительной системы. Прежде всего, следует отметить, что давление может быть статическим и динамическим. Статическое не изменяется при колебании температурного режима в системе отопления. Оно замеряется за счет разности высот расположения воды. Примерно на каждые 10 м высоты приходится 1 атм. Динамическое давление создается насосами для движения теплоносителя, а также самим теплоносителем на стенки контура.

При расчете давления в открытой системе отопления, учитывается только статическое, т. к. в ней теплоноситель двигается за счет конвекции, а расширительный бачок сообщается с атмосферой. Также возможно увеличение за счет разницы высот, поэтому котел располагается снизу, а бачок — сверху.

Что касается давления в закрытой системе отопления, то там статическое и динамическое складываются. При этом радиаторы могут размещены параллельно с несколькими трубами, либо одна за другой с одной. В частных домах давление возле насоса составляет примерно 1,5-2,5 атм, а чем дальше от него, тем оно ниже. Здесь расширительный бак является закрытым и двухкамерным. При повышении давления, теплоноситель перемещается из одной камеры в другую. Для работы такой системы необходима установка насоса отопления.

От того, какое давление в системе отопления, зависит не только температура и прогрев помещений, но и работоспособность отопительного контура. Если давление в системе будет слишком низким, то она просто не будет нормально функционировать. Если же оно будет слишком высоким, то возможен прорыв труб или другие повреждения. В таком случае потребуется срочный ремонт или даже установка новой отопительной системы (перечень цен на монтаж отопления представлен на сайте нашей компании).

Есть множество различных причин почему падает давление в системе отопления. К наиболее распространенным относят:

Трещины и утечки. Поврежденной может быть мембрана расширительного бака или предохранительный клапан. Также давление может снижаться из-за микротрещин в трубах или котле, а также при недостаточно плотном соединении элементов системы;

Если теплоноситель насыщен воздухом, то затем он удаляется через воздухоотводчик из-за чего и падает давление. Чтобы избежать этого, нужно снижать количество воздуха в воде перед ее заливкой в отопительный контур;

Особенно остро встает эта проблема при использовании новых алюминиевых радиаторов, которая окисляется при контакте с водой. Со временем вся внутренняя поверхность радиатора покрывается пленкой и выделение кислорода прекращается.

Аналогично, случается и так, что давление в системе растет. Это связано с повышением температуры теплоносителя. Помимо этого, влияет и появление различных заторов, воздушных пробок, засоров из накипи в трубах и фильтре. При неисправности крана в котел может поступать дополнительная жидкость, повышая давление. Еще одной причиной является неправильный монтаж труб (разность диаметра на входе и выходе в теплообменник). Контролировать показатели можно с помощью измерительных приборов (манометров). Дополнительную защиту обеспечит воздухоотводичик и предохранительный клапан (удаляет лишнюю воду при высоком давлении).

Компания KIT-Comfort занимается проектирование и монтажом систем отопления и водоснабжения на объектах различного типа в Ростове-на-Дону. У нас Вы можете заказать теплые полы для кухни, ванной и других помещений, установку канализации или сантехники. Мы работаем качественно и без задержек по срокам, предоставляя гарантию на свои услуги.

Хотите узнать стоимость системы отопления? ЗВОНИТЕ!

Бесплатный Расчет Сметы и Консультация

+7(863)270-93-66

Создание и Продвижение Сайтов — Веб-Студия NoProblemSite

Измерение тепла с помощью термометра

Поделиться в Facebook
Поделиться в Twitter на LinkedIn
Поделиться по электронной почте
Распечатать

Для измерения тепла используются два класса приборов, а именно термометры и пирометры. Термометры используются только для измерения сравнительно низких температур, и в настоящей статье мы полностью ограничим наши замечания этим классом.
Современная физика продемонстрировала, что теплота есть просто способ движения материи, и принципы, от которых зависит ее измерение, возможно, труднее понять, чем ложную теорию, господствовавшую до установления этой доктрины. Пока теплота считалась субстанцией, пусть даже и невесомой, нетрудно было понять, как ее поглощение телом могло определенно увеличить это тело, как дерево увеличивается при поглощении воды. Труднее понять, почему тело увеличивается в размерах благодаря усиленному движению его частиц. Однако, если мы отбросим в данном случае рассмотрение «почему» и ограничимся рассмотрением закона или способа, которым происходит это расширение, мы можем прийти к определенным и практическим результатам. Тем не менее уместно заявить, что ультиматум, которого выдвинула наука в отношении причины этого расширения, состоит в том, что hedt в некотором роде противостоит сплочению. В настоящее время совершенно бесполезно пытаться пойти дальше этого. Однако тот факт, что такое расширение имеет место как в твердых телах, так и в жидкостях, и что оно в определенных пределах достаточно однородно в некоторых веществах, чтобы стать средством измерения температур, которым эти вещества подвергаются, является основанием для термометрического измерения.
Но следует отчетливо иметь в виду еще один момент; термометры измеряют только явное тепло. Таким образом, один фунт пара при 313 Fah. содержит достаточно тепла, чтобы нагреть пять с половиной фунтов воды до той же температуры, что легко доказывается экспериментом. Отсюда следует, что абсолютное или полное число тепловых единиц, содержащихся в каком-либо веществе, должно определяться каким-либо другим способом, кроме термометра, и что градус на термометре не может считаться единицей теплоты. Что же тогда является единицей тепла Было условлено считать количество тепла, необходимое для поднятия одного фунта воды из 33 Fah. до 33 Фа. как единицу тепла, и хотя, несомненно, в метлиоде есть небольшие источники ошибок, он достаточно точен, чтобы считать количество тепла, необходимое для нагревания одного фунта воды на один градус, где-то между 33 фарами. и 313 Фах. как постоянная величина.
Это также правильное заключение, что любое отдельное вещество в однородном состоянии, что касается силы сцепления его частиц, должно проявлять одну и ту же температуру, пока оно поддерживает это состояние, поскольку теплота есть сила, противоположная силе сцепления. Чем больше тепла, тем меньше сцепление, и наоборот. Вода при переходе из жидкого состояния в твердое сохраняет такую однородность состояния; поэтому его температуру можно считать постоянной. Он также сохраняет такую же однородность состояния при переходе из жидкого состояния в пар при температуре кипения. Таким образом, точки замерзания и кипения воды можно рассматривать как два выдающихся ориентира температуры, от которых зависит степень расширения некоторого равномерно или почти равномерно расширяющегося вещества, такого как ртуть, погруженного в воду при двух названных условиях, отмечаемой на шкале. деления могут быть произвольно сделаны в каждую сторону на одной и той же шкале, которая будет указывать температуры выше или ниже этих точек.
Шкала Цельсия делает высоту ртутного столба, погруженного в ледяную воду, равной нулю, а расстояние между этой точкой и высотой того же столбика, погруженного в кипящую воду, делит на сто градусов, в то время как шкала Фаренгейта делает первую названную высоту 33 градуса выше нуля, и делит пространство между этой высотой и высотой, на которой стоит ртуть в кипящей воде, на сто восемьдесят делений, или градусов.
Следующим предметом нашего внимания является то, как можно определить количество теплоты в каком-либо теле по термометрическим показаниям. Установлен следующий закон. Общее количество теплоты в любом теле есть сумма его скрытой теплоты и его явной теплоты. Скрытая теплота определяется известной способностью исследуемого тела при данных температурах поглощать теплоту или, другими словами, отдавать ее в скрытое состояние. Этот термин, скрытая теплота, не очень хорош, хотя мы все же вынуждены использовать его за неимением лучшего. Мы пользуемся им только для того, чтобы различать теплоту, которая, действуя внутри массы материи и расходуя свою энергию на антагонизм когезионному притяжению, не может быть распознана ощущением, как свободная или чувственная теплота. Скрытая, или удельная, теплота различных тел стала предметом тщательного изучения, и были составлены справочные таблицы, дающие готовые средства вычислений; но удельная теплоемкость всех тел изменяется по любой причине, которая уменьшает или увеличивает расстояние между частицами, составляющими их массу. Сжатие пара уменьшает его удельную теплоемкость, а повышает его температуру, и наоборот. Таким образом, удельная теплоемкость пара постоянна только при постоянном давлении.
Теперь мы увидим, что общее количество теплоты, содержащейся в любом теле, может быть определено с помощью термометра только тогда, когда заранее определена его удельная теплоемкость для всех температур. Это было сделано для многих веществ, включая воду и пар, для которых применение измерения теплоты имеет первостепенное значение, так как только с помощью такого измерения могут быть решены вопросы экономии в парогенераторах. Количество воды, испарившейся при постоянной температуре на фунт израсходованного горючего при постоянном давлении, является единственным надежным критерием экономичности парового котла. Когда испарение происходит при температуре 313, требуемая однородность давления и, следовательно, температуры легко поддерживается, чего не было бы в случае, если бы двигатель приводился в движение за счет образующегося пара или если бы была предпринята попытка производить пар при постоянно более высокой температуре. температура. Температуру питательной воды можно легко поддерживать на постоянном уровне либо при 313, либо при более низкой температуре, и количество этой воды, которое фунт топлива превратит в пар при 313, является точным показателем мощности котел для передачи тепла через его корпус в содержащуюся воду.

Эта статья была первоначально опубликована под названием «Измерение тепла с помощью термометра» в журнале Scientific American 21, 19, 297 (ноябрь 1869 г.)

doi:10.1038/scientificamerican11061869-297

Какие приборы используются для измерения тепла?

Обновлено 27 апреля 2018 г.

Автор Мария Кук

Термометр — старейший прибор для измерения тепла, созданный человечеством еще в 1600-х годах. Сегодня различные виды термометров могут измерять все, от температуры наружного воздуха до температуры приготовленного мяса. Другие инструменты могут измерять тепло целых зданий или даже количество энергии в пище, производя тепловые реакции.

TL;DR (слишком длинный; не читал)

Различные приборы могут измерять тепло для различных целей. Термографы производят изображения тепла с помощью инфракрасного света. Эти изображения могут точно определить горячие и холодные области людей, зданий и многого другого. Термометры могут измерять разные температуры. Калориметры могут измерять количество калорий, присутствующих в пище, путем измерения тепла, выделяемого пищей.

••• тепловое изображение руки Адриана Хиллмана с сайта Fotolia.com

Измерение тепла с помощью термографов

В отличие от термометра, термограф не просто выдает число, объясняющее количество тепла, которое он измеряет. Термографы используют встроенные инфракрасные камеры для получения изображений тепла. Поскольку инфракрасный свет, излучаемый объектом или организмом, прямо пропорционален его температуре, цвета, присутствующие на инфракрасном изображении, могут точно передать полное температурное «сканирование» любого изображения, которое он захватывает. Изображения, полученные с помощью термографов, отображаются детализированными цветами или черно-белыми. В любом случае, более светлые части изображения указывают на более высокую температуру, чем более темные.

Термографы различаются по размеру и форме в зависимости от того, какую работу они выполняют. Термография, или практика использования термографов для измерения тепла, может измерять температуру тела субъектов, проходящих медицинские испытания. Он даже может определить самые сквозные части здания, показывая, какие области самые холодные. Министерство энергетики США предлагает домовладельцам в США результаты термографии, чтобы помочь им более эффективно изолировать свои дома.

Измерение тепла с помощью термометров

Первые термометры, изобретенные много веков назад, имели спирт, заключенный в стекло, для измерения температуры воздуха. Ртуть заменила спирт, потому что она быстро расширяется и сжимается в зависимости от температуры. Сегодня цифровые термометры, которые используют экраны и числовые дисплеи для отображения температуры, могут измерять тепло в различных ситуациях.

Медицинские термометры могут измерять температуру тела. Самый распространенный тип медицинского термометра вставляется в ухо и остается там до тех пор, пока термометр не даст показания. Эти термометры измеряют инфракрасную энергию вблизи барабанной перепонки человека. Однако, в отличие от термографа, вы не получаете изображения. Вместо этого температура отображается в виде цифр на маленьком экране.

Термометры для мяса, используемые для измерения температуры приготовления мяса, имеют безопасные для духовки компоненты, что позволяет им выдерживать высокие температуры. Ток электричества протекает через металлический наконечник термометра для мяса, а микрочип отслеживает ток. Чем сильнее нагревается металлический наконечник, тем труднее протекает ток. Микрочип отслеживает эти изменения сопротивления тока и преобразует эту информацию в удобочитаемую температуру.

Измерение тепла с помощью калориметров

Большинство упакованных пищевых продуктов, продаваемых в магазинах США, должны указывать калорийность продуктов на этикетках пищевых продуктов.