Чему равен 1 гкал тепла

Кало́рия — внесистемная единица количества теплоты; энергия, необходимая для нагревания 1 грамма воды на 1 градус Цельсия. Определены и используются три разновидности калории, немного различающиеся своей величиной. В Российской Федерации все три вида калории допущены к использованию в качестве внесистемных единиц без ограничения срока с областью применения «промышленность» [1] . В то же время Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) относит калорию к таким единицам измерения, «которые должны быть изъяты из обращения как можно скорее там, где они используются в настоящее время, и которые не должны вводиться, если они не используются» [2] . Первым термин «калория» применил шведский физик Иоганн Вильке (1732—1796) [3] .

Содержание

Определения [ править | править код ]

Общий подход к определению калории связан с удельной теплоёмкостью воды и состоит в том, что калория определяется, как количество теплоты, необходимое для нагревания 1 грамма воды на 1 градус Цельсия при стандартном атмосферном давлении 101 325 Па . Однако, поскольку теплоёмкость воды зависит от температуры, то и размер определяемой таким образом калории зависит от условий нагревания. В силу сказанного и по причинам исторического характера возникли и существуют три определения трёх различных видов калории [1] .

  • Калория (калория международная) (русское обозначение: кал; международное: cal), 1 кал = 4,1868 Дж точно.
  • Калория термохимическая (русское обозначение: калТХ; международное: calth), 1 калТХ ≈ 4,1840 Дж.
  • Калория 15-градусная (русское обозначение: кал15; международное: cal15), 1 кал15 ≈ 4,1855 Дж.

Ранее калория широко использовалась для измерения энергии, работы и теплоты; «калорийностью» называлась теплота сгорания топлива. В настоящее время, несмотря на переход в систему СИ, в теплоэнергетике, системах отопления, коммунальном хозяйстве часто используется кратная единица измерения количества тепловой энергии — гигакалория (Гкал) (10 9 калорий). Для измерения тепловой мощности используется производная единица Гкал/ч (гигакалория в час), характеризующая количество теплоты, произведённой или использованной тем или иным оборудованием за единицу времени.

Кроме того, калория применяется при оценках энергетической ценности («калорийности») пищевых продуктов. Обычно энергетическая ценность указывается в килокалориях (ккал).

Для измерения количества энергии используются также мегакалория (1 Мкал = 10 6 кал) и теракалория (1 Ткал = 10 12 кал).

Связь с другими единицами [ править | править код ]

Ниже используется стандартная международная калория: 1 кал = 4,1868 Дж точно.

  • 1 Дж ≈ 0,2388458966 кал.
  • 1 кВт·ч ≈ 0,859845 Мкал.
  • 1 Гкал = 1163 кВт·ч точно.
  • 1 кал ≈ 2,6131950408·10 19 эВ.
  • 1 эВ ≈ 3,8267331155·10 −20 кал.
  • 1 британская тепловая единица (BTU) ≈ 252 кал.
  • 1 ккал ≈ 3,968 BTU.
  • 1 эквивалент барреля нефти (BOE) ≈ 1,46 Гкал.
  • 1 Гкал ≈ 0,684 BOE.
  • 1 килотонна тротилового эквивалента = 1 ТкалТХ ≈ 1 Ткал.

Связанные единицы [ править | править код ]

Фригория [ править | править код ]

Принятая в холодильной технике единица измерения холода, численно равная одной килокалории, взятой с обратным знаком. Одна фригория равна минус одной килокалории [4] .

Термия [ править | править код ]

Единица измерения теплоты, численно равная 10 6 калорий [5] .

Британская тепловая единица [ править | править код ]

BTU (британская тепловая единица) — единица, применяемая для измерения тепловой энергии в англоязычных странах. Её определение методологически близко к определению калории, но опирается на имперские единицы: 1 BTU равна энергии, необходимой для нагревания 1 фунта воды на 1 градус Фаренгейта.

Читайте также:  Травяной чай для желудка и кишечника

Килотонна ТНТ [ править | править код ]

Для измерения энерговыделения взрывных процессов используется тротиловый эквивалент. Ввиду почти точного, в пределах процентов, совпадения энергии взрывного разложения 1 грамма тротила (тринитротолуола, ТНТ) и 1 килокалории, условно принимается, что 1 килотонна ТНТ в энергетическом выражении соответствует 1 термохимической теракалории.

Калорийность [ править | править код ]

Питательное вещество Килокалорий на грамм
Углеводы 4
Белки 4
Жиры 9

Под калорийностью, или энергетической ценностью пищи, подразумевается количество энергии, которое получает организм при полном её усвоении. Чтобы определить полную энергетическую ценность пищи, её сжигают в калориметре и измеряют тепло, выделяющееся в окружающую его водяную баню. Аналогично измеряют и расход энергии человеком: в герметичной камере калориметра измеряют выделяемое человеком тепло и переводят его в «сожжённые» калории — таким образом можно узнать физиологическую энергетическую ценность пищи [6] . Подобным способом можно определить энергию, требующуюся для обеспечения жизнедеятельности и активности любого человека. Таблица отражает эмпирические результаты этих испытаний, по которым и рассчитывается ценность продуктов на их упаковках. Искусственные жиры (маргарины) и жиры морепродуктов имеют эффективность 4—8,5 ккал/г , поэтому можно примерно узнать их долю в общем количестве жиров.

Этимология [ править | править код ]

Само слово происходит от фр. calorie , которое, в свою очередь, происходит от лат. calor , означающего «тепло». Ранее также были распространены термины «малая калория» (соответствует современной калории) и «большая калория» (соответствует современной килокалории) [3] .

Единицы тепловой энергии

Калория (Кал) – единица тепловой энергии;

Ватт (Вт) – единица тепловой или электрической энергии;

Джоуль (Дж) – единица измерения работы и энергии в системе СИ;

1 Вт = 859,8 кал/час;

1Мвт = 0,86Гкал;

Пример: 25 МВт = 25 * 0,86 = 21,5Гкал

1 кКал/час = 1,163 Вт;

1Гкал/час = 1,163 мВт;

1 Дж = 0,2388 кал;

1 ГДж = 0,2388 Гкал

Пример: 25 ГДж = 25 * 0,2388 = 5,97 Гкал

1Ккал = 1000 кал; 1 Мкал = 1000 Ккал = 1000 000 кал; 1 Гкал = 1000 Мкал = 1000 000 000 кал

Расход теплоносителя по тепловой нагрузке

G (м3 /час) = Q Гкал/час * 1000 / (Тпод. – Т обр.)°С,

где : Q Гкал/час – распологаемая тепловая энергия;

Тпод. – температура теплоносителя в подающем трубопроводе;

Т обр. – температура теплоносителя в обратном трубопроводе.

Пример расчета :

Тепловая энергия Q = 2,7 Гкал/час;

Договорные значения подачи теплоносителя (Температурный график в договоре теплоснабжения) : 120/ 80 , Т под. = 120С ; Т обр. = 80С

Расход теплоносителя: G = 2,7 * 1000 / (120-80) = 65,50 м3/час

Определить скорость воды в трубе

Скорость движения воды определяется по формуле: V (м/с) = 4Q/π D2,

где: Q – расход воды в м3/сек; π = 3,14 ;

D – диаметр трубопровода в м2;

Пример расчета:

Расход воды Q = 5 м3/ час = 5 м3/ 3600 с = 0, 001388 м3/ с; Ду трубы = 50 мм = 0, 05 м;

Скорость воды в трубе: V = 4 *0,001388 / 3,14 * 0,005*0,005 = 0,707 м/с

При расчетах систем Ду (диаметр условный ) трубопровода определяется из условия, что средняя скорость

теплоносителя в запорных устройствах, во избежание гидроудара при закрытии, не должна превышать 2 м/с.

Скорость движения теплоносителя в трубах в зависимости от допустимого уровня звука:

не более 1,5 м/с в общественных зданиях и помещениях; не более 2 м/с в административно-бытовых зданиях и помещениях; не более 3 м/с в производственных зданиях и помещениях.

(минимальная скорость движения воды из условия удаления воздуха V = 0, 2- 0,3 м/с)

Kv (Kvs) клапана – характеристика пропускной способности клапана – условный объемный расход воды через полностью открытый клапан, м 3 /час при перепаде давлений 1 Бар при нормальных условиях. Одна из основных характеристик клапана

Читайте также:  Как проверить работоспособность видеокарты nvidia на ноутбуке

, где G – расход жидкости, м 3 /час;

Δp – перепад давления на полностью открытом клапане, бар

При подборе клапана рассчитывается значение Kv, затем округляется в большую сторону до ближайшего значения возможных Kv клапана.

Рекомендуемый запас безопасности 20%

Пример расчета:

G = 15 м3/час, Р1 = 8 бар; Р2 = 6 бар;

Kv = 15 / √ 2 = 10,63 м3/час

Находим ближайшее в большую сторону значение в паспорте клапана = 16 м3/час

Размеры фланцев плоских приварных ГОСТ 12820-80

Выбор длины болтов для фланцевых соединений

Что такое Гкал? Все очень просто. Сама величина Гкал/час указывает нам, что это количество тепла выработанное, отпущенное или полученное потребителем за 1 час. Следовательно, если мы хотим узнать количество Гкал в сутки, умножаем на 24, в месяц – еще на 30 или 31 в зависимости от числа дней в расчетном периоде.
А вот теперь самое интересное – для чего мы будем переводить Гкал/час в Гкал?

Начнем с того, что Гкал это величина, которую мы чаше всего видим в квитанции по оплате услуг ЖКХ.

Теплоснабжающая организация путем нехитрых вычислений определила сколько денег ей необходимо получить отпустив нам 1 гкал, чтобы компенсировать свои затраты на газ, электричество, арендную плату, оплату своим рабочим, стоимость запасных частей, налоги государству (кстати они почти 50% от стоимости 1 Гкал) и при этом иметь небольшую прибыль. Этой стороны вопроса мы сейчас касаться не будем, о тарифах можно спорить сколько угодно, и всегда любая из спорящих сторон по-своему права. Это рынок, а на рынке как говорили при коммунистах два дурака – один покупает другой продает и каждый из них пытается обмануть другого.

Для нас главное как эту Гкал потрогать и посчитать. Сухое правило гласит – калория, а это 1000 млн. часть Гкал единица количества работы или энергии, равная количеству тепла, необходимого для нагревания 1 грамма воды на 1 градус при атмосферном давлении 101 325 Па (1атм = 1кгс/см2 или грубо = 0,1 МПа).

Чаще всего мы с вами сталкиваемся с — гигакалорией (Гкал) (10 в девятой степени калорий), иногда неправильно говорят гекокалорией. Не путайте с гектоКал – о гектоКал мы, кроме учебников практически ни где не слышим.

Вот в каком соотношении Кал и Гкал друг с другом.

1 Кал
1 гектоКал= 100 Кал
1 килоКал (ккал)= 1000 Кал
1 мегаКал (Мкал)= 1000 ккал = 1000000 Кал
1 гигаКал (Гкал)= 1000 Мкал = 1000000 ккал = 1000000000 Кал

Когда, говоря или пишут в квитанциях, Гкал – речь идет о том сколько тепла всего вам отпустили или отпустят за весь период – это может быть день, месяц, год, отопительный сезон и т.д.
Когда говорят или пишут Гкал/час – это означает, сколько тепла нам с вами отпустят за один час. Если расчет идет за месяц значит эти злополучные Гкал умножаем на количество часов в день (24 если не было перебоев в теплоснабжении) и дней в месяц (например, 30), но тоже когда мы получали тепло по факту.

А теперь как посчитать эту самую гигакалорию или гекокалорию (Гкал) отпущенную лично Вам.

Для этого мы должны знать:

— температуру на подаче (подающем трубопроводе тепловой сети) – среднее значение за час;
— температуру на обратке (обратном трубопроводе тепловой сети) – тоже среднее за час.
— расход теплоносителя в системе отопления за этот же промежуток времени.

Считаем разницу температур между тем, что к нам в дом пришло и тем, что от нас вернулось в тепловую сеть.

Например: 70 градусов пришло, 50 градусов мы вернули, у нас осталось 20 градусов.
И еще нам обязательно знать расход воды в системе отопления.
Если у вас есть теплосчетчик, прекрасно ищем на экране величину в т/час. Кстати, по хорошему теплосчетчику, можете сразу же найти Гкал/час – или как иногда говорят мгновенный расход, тогда и считать не надо, просто умножите его на часы и дни и получите тепло в Гкал за необходимый вам диапазон.

Читайте также:  Красивые пирожные своими руками

Правда это будет тоже приблизительно, точно теплосчетчик считает за каждый час сам и слаживает в свой архив, где вы всегда можете их посмотреть. В среднем разные теплосчетчики хранят часовые архивы 45 суток, а месячные до трех лет. Показания в Гкал всегда можно найти и проверить по ним управляющую компанию или обслуживающую организацию.

Ну а как быть, если теплосчетчика нет. У вас есть договор, там всегда есть эти злополучные Гкал. По ним посчитаем расход в т/час.
Например, в договоре написано – разрешенный максимум теплопотребления – 0,15 Гкал/час. Может быть написано и по другому, но Гкал /час будут всегда.
0,15 умножаем на 1000 и делим на разницу температур из того же договора. У вас будет указан температурный график – например 95/70 или 115/70 или 130/70 со срезом на 115 и т.д.

0,15 х 1000/(95-70) = 6 т/час, вот эти 6 тон в час нам и нужны, это наша плановая прокачка (расход теплоносителя) к которому необходимо стремится, что бы не иметь перетопа и недотопа (если конечно в договоре вам правильно указали величину Гкал/час)

И, наконец считаем тепло, полученные ранее — 20 градусов (разница температур между тем, что к нам в дом пришло и тем, что от нас вернулось в тепловую сеть) умножаем на плановую прокачку (6 т/час) получаем 20 х 6/1000 = 0,12 Гкал/час.

Посчитать приблизительно тепло за месяц теперь легко – 0,12х24х30 (30 это число дней в месяце)=86,4 Гкал.

Эта величина тепло в Гкал отпущенное всему дому, лично Вам его посчитает управляющая компания, обычно это делается по соотношению общей площади квартиры к отапливаемой площади всего дома, подробнее об этом напишу в другой статье.

Описанный нами способ конечно грубый, но проверить как работает теплосчетчик за каждый час эти способом можно, только учтите, что некоторые теплосчетчики усредняют значения по расходу за разные промежутки времени от нескольких секунд до 10 минут. Если расход воды меняется, например кто разбирает воду, или у вас стоит погодозависимая автоматика, показания в Гкал могут немного отличаться от полученных вами. Но это уж на совести разработчиков теплосчетчиков.

И еще одно небольшое замечание, значение потребленной тепловой энергии (количества теплоты) на вашем счетчике тепла (теплосчетчике, вычислителе количества тепла) может выводиться в различных единицах измерения – Гкал, ГДж, МВтч, кВтч. Соотношение единиц Гкал, Дж и кВт я привожу для Вас в таблице: А еще лучше, точнее и проще, если вы скачаете программу пересчета Гкал к себе на компьютер, и будете пользоваться калькулятором, для перевода единиц измерения энергии из Гкал в Дж или кВт.

Для любознательных

  • Экономим тепло с квартирным рекуператором приточного воздуха.
  • Как рассчитать мощность котла для обогрева частного дома?

  • Все о том, как устроена погодозависимая автоматика, принципах её подбора, схемах, разновидностях, цене и главное, как погодозависимая автоматика экономит тепло.

Оставьте ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *