Как определить сколько секций батарей нужно для отопления помещений: как рассчитать по квадратам площади, объему, сколько формул, какие размеры батарей

Опубликовано в Разное
/
20 Авг 1989

Содержание

как рассчитать по квадратам площади, объему, сколько формул, какие размеры батарей

Правильный расчёт количества секций радиатора — залог создания качественной системы отопления. Для этого нужно выполнить несколько вычислений. Выделяют три метода.

Секции рассчитывают по площади, объёму и с применением множества различных коэффициентов.

Какие размеры у стандартных батарей отопления?

Габариты и вместимость радиаторов зависит от материала, из которого они изготовлены.

Чугунные устройства имеют ширину 93 или 108 мм, глубину от 85 до 140 мм и высоту 588 мм.

Размеры алюминиевых батарей соответственно равны 80, 80—100 и 575—585 мм, а биметаллических — 80—82, 75—100 и 550—580 мм.

Справка. Названные величины иногда выпадают из заданных диапазонов, что обусловлено производителем.

Объём секций рассчитывают перемножением названных чисел.

Как рассчитать количество секций радиатора по квадратам площади помещения

Является наиболее простым вариантом и позволяет оценить необходимое количество секций лишь примерно. Множество исследований определили нормативную мощность для одного квадратного метра площади, что обязательно учитывают в расчёте. Во внимание также принимают климат региона: для средней полосы и юга значение составляет 60—100 Вт, а для северных районов150—200 Вт.

Фото 1. Расчет количества секций биметаллических и алюминиевых радиаторов в зависимости от площади.

Показатели представлены в виде диапазонов, что позволяет учесть ширину и материал стен, различные утеплители и прочее. Число выбирают в зависимости от теплопроводности строения.

Внимание! Все указанные показатели рассчитаны для комнат с высотой потолка 2,7 метра и ниже.

Количество секций определяется по формуле:

N = S * Q / P, где

  • S — площадь помещения.
  • Q — используемый норматив затрат.
  • P — мощность одной секции.

Значение Q берут из Строительных Норм и Правил, а P — из паспорта устройства, которое планируется установить. Перемножение показателей определяет потерю тепла помещением по мере эксплуатации, а деление определяет количество секций для покрытия этой величины.

Например, произведём расчёт необходимого числа секций для угловой комнаты площадью 15 квадратных метров. Предполагается, что она расположена в кирпичном доме в центральной части страны, а радиатор обладает паспортной мощностью 140 ватт. Диапазон норматива — 60—100 Вт.

Кирпичное сооружение имеет средние потери, но нужно учесть, что комната угловая. Таким образом, предполагаемая суммарная мощность составит 15 * 90 = 1350 Вт; 1350 / 140 = 9,64.

Полученное число всегда округляют вверх, создавая запас. В заданном случае понадобится 10 секций.

Этот расчёт очень легко выполнить, но он далёк от правды, поскольку принимает высоту помещения за среднюю.

Формула расчета по объёму комнаты

Этот метод аналогичен предыдущему по принципу. Необходимы все те же величины, но площадь дополнительно умножают на высоту. Нормативы также отличаются и указаны в Строительных Нормах и Правилах. СНиП представляет множество различных материалов, хотя чаще используют значения для кирпича и панелей. Они соответственно составляет 34 и 41 ватт на 1 кубометр.

Формула для расчёта выглядит следующим образом:

N = V * Q / P, где

  • V — объём помещения.
  • Q — используемый норматив затрат.
  • P — мощность одной секции.

Произведём расчёт для помещения, рассмотренного в предыдущем случае. Высоту потолка примем равной трём метрам:

15 * 3 * 34 = 1530 Вт;

1530 / 140 = 10,93 => 11 секций.

Таким образом, если помещение имеет нестандартную высоту потолка, как в примере, ему может понадобиться больше тепла. Вычисление по объёму гораздо точнее, чем по площади, но оно не учитывает дополнительных источников потерь — окон, теплоизоляции и прочих факторов.

Точные подсчеты: сколько коэффициентов применяется

В отличие от предыдущих методов, принимает во внимание все детали. Формула выглядит следующим образом:

Q = 100 * S * G * I * R * T * N * A * H, где

  • Q — общие теплозатраты помещения.
  • 100 Вт/м2— базовый коэффициент расчёта мощности.
  • S — площадь обогреваемой комнаты.
  • Прочие значения описаны ниже более подробно.

Наиболее важны 7 показателей, учтённых в формуле.

Коэффициент G — остекление помещения. Его принимают равным 1,25 для комнат с одиночными стеклопакетами, 1,0 с двойными и 0,8 с тройными.

I — показатель утепления стен. Малоэффективный материал характеризуется коэффициентом 1,27.

Если утепление хорошее (двойной слой кирпича или качественная теплоизоляция), значение падает до единицы. Для более устойчивых материалов показатель составит 0,82.

R — коэффициент, который отвечает за отношение площади оконных проёмов к поверхности пола. Среднее значение — 0,3, то есть площадь окон составляет 30% от пола. В этом случае R = 1. За каждый процент число соответственно изменяют на 0,01. Например, для 25% — 0,95, а для 32% — 1,02. Эта величина вариативнее остальных и имеет ограничение только снизу. Минимальный коэффициент — 0,7. Хотя площадь окон редко больше поверхности пола, это возможно, поэтому максимальный показатель отсутствует.

T — средняя температура в холодное время года. Максимальное значение составляет −10 °C, в этом случае коэффициент принимают равным 0,7. За каждый градус вниз его увеличивают на 0,04 вплоть до −25 °C, затем на 0,02 до −35 °C и, наконец, на 0,01 за каждый следующий градус.

Характерные значения T (коэффициент к температуре):

  • 1,5 — −35 °C;
  • 1,3 — −25 °C;
  • 1,1 — −20 °C;
  • 0,9 — −15 °C;
  • 0,7 — −10 °C.

N — количество внешних стен помещения. Если таковых нет, величину принимают равной единице. За каждую стену, соприкасающуюся с улицей, коэффициент увеличивают на 0,1.

И также влияние оказывает комната сверху. Неотапливаемый чердак или крыша выступает в качестве внешней стены.

Отапливаемое помещение напротив, уменьшает значение на одну десятую. Если сверху другая квартира или жилой этаж частного дома, коэффициент уменьшают на 0,2. Угловая комната имеет не менее двух внешних стен, но оно требует на 5% больше теплоты. Поэтому показатель дополнительно увеличивают на 0,05.

A — тип помещения. Для жилых помещений коэффициент составляет 1,0. Комнаты с дополнительными источниками тепла, например, кухни, требуют на 20% меньше обогрева. Санузел, в частности ванная, обычно требует на 10% больше мощности от батарей. Соответственно, для этих случаев значения составят 0,8 и 1,1.

H выступает крайним по списку, но не по значимости элементом. Это высота отапливаемой комнаты. Коэффициент принимают равным единице при высоте потолка 2,5 м. За каждые 10 см значение изменяют на 0,01. Например, для 2,7 м будет 1,02, а для 3 м — 1,05.

Фото 2. Расчет количества секций радиатора в зависимости от их мощности, площади помещения и высоты потолков.

Данный метод расчёта учитывает семь факторов, способных определить количество секций батареи, необходимое для обогрева. Для получения итогового числа рассчитанную величину тепловой потери делят на паспортную мощность одной части устройства. Итоговое значение округляют строго вверх.

Выполним расчёт помещения из примера выше, но произвольно учтём все возможные факторы:

100 * 15 * 1,0 (G) * 1,0 (I) * 0,9 (R) * 1,1 (T) * 1,25 (N, угловое) * 1,0 (A, жилое) * 1,05 (H, 3 м) = 1 949,06 ватт.

1 949,06 / 140 = 13,92, соответственно понадобится 14 секций.

Этот метод вычисления наиболее точен, но позволяет создать качественную систему отопления. Она соблюдает важный фактор: обеспечивает помещение одновременно необходимым и достаточным количеством теплоты.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается, как рассчитать количество секции батарей отопления.

Чем сложнее расчеты, тем точнее результат!

Среди рассмотренных вариантов можно использовать любой, но нужно учитывать их точность. Лучше определить несколько коэффициентов и учесть их в расчёте, чем получить батарею с недостатком мощности. Следует отметить, что точное вычисление можно произвести на специальном калькуляторе.

Расчет радиаторов отопления — как узнать нужное количество секций для обогрева

Расчет необходимого количества секций

Содержание:

Среди большого количества потребителей, самым популярным устройством для отопления является радиатор.

В своем роде, он является классическим вариантом оборудования отопительной системы. Батарея представляет собой полый элемент, который наполнен веществом – теплоносителем, чью роль, как правило, выполняет вода.

Выбирая радиатор, необходимо обращать внимание на несколько технических факторов, благодаря которым можно обеспечить наибольшую эффективность работы отопительной системы.

К тому же, расчет отопительных радиаторов является обязательной процедурой перед монтажом отопительной системы в дома.

Основной параметр — мощность радиатора

Мощности этих секций равны!

Монтаж отопительной системы, как и проведения любых других сложных монтажно-демонтажных работ, требует предварительной работы специалиста, цель которой заключается анализ факторов, учет которых необходим для установки отопительной системы.

Необходимо учесть следующее:

  • Материал, из которого будет выполнены основные элементы отопительной системы.
  • Дизайн радиаторов и их тип.
  • Приблизительная сумма, необходима для проведения работ.

Кроме этого,  необходим еще и дополнительный расчет батарей отопления.

Необходимую мощность радиаторов можно произвести исходя из того, какая площадь помещения нуждается в обогреве. Чтобы получить площадь помещения, следует его ширину умножить на длину, скорее всего вам это известно.

После этого, следует также замерить высоту комнаты, а также посчитать количество дверных проемов и окон. При этом учитывается материал, использованный для изготовления оконных рам и дверей.

Здесь же нужно сказать и о необходимости определить наименьшую температуру воздуха в зимнее время года, а также температуру теплоносителя, которой будет достаточно для обогрева комнаты. Можно сделать вывод, что данные расчеты требуют особого внимания, а также определенных знаний в области математики.

При расчете, нужно учитывать и дополнительные факторы, исходя из которых, мощность отопительного прибора должна быть увеличена на 20-25%.

Помните: Согласно установленным стандартам, для обогрева одного квадратного метра нужно чтобы мощность отопительных элементов составляла не менее 100 Вт.

Далее, необходимо умножить всю площадь помещения на 100 Вт, а также учесть коэффициенты уменьшения и увеличения мощности для того, чтобы получить более точный результат.

Уменьшение мощности возможно при следующих условиях:

  • В случае если в обогреваемом помещении присутствуют стеклопакеты.
  • В случае если показатель температуры отопительного котла больше чем установленная норма, на каждые 10 градусов ее следует уменьшать приблизительно на 15%.
  • В случае если высота комнаты составляет менее чем 3 метра, мощность радиаторов можно уменьшить.

Что касается увеличения мощности, то ее можно произвести если:

  • Потолок в квартире находится на высоте более трех метров.
  • Если ваша квартира находится на углу дома, следует увеличить на 1. 8.
  • Если в такой квартире более двух оконных отверстий, необходимо умножить показатель на 1.8
  • Необходимо повысить на 8% в том случае, если они подключены снизу.
  • Вода, которая играет роль теплоносителя, может иметь недостаточную температуру. В таком случае на каждые 10 градусов необходимо увеличить показатель на 17 %
  • Если дом или квартира находится в климатических условиях, при которых температура воздуха зимой значительно падает, следует увеличить производительность отопительной системы в 2 раза.

Расчет требуемого количество секций на комнату

Таблица: Расчет секций для радиаторов CONDOR

Для того чтобы выяснить, сколько секций радиатора нужно для обогрева помещения, необходимо знать точное показание мощности.

Расчет происходит путем деления необходимой показателя мощности на показатель производительности одной отдельной секции.

Узнать данный показатель вы сможете в технических характеристиках, которые должны быть указаны производителями.

Рассчитать количество секций можно и другим способом.

Необходимо знать точный показатель того, какой объем может обогревать одна секция радиатора. Далее, нужно вычислить объем помещения, и полученный показатель разделить на показатель объема, который эффективно обогревается одной секцией радиатора.

Рассчитать объем помещения, можно перемножив его ширину, длину, и высоту.

Конечно, произвести такие вычисления, и определить необходимое число секций, в целом, способен даже ученик младших классов. Однако, при наличии возможности, рекомендуется все же обратиться за помощью высококвалифицированных специалистов, что позволит избежать возможных ошибок.

Если вы допустите хотя бы минимальную неточность или упустите один из важных факторов, это, в конечном итоге, способно весьма негативно отразится на эффективности работы отопительной системы вашего дома.

В свою очередь, это может повлиять на микроклимат в помещении, а также привести к дополнительным денежным затратам.

В связи с этим необходимо выделить основные факторы, которые могут влиять на результат расчета количества тепловой энергии, которая необходима для того, чтобы обогревать ваш дом. К ним можно отнести следующие:

  1. Окно расположено на северной или восточной стене дома – 10%
  2. Отопительный радиатор расположен в специальном углублении – 5%
  3. Вся батарея будет полностью закрыта панелью, с несколькими щелями – 15:
  4. В комнате присутствуют 2 стены, являющиеся наружными, а также 1 окно – 20%
  5. В комнате присутствуют 2 стены, являющиеся наружными и 2 окна – 30%

Очевидно, что если из данного списка, под ваше жилье подходит несколько примеров, процентный показатель необходимо сложить.

Посмотрите наглядное видео по сборке и установке радиаторов отопления с подробными комментариями профессионального сантехника:

Таким образом вы сможете получить показатель того количества тепловой энергии, которая необходима для эффективного поддержания температуры в комнате.

Как рассчитать количество секций радиатора отопления: формулы и общепринятые правила

Со временем любое оборудование изнашивается. И радиатор не является исключением. С истечением его срока эксплуатации, а бывает и раньше, прибор приходится менять. Конечно, некоторые замену проводят и когда устройство еще в хорошем состоянии, просто есть желание установить более новую и современную модель, которая лучше впишется в общий интерьер.

В любом случае очень важен правильный расчет. Правда, данная задача не из легких. Но зная, какие размеры может иметь батарея отопления как выбрать количество секций, выбор изделия можно будет сделать гораздо легче, покупка будет совершена более грамотно. Поэтому стоит рассмотреть тему расчета обогревательных агрегатов более подробно.

Зачем нужен расчет?

Важно знать, как определить необходимое количество секций батареи. От этого напрямую зависит то, какой микроклимат в доме будет зимой. Если количество секций недостаточное, помещение не будет отапливаться на должном уровне и в нем будет холодно, неуютно. Если же радиатор будет чересчур большим, это повлечет за собой расходы не только на его покупку, но и на эксплуатацию. Поэтому, только зная, как рассчитать количество секций радиатора отопления, можно создать эффективную систему теплоснабжения.

Конечно, расчет следует проводить с учетом типа помещения. Для стандартных зданий подойдут и простые методы, позволяющие узнать необходимое число секций. Для некоторых домов важно учитывать ряд нюансов, чтобы результат был более точным.

Каких размеров и форм бывают радиаторы?

При выборе батареи для обогрева комнаты надо учитывать такие критерии, как форма, размер и количество секций. Так, радиаторы отопления размеры по высоте могут иметь разные. У типичных сооружений высота подоконника составляет 800 мм. Поэтому наиболее ходовыми являются модели с высотой 600 мм. Самыми высокими считаются батареи, высота которых достигает 2400 мм. Такие изделия подходят для помещений, в которых многосекционный длинный обогреватель не помещается.

Низкими считаются пластинчатые изделия, высота которых всего 300 мм. Правда есть и более низкие, эксклюзивные версии. Для нестандартных помещений идеальны такие радиаторы отопления высота 200 мм которых позволяет провести их установку под низким подоконником либо у витражей. Агрегаты данного типа не привлекают особого внимания. И к тому же позволяют создать широкую тепловую завесу. Обогрев будет проводиться более эффективно.

В зависимости от конструкции выделяют радиаторы отопления секционные, панельные, колончатые, стеновые и потолочные. Наибольшей популярностью пользуются стандартные секционные модели.

Секционные модели могут быть изготовлены из разных материалов:

  • стали;
  • чугуна;
  • алюминия;
  • биметалла.

Многие сегодня отдают предпочтение именно биметаллическим вариантам. И связано это с тем, что радиатор биметаллический секционный соединяет в себе свойства двух металлов, и отличается высокой теплоотдачей, надежностью, устойчивостью к гидроударам, долговечностью. Более подробно о биметаллических радиаторах можно прочитать здесь.

Как провести расчет числа секций?

Не зависимо от того, какие бывают радиаторы отопления расчет количества секций проводится одинаково. Чаще всего используют упрощенные методы. Если помещение является стандартными и имеет обычную высоту потолка, то одна секция прибора сможет обогреть 1,8 кв.м.

Принято считать, что 1 кВт мощности батареи обеспечивает оптимальный температурный режим на участке, площадью 10 кв.м.

Если же квартира расположена в угловой части дома, есть две наружные стены, то расчет проводится по-другому. На 10 кв.м. уже требуется около 1,3 кВт мощности. Как правило, для обогрева 10 кв.м. надо 5 секций. Но если дом не утеплен или дверь в комнату остается постоянно открытой, то специалисты советуют добавлять еще одну секцию. Применяется такой способ крайне редко. Поскольку характеризуется высокой степенью погрешности.

Также на биметаллические радиаторы размеры секции и их количество определяются с учетом тепловых потерь в здании. Например, угловая комната нагревается медленнее, а тепло отдает быстрее. В этом случае расчет теплоотдачи батареи проводится с запасов примерно 20%.

Более точным считается объемный расчет. При этом учитывается объем отапливаемой комнаты. Так секция радиатора мощностью в 200 Вт способна обогреть 5 куб.м. помещения. Чтобы узнать необходимое число секций, надо объем квартиры разделить на мощность одной секции обогревательного прибора. Зная, как рассчитать количество секций биметаллических радиаторов отопления по приведенному способу, можно получить наиболее достоверные данные.

Сколько стоит одна секция?

Сегодня типов и моделей радиаторов на рынке очень много. Есть импортные варианты, есть отечественные. Выбор зависит от предпочтений покупателя. И конечно, его финансового положения. Ведь стоимость разных вариантов батарей разная.

Зависит на секционные батареи отопления цена от ряда факторов:

  1. Типа устройства и модели.
  2. Материала изготовления. Например, чугунные изделия являются самыми дешевыми, а биметаллические – самые дорогостоящие.
  3. Качества. Более качественными считаются импортные приборы.
  4. Мощности оборудования.
  5. Фирмы-производителя. Сегодня рынок предлагает покупателям батареи от разных компаний.
  6. Количества секций. Данная величина определяется для каждого помещения индивидуально.

Указывается на любой радиатор отопления цена за секцию, поэтому правильный расчет размера батареи еще важен и в плане экономии. Ведь, выбрав батарею больше, чем нужно, покупателю придется отдать больше финансовых средств. Причем такие затраты будут неоправданными. Отопление выйдет дороже. Рыночная цена данных приборов начинается от 6 долларов. Отечественные изделия стоят дешевле. Но у зарубежных аналогов от известного бренда, качество и срок службы выше. Например, отлично зарекомендовали себя радиаторы из Италии, Германии.

Так, на итальянский агрегат цена за секцию составляет порядка 10 долларов. Допустим, требуется около 8 секций. На радиаторы биметаллические 8 секций цена будет составлять от 80 долларов. Ниже 10 долларов такой радиатор стоить точно не будет. Поскольку изделие достаточно дорогое в производстве.

Стоит остерегаться дешевых приборов от известных производителей: вероятнее всего это китайская подделка под именитый бренд.

Из более дешевых вариантов можно назвать российские аналоги. Например, радиатор биметаллический Rifar Forza 500 12 секций является наиболее востребованным среди всех моделей отечественного производства, представленных на рынке. Высота такого изделия составляет 570 мм. Одна секция весит порядка 1,84 кг. В продажу выпускаются обогреватели с количеством секций от 4 до 14.

Конечно, на секции батарей отопления цена будет в разы ниже, чем на аналоги импортного производства. При этом качество является неплохим. Многие пользователи отдают предпочтение именно продукции Рифар потому, что она отличается оптимальным сочетанием качества и цены, во время работы устройства не возникает проблем.

Таким образом, зная, какие бывают радиаторы отопления как рассчитать необходимую высоту и количество секций, можно оборудовать эффективную систему обогрева, которая позволит создать комфортный микроклимат в доме.

Как посчитать батареи. Расчет секций батарей отопления по площади. Простой и быстрый метод расчёта

Чаще всего биметаллические радиаторы владельцы приобретают для замены чугунных батарей, которые по той или иной причине вышли из строя или стали плохо обогревать помещение. Чтобы эта модель радиаторов хорошо справлялась со своей задачей, необходимо ознакомиться с правилами расчета количества секций на все помещение.

Необходимые данные для подсчета

Самим правильным решением станет обращение к опытным специалистам. Профессионалы могут рассчитать количество биметаллических радиаторов отопления довольно точно и эффективно. Такой расчет поможет определить, сколько секций понадобится не только для одной комнаты, но и для всего помещения, а также для любого типа объекта.

Все профессионалы учитывают следующие данные для подсчета количества батарей:

  • из какого материала было построено здание;
  • какая толщина стен в комнатах;
  • тип окон, монтаж которых был произведен в данном помещении;
  • в каких климатических условиях находится здание;

  • есть ли в комнате, находящейся над помещением, где ставятся радиаторы, какое-нибудь отопление;
  • сколько в комнате «холодных» стен;
  • какая площадь рассчитываемой комнаты;
  • какая высота стен.

Все эти данные позволяют сделать расчет наиболее точным для установки биметаллических батарей.

Коэффициент теплопотерь

Чтобы сделать расчет правильно, необходимо для начала посчитать, какие будут тепловые потери, а затем высчитать их коэффициент. Для точных данных нужно учитывать одно неизвестное, то есть стены. Это касается, прежде всего, угловых комнат. Например, в помещении представлены следующие параметры: высота – два с половиной метра, ширина – три метра, длина – шесть метров.

  • Ф является площадью стены;
  • а – ее длиной;
  • х – ее высотой.

Расчет ведется в метрах. По этим подсчетам площадь стены будет равна семи с половиной квадратным метрам. После этого необходимо рассчитать теплопотери по формуле Р = F*K.

Также умножить на разницу температур в помещении и на улице, где:

  • Р – это площадь теплопотерь;
  • F является площадью стены в метрах квадратных;
  • К – это коэффициент теплопроводности.

Для правильного расчета нужно учитывать температуру. Если на улице температура составляет примерно двадцать один градус, а в комнате восемнадцать градусов, то для расчета данного помещения нужно добавить еще два градуса. К полученной цифре нужно добавить Р окон и Р двери. Полученный результат нужно поделить на число, обозначающее тепловую мощность одной секции. В результате простых вычислений и получится узнать, сколько же батарей необходимо для обогрева одной комнаты.

Однако все эти расчеты правильны исключительно для комнат, которые имеют средние показатели утепления. Как известно, одинаковых помещений не бывает, поэтому для точного расчета необходимо обязательно учесть коэффициенты поправки. Их нужно умножить на результат, полученный при помощи вычисления по формуле. Поправки коэффициента для угловых комнат составляют 1,3, а для помещений, находящихся в очень холодных местах – 1,6, для чердаков – 1,5.

Мощность батареи

Чтобы определить мощность одного радиатора, необходимо рассчитать какое количество киловатт тепла понадобится от установленной системы отопления. Мощность, которая нужна для обогревания каждого квадратного метра, составляет 100 ватт. Полученное число умножается на количество квадратных метров комнаты. Затем цифра делится на мощность каждой отдельно взятой секции современного радиатора. Некоторые модели батарей состоят из двух секций и больше. Делая расчет, нужно выбирать радиатор, который имеет приближенное к идеалу число секций. Но все же, оно должно быть немного больше расчетного.

Это делается для того, чтобы сделать помещение теплее и не мерзнуть в холодные дни.

Производители биметаллических радиаторов указывают их мощность для некоторых данных системы отопления. Поэтому покупая любую модель, необходимо учесть тепловой напор, который характеризует, как нагревается теплоноситель, а также как он обогревает систему отопления. В технической документации часто указывают мощность одной секции для напора тепла в шестьдесят градусов. Это соответствует температуре воды в радиаторе в девяносто градусов. В тех домах, где помещения отапливают чугунными батареями, это оправданно, но для новостроек, где сделано все более современно, температура воды в радиаторе вполне может быть ниже. Напор тепла в таких системах отопления может составлять до пятидесяти градусов.

Расчет тут произвести тоже нетрудно. Нужно мощность радиатора поделить на цифру, обозначающую тепловой напор. Число делится на цифру, указанную в документах. При этом эффективная мощность батарей станет немного меньше.

Именно ее необходимо ставить во все формулы.

Популярные методы

Для вычета нужного количества секций в устанавливаемом радиаторе может быть использована не одна формула, а несколько. Поэтому стоит оценить все варианты и выбрать тот, что подойдет для получения более точных данных. Для этого нужно знать, что по нормам СНиП на 1 м², одна биметаллическая секция может обогреть один метр и восемьдесят сантиметров площади. Чтобы посчитать какое количество секций понадобиться на 16 м², нужно разделить эту цифру на 1,8 квадратного метра. В итоге получается девять секций. Однако этот метод довольно примитивный и для более точного определения необходимо учитывать все вышесказанные данные.

Существует еще один простой метод для самостоятельного вычисления. Например, если взять небольшую комнату в 12 м², то очень сильные батареи здесь ни к чему. Можно взять, для примера, теплоотдачу всего одной секции в двести ватт. Тогда по формуле можно легко вычислить их количество, требуемое для выбранной комнаты. Чтобы получить нужную цифру, нужно 12 – это количество квадратов, умножить на 100, мощность на метр квадратный и поделить на 200 ватт. Это, как можно понять, является значением теплоотдачи на одну секцию. В результате вычислений получится число шесть, то есть именно столько секций понадобится для отопления помещения в двенадцать квадратов.

Можно рассмотреть еще один вариант для квартиры с квадратурой в 20 м². Допустим, что мощность секции купленного радиатора – сто восемьдесят ватт. Тогда, подставляя все имеющиеся значения в формулу, получится такой результат: 20 нужно умножить на 100 и разделить на 180 будет равно 11, а значит, такое количество секций понадобится для отопления данного помещения. Однако такие результаты будут действительно соответствовать тем помещениям, где потолки не выше трех метров, а климатические условия не очень жесткие. А также не были учтены и окна, то есть их количество, поэтому к конечному результату необходимо добавить еще несколько секций, их число будет зависеть от количества окон. То есть в комнате можно установить два радиатора, в которых будет по шесть секций. При этом расчете была добавлена еще одна секция с учетом окон и дверей.

По объему

Чтобы сделать вычисление более точными, нужно провести расчет по объему, то есть учесть три измерения в выбранной отапливаемой комнате. Все расчеты делаются практически одинаково, только в основе находятся данные мощности, рассчитанной на один метр кубический, которые равны сорок одному ватту. Можно попробовать рассчитать количество секций биметаллической батареи для помещения с такой площадью, как в варианте, рассмотренном выше, и сопоставить результаты. В этом случае высота потолков будет равна двум метрам семидесяти сантиметрам, а квадратура помещения будет двенадцать квадратных метров. Тогда нужно умножить три на четыре, а потом на два и семь.

Результат будет таким: тридцать два и четыре метра кубических. Его надо умножить на сорок один и получится тысяча триста двадцать восемь и четыре ватта. Такая мощность радиатора будет идеально подходящей для отопления этой комнаты. Затем этот результат нужно разделить на двести, то есть число ватт. Результат будет равен шести целым шестидесяти четырем сотым, а значит, понадобится радиатор на семь секций. Как видно, результат расчета по объему намного точнее. В итоге не нужно будет даже учитывать число окон и дверей.

А также можно сравнить и результаты вычисления в помещении с двадцатью квадратными метрами. Для этого необходимо умножить двадцать на два и семь, получится пятьдесят четыре метра кубических – это объем помещения. Далее, нужно умножить на сорок один и в результате получится две тысячи четыреста четырнадцать ватт. Если батарея будет иметь мощность в двести ватт, то на эту цифру нужно разделить на полученный результат. В итоге выйдет двенадцать и семь, а значит для данной комнаты необходимо такое количество секций, как и в предыдущем расчете, но этот вариант намного точнее.

Сегодня потребительский рынок наполнен множеством моделей отопительных устройств, которые различаются по габаритам и показателям мощности. Среди них стоит выделить стальные радиаторы. Данные приборы довольно легкие, имеют привлекательный внешний вид и обладают хорошей теплоотдачей. Перед выбором модели необходимо произвести расчет мощности стальных радиаторов отопления по таблице.

Разновидности

Рассмотрим стальные радиаторы панельного типа, которые различаются по габаритам и степени мощности. Устройства могут состоять из одной, двух или трех панелей. Другой важный элемент конструкции – оребрение (гофрированные металлические пластины). Чтобы получить определенные показатели тепловой отдачи, в конструкции устройств используется несколько комбинаций панелей и оребрения. Перед выбором наиболее подходящего устройства для качественного отопления помещения, необходимо ознакомиться с каждой разновидностью.

Стальные панельные батареи представлены следующими типами:

  • Тип 10. Здесь устройство оснащено только одной панелью. Такие радиаторы имеют легкий вес и самую низкую мощность.

  • Тип 11. Состоят из одной панели и пластины оребрения. Батареи обладают чуть большим весом и габаритами, чем предыдущий тип, отличаются повышенными параметрами тепловой мощности.

  • Тип 21. В конструкции радиатора две панели, между которыми располагается гофрированная металлическая пластина.
  • Тип 22. Батарея состоит из двух панелей, а также двух пластин оребрения. По размерам устройство схоже с радиаторами 21-го типа, однако, по сравнению с ними, обладают большей тепловой мощностью.

  • Тип 33. Конструкция состоит из трех панелей. Данный класс – самый мощный по тепловой отдаче и самый большой по размерам. В его конструкции к трем панелям присоединены 3 пластины оребрения (отсюда и цифровое обозначение типа — 33).

Каждый из представленных типов может различаться по длине прибора и его высоте. На основании этих показателей и формируется тепловая мощность устройства. Самостоятельно рассчитать данный параметр невозможно. Однако каждая модель панельного радиатора проходит соответствующие испытания производителем, поэтому все результаты заносятся в специальные таблицы. По ним очень удобно подобрать подходящую батарею для отопления различных типов помещений.

Определение мощности

Для точного расчета тепловой мощности необходимо отталкиваться от показателей тепловых потерь помещения, в котором планируется установить эти устройства.

Для обычных квартир можно руководствоваться СНиПом (Строительными нормами и правилами), в которых прописаны объемы тепла из расчета на 1м 3 площади:

  • В панельных зданиях на 1м3 требуется 41Вт.
  • В кирпичных домах на 1м3 расходуется 34 Вт.

На основании данных норм можно выявить мощность стальных панельных радиаторов отопления.

В качестве примера, возьмем комнату в стандартном панельном доме с габаритами 3,2*3,5м и высотой потолков в 3 метра. Первым делом определим объем помещения: 3,2*3,5*3=33,6м 3 . Далее обратимся к нормам СНиП и найдем числовое значение, которое соответствует нашему примеру: 33,6*41=1377,6Вт. В результате, мы получили количество тепла, необходимое для обогрева комнаты.

Дополнительные параметры

Нормативные предписания СНиПа составлены для условий средней климатической зоны.

Чтобы произвести расчет в областях с более холодными зимними температурами, нужно скорректировать показатели при помощи коэффициэнтов:

  • до -10° C – 0,7;
  • -15° C – 0,9;
  • -20° C — 1,1;
  • -25° C — 1,3;
  • -30° C — 1,5.

При расчете тепловых потерь, нужно брать во внимание и количество стен, которые выходят наружу. Чем их больше, тем выше будут показатели теплопотерь помещения. К примеру, если в комнате одна наружная стена – применяем коэффициент 1,1. Если мы имеем две или три наружные стены, то коэффициент будет 1,2 и 1,3 соответственно.

Рассмотрим пример. Допустим, в зимний период в регионе держится средняя температура -25° C, а в помещении расположены две наружных стены. Из расчетов мы получим: 1378 Вт*1,3*1,2=2149,68 Вт. Итоговый результат округляем до 2150 Вт. Дополнительно необходимо учитывать, какие помещения расположены на нижнем и верхнем этаже, из чего сделана кровля, каким материалом утеплялись стены.

Расчет радиаторов Kermi

Прежде чем проводить расчет тепловой мощности, следует определиться с фирмой-производителем устройства, которое будет установлено в помещении. Очевидно, что лучшие рекомендации заслуженно имеют лидеры данной отрасли. Обратимся к таблице известного немецкого производителя Kermi, на основе которой и проведем необходимые расчеты.

Для примера возьмем одну из новейших моделей — ThermX2Plan. По таблице можно увидеть, что параметры мощности прописаны для каждой модели Kermi, поэтому необходимо просто найти нужное устройство из списка. В области отопления не требуется, чтобы показатели полностью совпадали, поэтому лучше взять значение, которое немного больше рассчитанного. Так у вас будет необходимый запас на периоды резкого похолодания.

Все подходящие показатели отмечены в таблице красными квадратами. Допустим, для нас наиболее оптимальная высота радиатора – 505 мм (прописана в верхней части таблицы). Самый привлекательный вариант – устройства 33 типа с длиной 1005 мм. Если требуются более короткие приборы, следует остановиться на моделях 605 мм высотой.

Пересчет мощности исходя из температурного режима

Однако данные в этой таблице прописаны для показателей 75/65/20, где 75° C – температура провода, 65° C – температура отвода, а 20° C – температура, которая поддерживается в помещении. На основе этих значений производится расчет (75+65)/2-20=50° C, в результате которого мы получаем дельту температур. В том случае, если у вас иные системные параметры, потребуется перерасчет. Для этой цели в Kermi подготовили специальную таблицу, в которой указаны коэффициенты для корректировки. С ее помощью можно осуществить более точный расчет мощности стальных радиаторов отопления по таблице, что позволит подобрать наиболее оптимальное устройство для обогрева конкретного помещения.

Рассмотрим низкотемпературную систему, показатели которой составляют 60/50/22, где 60° C – температура провода, 50° C – температура отвода, а 22° C – температура, поддерживаемая в помещении. Вычисляем дельту температур по уже известной формуле: (60+50)/2-22=33° C. Затем смотрим в таблицу и находим температурные показатели проводимой/отводимой воды. В клетке с поддерживаемой температурой помещения находим нужный коэффициент 1,73 (в таблицах отмечается зеленым цветом).

Далее берем количество тепловых потерь помещения и умножаем его на коэффициент: 2150 Вт*1,73=3719,5 Вт. После этого возвращаемся к таблице мощностей, чтобы посмотреть подходящие варианты. В таком случае выбор будет скромнее, поскольку для качественного обогрева потребуются гораздо более мощные радиаторы.

Заключение

Как видим, правильный расчет мощности для стальных панельных радиаторов невозможен без знания определенных показателей. Обязательно необходимо выяснить теплопотери помещения, определиться с фирмой-производителем батареи, иметь представление о температуре проводимой/отводимой воды, а также о температуре, которая поддерживается в помещении. На основе этих показателей можно легко определить подходящие модели батарей.

Скорее всего Вы уже решили для себя Какие радиаторы отопления лучше, но необходим расчет количества секций. Как его выполнить безошибочно и точно, учесть все погрешности и теплопотери?

Существует несколько вариантов расчета:

  • по площади помещения
  • и полный расчет включающий все факторы.

Рассмотрим каждый из них

Расчет количества секций радиаторов отопления по объему

Если у Вас квартира в современном доме, со стеклопакетами, утепленными наружными стенами и , то для расчета уже используется значение тепловой мощности 34вт на 1куб.метр объема.

Пример расчета количества секций:

Комната 4*5м, высота потолка 2,65м

Получаем 4*5*2,65=53 куб. м Объем комнаты и умножаем на 41вт. Итого, требуемая тепловая мощность для обогрева: 2173Вт.

Исходя из полученных данных, не трудно рассчитать количество секций радиаторов. Для этого необходимо знать теплоотдачу одной секции, выбранного Вами радиатора.

Допустим:
Чугунный МС-140, одна секция 140Вт
Global 500,170Вт
Sira RS, 190Вт

Тут следует заметить, что производитель или продавец, часто указывает завышенную теплоотдачу, рассчитанную при повышенной температуре теплоносителя в системе. Поэтому ориентируйтесь на меньшее значение, указанное в паспорте на изделие.

Продолжим расчет: 2173 Вт делим на теплоотдачу одной секции 170Вт, получаем 2173Вт/170Вт=12,78 секций. Округляем в сторону целого числа, и получаем 12 или 14 секций.

Некоторые продавцы предлагают услугу по сборке радиаторов с необходимым числом секций, то есть 13. Но это уже будет не заводская сборка.

Этот метод, как и следующий является приблизительным.

Расчет количества секций радиаторов отопления по площади помещения

Является актуальным для высоты потолков помещения 2,45-2,6 метра. Принимается равным, что для обогрева 1кв.метра площади достаточно 100Вт.

То есть для комнаты 18 кв.метров, требуется 18кв.м*100Вт=1800Вт тепловой мощности.

Делим на теплоотдачу одной секции: 1800Вт/170Вт=10,59, то есть 11 секций.

В какую сторону лучше округлить результаты расчетов?

Комната угловая или с балконом, то к расчетам добавляем 20%
Если батарея будет устанавливаться за экраном или в нишу, то потери тепла могут достигать 15-20%

Но в то же время, для кухни, можно смело округлить в меньшую сторону, до 10 секций.
Кроме того, на кухне, очень часто монтируется . А это минимум 120 Вт тепловой помощи с одного квадратного метра.

Точный расчет количества секций радиаторов

Определяем требуемую тепловую мощность радиатора по формуле

Qт= 100ватт/м2 х S(помещения)м2 х q1 х q2 х q3 х q4 х q5 х q6 х q7

Где учитываются следующие коэффициенты:

Вид остекления (q1)

  • Тройной стеклопакет q1=0,85
  • Двойной стеклопакет q1=1,0
  • Обычное(двойное) остекленение q1=1,27

Теплоизоляция стен (q2)

  • Качественная современная изоляция q2=0,85
  • Кирпич (в 2 кирпича) или утеплитель q3= 1,0
  • Плохая изоляция q3=1,27

Отношение площади окон к площади пола в помещении (q3)

Минимальная температура снаружи помещения (q4)

Количество наружных стен (q5)

  • Одна (обычно) q5=1,1
  • Две (угловая квартира) q5=1,2

Тип помещения над расчетным (q6)

  • Обогреваемое помещение q6=0,8
  • Отапливаемый чердак q6=0,9
  • Холодный чердак q6=1,0

Высота потолков (q7)

Пример расчета:

100 вт/м2*18м2*0,85 (тройной стеклопакет)*1 (кирпич)*0,8
(2,1 м2 окно/18м2*100%=12%)*1,5(-35)*
1,1(одна наружная)*0,8(обогреваемое,квартира)*1(2,7м)=1616Вт

Плохая теплоизоляция стен увеличит это значение до 2052 Вт!

количество секций радиатора отопления: 1616Вт/170Вт=9,51 (10 секций)

Как рассчитать радиаторы отопления так, чтобы температура в квартире была предельно комфортной — вопрос, который возникает у каждого, кто решился на ремонт. Слишком малое количество секций не будет полностью прогревать помещение, а излишек только повлечёт за собой слишком большие траты на коммунальные услуги. Итак, что необходимо учитывать, чтобы правильно подсчитать размеры батарей?

Предварительная подготовка

Что необходимо учитывать для рассчета мощности радиатора отопления на комнату:

  • определить температурный режим и потенциальные термопотери;
  • разработать оптимальные технические решения;
  • определить тип теплового оборудования;
  • установить финансовые и тепловые критерии;
  • учесть надёжность и технические параметры обогревательных приборов;
  • составить схемы теплопровода и расположение батарей для каждого помещения;

Без помощи специалистов и дополнительных программ рассчитать количество секций радиаторов отопления достаточно сложно. Чтобы расчёт был наиболее точен, не обойтись без тепловизора или специально установленных для этого программ.

Что будет, если провести вычисления неправильно? Основное последствие — более низкая температура в помещениях, а следовательно, и эксплуатационные условия не будут соответствовать желаемому. Слишком мощные отопительные приборы приведут к избыточным тратам как на сами приборы и их монтаж, так и на коммунальные услуги.

Самостоятельные подсчёты

Можно приблизительно подсчитать, какой должна быть мощность батарей, использовав только рулетку для измерения длины и ширины стен и калькулятор. Но точность таких вычислений крайне мала. Погрешность будет составлять 15-20%, но такое вполне допустимо.

Вычисления в зависимости от типа отопительных приборов

При выборе модели учитывайте, что тепловая мощность зависит от материала, из которого они сделана. Методы вычисления размеров секционных батарей не отличаются, а вот итоги выйдут разными. Есть среднестатистические значения. На них и стоит ориентироваться, выбирая оптимальное число отопительных приборов. Мощности отопительных приборов с секциями в 50 см:

  • батареи из алюминия — 190 Вт;
  • биметаллические — 185 Вт;
  • чугунные приборы обогрева — 145 Вт;

  • алюминий — 1,9-2 м кв. ;
  • алюминий и сталь — 1,8 м кв.;
  • чугун — 1,4-1,5 м кв;

Вот пример вычисления количества секций алюминиевых радиаторов отопления. Допустим, что размеры комнаты 16 м. кв. Выходит, что на помещение такого размера нужно 16м2/2м2 = 8 шт. По такому же принципу считайте для чугунных или биметаллических приборов. Важно только точно знать норму — приведённые выше параметры верны для моделей высотой в 0,5 метра.

На данный момент выпускаются модели от 20 до 60 см. Соответственно площадь, которую способна обогреть секция, будет отличаться. Самые маломощные модели — бордюрные, высотой в 20 см. Если вы решили приобрести тепловой агрегат нестандартных размеров, то в вычислительную формулу придётся вносить корректировку. Ищите необходимые данные в техпаспорте.

При внесении корректировок стоит учитывать, что размер батарей напрямую влияет на теплоотдачу. Следовательно, чем меньше высота при той же ширине, тем меньше площадь, а вместе с ними и мощность. Для верных подсчётов найдите соотношение высот выбранной модели и стандартной, а уже с помощью полученных данных подкорректируйте результат.

Допустим, вы выбрали модели высотой 40 см. В этом случае расчёт количества секций алюминиевых радиаторов отопления на площадь комнаты будет выглядеть следующим образом:

  • воспользуемся предыдущими подсчётами: 16м2/2м2 = 8штук;
  • посчитайте коэффициент 50см/40см = 1,25;
  • подкорректируйте вычисления по основной формуле — 8шт*1,25 = 10 шт.

Расчёт количества радиаторов отопления по объёму начинается в первую очередь со сбора необходимой информации. Какие параметры нужно учесть:

  • Площадь жилья.
  • Высота потолков.
  • Число и площадь дверных и оконных проёмов.
  • Температурные условия за окном в период отопительного сезона.

Нормы и правила, установленные для мощности отопительных проборов, регламентируют минимально допустимый показатель на кв. метр квартиры — 100 Вт. Расчёт радиаторов отопления по объему помещения будет более точен, чем тот, в котором за основу берётся только длина и ширина. Итоговые результаты корректируются в зависимости от индивидуальных характеристик конкретного помещения. Делается это посредством умножения на коэффициент корректировки.

При вычислении мощности отопительных приборов берётся среднестатистическая высота потолков — 3 м. Для квартир с потолком 2,5 метра этот коэффициент составит 2,5м/3м = 0,83, для квартир с высокими потолками 3,85 метров — 3,85м/3м = 1,28. Угловые комнаты потребуют внесения дополнительных корректировок. Итоговые данные умножаются на 1,8.

Расчёт количества секций радиатора отопления по объему помещения должен проводиться с корректировкой, если в комнате одно окно большого размера или сразу несколько окон (коэффициент 1,8).

Нижнее подключение также потребует внести свои корректировки. Для такого случая коэффициент составит 1,1.

В районах с экстремальными погодными условиями, где зимние температуры достигают рекордно низких показателей, мощность должна быть увеличена в 2 раза.

Пластиковые стеклопакеты, наоборот, потребуют корректировку в сторону уменьшения, за основу берётся коэффициент 0,8.

В выше приведённых данных приведены усреднённые значения, поскольку не были дополнительно учтены:

  • толщина и материал стен и перекрытий;
  • площадь остекления;
  • материал напольного покрытия;
  • наличие или отсутствие утеплителя на полу;
  • занавески и гардины в оконных проёмах.

Дополнительные параметры для более точных вычислений

Точный расчёт количества радиаторов отопления на площадь не обойдётся без данных из технических документов. Это важно, чтобы точнее определить значение теплопотерь. Лучше всего определить уровень потери тепла с помощью тепловизора. Прибор быстро определит самые холодные области в помещении.

Всё было бы в разы легче, если каждая квартира была построена по стандартной планировке, но это далеко не так. В каждом доме или городской квартире свои особенности. С учётом множества характеристик (числа оконных и дверных проёмов, высоты стен, площади жилья и пр. ) резонно возникает вопрос: как же рассчитать количество радиаторов отопления?

Особенности точной методики в том, что для вычислений необходимо больше коэффициентов. Одно из важных значений, которое нужно вычислить — это количество тепла. Формула отлична от предыдущих и выглядит следующим образом: КТ = 100 Вт/м2*П*К1*К2*К3*К4*К5*К6*К7.

Подробнее о каждом значении:

  • КТ — количество тепла, которое нужно для обогрева.
  • П — размеры комнаты м2.
  • К1 — значение этого коэффициента учитывает качество остекления окон: двойное — 1,27; пластиковые окна с двойным стеклопакетом — 1,0; с тройным — 0,85.
  • К2 — коэффициент, учитывающий уровень теплоизоляционных характеристик стен: низкая — 1,27; хорошая (например двухслойная кирпичная кладка) — 1,0; высокая — 0,85.
  • К3 — это значение учитывает соотношение площадей оконных проёмов и полов: 50% — 1,2; 40% — 1,1; 30% — 1,0; 20% — 0,9; 10% — 0,8.
  • К4 — коэффициент, зависящий от среднестатистических температурных показателей воздуха в зимнее время года: — 35 °С — 1,5; — 25 °С — 1,3; — 20 °С — 1,1; — 15 °С — 0,9; -10 °С — 0,7.
  • К5 зависит от числа внешних стен здания, данные этого коэффициента таковы: одна — 1,1; две — 1,2; три — 1,3; четыре — 1,4.
  • К6 рассчитывается, исходя из типа помещения, находящегося этажом выше: чердак — 1,0; чердачное отапливаемое помещение — 0,9; отапливаемая квартира — 0,8.
  • К7 — последний из корректировочных значений и зависит от высоты потолка: 2,5 м — 1,0; 3,0 м — 1,05; 3,5 м — 1,1; 4,0 м — 1,15; 4,5 м — 1,2.

Описанный расчёт секций батарей отопления по площади — наиболее точный, поскольку учитывает значительно больше нюансов. Полученное в ходе этих подсчётов число делится на значение теплоотдачи. Итоговый результат округляется до целого числа.

Корректировка с учётом температурного режима

В техпаспорте отопительного прибора указана максимальная мощность. Например, при температуре воды в теплопроводе 90°С во время подачи и 70°С в обратном режиме в квартире будет +20°С. Такие параметры обычно обозначают так: 90/70/20, но самые распространённые мощности в современных квартирах — 75/65/20 и 55/45/20.

Для правильного расчёта необходимо для начала высчитать температурный напор — это разница между температурой самой батареи и воздуха в квартире. Учтите, что для вычислений берётся усреднённое значение между температурами подачи и обратки.

Как рассчитать количество секций алюминиевых радиаторов с учётом выше перечисленных параметров? Для лучшего понимания вопроса будут произведены вычисления для батарей из алюминия в двух режимах: высокотемпературном и низкотемпературном (расчёт для стандартных моделей высотой 50 см). Размеры комнаты те же — 16 м кв.

Одна секция алюминиевого радиатора в режиме 90/70/20 обогревает 2 кв метра., следовательно, для полноценного обогрева помещения понадобится 16м2/2м2 = 8 шт. При вычислении размера батарей для режима 55/45/20 нужно для начала подсчитать температурный напор. Итак, формулы для обеих систем:

  • 90/70/20 — (90+70)/2-20 = 60°С;
  • 55/45/20 — (55+45)/2-20 = 30°С.

Следовательно, при низкотемпературном режиме нужно увеличить размеры отопительных приборов в 2 раза. С учётом данного примера на помещении 16 кв. метров нужно 16 алюминиевых секций. Учтите, что для чугунных приборов понадобится 22 секции при той же площади помещения и при таких же температурных системах. Подобная батарея получится слишком большой и массивной, поэтому чугун меньше всего подходит для низкотемпературных контструкций.

С помощью этой формулы можно легко вычислить, сколько необходимо секций радиаторов на комнату с учётом желаемого температурного режима. Чтобы зимой в квартире было +25°С, просто поменяйте температурные данные в формуле теплового напора, а полученный коэффициент подставьте в формулу вычисления размера батарей. Допустим, при параметрах 90/70/25 коэффициент будет таким: (90+70)/2 — 25 = 55°С.

Если не хочется тратить время на расчёт радиаторов отопления, можно воспользоваться онлайн-калькуляторами или специальными программами, установленными на компьютер.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

Посчитать, сколько секций радиаторов отопления на кв. метр понадобится, можно с помощью специальных калькуляторов, которые всё посчитают в мгновение ока. Такие программы можно найти на официальных сайтах некоторых производителей. Воспользоваться этими калькуляторами легко. Просто введите в поля все соответствующие данные и вам моментально будет выведен точный результат. Чтобы вычислить, сколько секций радиаторов отопления нужно на квадратный метр, надо вводить данные (мощность, температурный режим и т.д.) для каждой комнаты отдельно. Если же помещения не разделены дверями, сложите их общие размеры, а тепло будет распространяться по обоим помещениям.

При планировании капитального ремонта в вашем доме или же квартире, а так же при планировке постройки нового дома необходимо произвести расчет мощности радиаторов отопления . Это позволит вам определить количество радиаторов, способных обеспечить теплом ваш дом в самые лютые морозы. Для проведения расчетов необходимо узнать необходимые параметры, такие как размер помещений и мощность радиатора, заявленной производителем в прилагаемой технической документации. Форма радиатора, материал из которого он выполнен, и уровень теплоотдачи в данных расчетах не учитываются. Зачастую количество радиаторов равно количеству оконных проемов в помещении, поэтому, рассчитываемая мощность разделяется на общее количество оконных проемов, так можно определить величину одного радиатора.

Следует помнить, что не нужно производить расчет для всей квартиры, ведь каждая комната имеет свою отопительную систему и требует к себе индивидуальный подход. Так если у вас угловая комната, то к полученной величине мощности необходимо прибавить еще около двадцати процентов . Такое же количество нужно прибавить, если ваша система отопления работает с перебоями или имеет другие недостатки эффективности.

Расчет мощности радиаторов отопления может осуществляться тремя способами:

Согласно строительным нормами и другими правилами необходимо затрачивать 100Вт мощности вашего радиатора на 1метр квадратный жилплощади. В таком случае необходимые расчеты производятся при использовании формулы:

С*100/Р=К , где

К — мощность одной секции вашей радиаторной батареи, согласно заявленной в ее характеристике;

С — площадь помещения. Она равна произведению длины комнаты на ее ширину.

К примеру, комната имеет 4 метра в длину и 3.5 в ширину. В таком случае ее площадь равна:4*3.5=14 метров квадратных.

Мощность, выбранной вами одной секции батареи заявлена производителем в 160 Вт. Получаем:

14*100/160=8.75. полученную цифру необходимо округлить и получается что для такого помещения потребуется 9 секций радиатора отопления. Если же это угловая комната, то 9*1.2=10.8, округляется до 11. А если ваша система теплоснабжения недостаточно эффективна , то еще раз добавляем 20 процентов от первоначального числа: 9*20/100=1.8 округляется до 2.

Итого: 11+2=13. Для угловой комнаты площадью 14 метров квадратных, если система отопления работает с кратковременными перебоями понадобиться приобрести 13 секций батарей.

Примерный расчет — сколько секций батареи на квадратный метр

Он базируется на том, что радиаторы отопления при серийном производстве имеют определенные размеры. Если помещение имеет высоту потолка равную 2.5 метра, то на площадь в 1.8 метров квадратных потребуется лишь одна секция радиатора.

Радиатора для комнаты с площадью в 14 метров квадратных равен:

14/1.8=7.8, округляется до 8. Так для помещения с высотой до потолка в 2.5м понадобится восемь секций радиатора. Следует учитывать, что этот способ не подходит, если у отопительного прибора малая мощность (менее 60Вт) ввиду большой погрешности.

Объемный или для нестандартных помещений

Такой расчет применяется для помещений с высокими или очень низкими потолками . Здесь расчет ведется из данных о том, что для обогрева одного метра кубического помещения необходима мощность в 41ВТ. Для этого применяется формула:

К=О*41 , где:

К- необходимое количество секций радиатора,

О -объем помещения, он равен произведению высоты на ширину и на длину комнаты.

Если комната имеет высоту-3.0м; длину – 4.0м и ширину – 3. 5м, то объем помещения равен:

3.0*4.0*3.5=42 метра кубических.

Расчитывается общая потребность в тепловой энергии данной комнаты:

42*41=1722Вт, учитывая, сто мощность одной секции составляет 160Вт,можно расчитать необходимое их количество путем деления общей потребности в мощности на мощность одной секции: 1722/160=10.8, округляется до 11 секций.

Если выбраны радиаторы, которые не делятся на секции, от общее число нужно поделить на мощность одного радиатора.

Округлять полученные данные лучше в большую сторону, так как производители иногда завышают заявленную мощность.

Расчет количества батарей отопления — Система отопления

Система обогрева особняка насчитывает определенные комплектующие. На данной вкладке интернет сайта мы сможем выбрать для квартиры правильные компоненты системы. Схема отопления имеет, радиаторы котел отопления, крепежную систему, провода или трубы, фиттинги, расширительный бачок терморегуляторы, автоматические развоздушиватели, циркуляционные насосы, механизм управления тепла. Перечисленные части системы слишком важны. Посему подбор каждой части системы необходимо осуществлять правильно.

Расчет количества батарей отопления

Отопление в квартирах многоэтажных домов осуществляется централизованно в течение всего холодного периода. Но жители домов, особенно панельных, не всегда довольны температурой в квартире. Хозяева самостоятельно стараются повысить температуру воздуха в комнатах. Они проводят несложный расчет необходимого количества дополнительных батарей и, купив их, увеличивают площадь теплоотдачи. При общей замене старых обогревательных приборов и установке новых тем более нужно заранее все тщательно рассчитать. Это позволит избежать ошибок и лишних материальных затрат.

Факторы, определяющие температуру в помещении

В частных домах, где температура теплоносителя регулируется, приходится выбирать: установить меньше батарей, но повысить температуру теплоносителя, или снизить нагрев теплоносителя, но увеличить количество радиаторов. Высокотемпературный обогрев (1 вариант) экономически не выгоден из-за большого расхода газа для нагрева воды, да и возможность регулировки температуры практически отсутствует. Поэтому все расчеты приведены для низкотемпературного отопления. Этот метод годится как для частного дома, так и для квартир в многоэтажных домах.

Таблица примеров расчета воды радиаторов в системе отопления.

Воздух в комнатах нагревается за счет тепловой энергии (мощности), выделяемой системой отопления. Единицей измерения ее является киловатт (кВт). В результате технических расчетов установлено, что на обогрев 1 м 3 воздуха в панельном доме потребуется 0,041 кВт тепловой мощности. В кирпичном доме расход тепловой энергии составит 0,034 кВт. Современные дома строят по технологиям, снижающим эту величину почти вдвое, до 0,02 кВт. Расчетные величины приведены для помещений с потолками высотой до 3-х метров, а радиаторы установлены прямо под окном. Этой тепловой энергии вполне хватит, чтобы нагреть в зимние морозы воздух в комнате до 18°.

Источник: http://1poteply.ru/radiatory/radiatory-otopleniya-alyuminievye.html

Расчет количества батарей отопления

При расчете количества радиаторов обычно исходят из площади каждого помещения. Более точно производят расчет количества секций . исходя из общей площади. Затем полученное количество секций делят на количество окон, так как радиаторы обычно устанавливают под окнами. Количество окон соответствует количеству радиаторов, а количество секций каждого радиатора равно частному от деления общего количества секций на количество окон. Это достаточно простой расчет, однако он рассчитан на стандартное расположение окон, которое в современных коттеджах встречается достаточно редко.

Расчет количества радиаторов,

Существует еще целый ряд соображений, которые необходимо учитывать при расчете количества радиаторов и количества секций каждого радиатора. Например, в угловых комнатах устанавливают больше радиаторов и большее количество секций, так как такие комнаты холоднее. Наоборот, если в комнате мало окон или окна маленькие, там требуется меньшее количество секций. Во внутренних комнатах, стены которых не имеют выхода на улицу, радиаторы обычно вообще не требуются.

Например, при расчете биметаллических радиаторов следует учитывать, что теплоотдача одной секции в зависимости от модели может быть в диапазоне примерно 170-203 Вт на секцию. Если речь идет о чугунных батареях отопления . теплоотдача радиаторов может быть приблизительно от 110 до 197 Вт на секцию. То есть теплоотдача чугунных радиаторов в целом немного ниже. У алюминиевых батарей наоборот, теплоотдача в целом выше, чем у биметаллических радиаторов.

Источник: http://tedremont.com/batarei-radiatory-otoplenija/raschet-kolichestva-radiatorov.html

Расчет количества батарей отопления

Существуют разные методы расчёта количества радиаторов отопления. На это влияют и материал, из которого построено здание, и климатическая зона, где расположен дом, и температура носителя, и особенности теплоотдачи самого радиатора, а так же много других факторов. Рассмотрим подробнее технологию правильного расчета количества радиаторов отопления для частных домов, ведь от этого зависит эффективность работы, а так же экономичность отопительной системы дома.

Самым демократичным способом является расчёт радиатора исходя из мощности на квадратный метр. В средней полосе России зимний показатель составляет 50−100 ватт, в регионах Сибири и Урала 100−200 ватт. Стандартные 8-секционные чугунные батареи с межосевым расстояние 50 см имеют теплоотдачу 120−150 ватт на одну секцию. Биметаллические радиации имеют мощность около 200 ватт, что немного повыше. Если мы имеем ввиду стандартный водный теплоноситель, то для комнаты в 18−20 м 2 со стандартной высотой потолков в 2,5−2,7 м понадобится два чугунных радиатора по 8-м секций.

Есть ещё ряд факторов, которые должны учитываться при расчёте количества радиаторов:

  • паровой теплоноситель имеет большую теплоотдачу. чем водный;
  • угловая комната холоднее. так как у неё две стены выходят на улицу;
  • чем больше окон в помещении, тем там холоднее;
  • если высота потолков выше 3 метров. то мощность теплоносителя надо высчитывать, исходя из объёма помещения, а не её площади;
  • материал, из которого изготовлен радиатор, имеет свою теплопроводность;
  • теплоизолированные стены увеличивают теплоизоляцию комнаты;
  • чем ниже зимние температуры на улице, тем большее количество батарей необходимо установить;
  • современные стеклопакеты увеличивают теплоизоляцию помещения;
  • при одностороннем подключении труб к радиатору не имеет смысла устанавливать более 10 секций;
  • если теплоноситель движется сверху вниз, его мощность увеличивается на 20%;
  • наличие вентиляции предполагает большую мощность.

Учитывая вышеперечисленные факторы, можно сделать расчёт. На 1 м 2 понадобится 100 Вт, соответственно, на отопление комнаты в 18м 2 нужно затратить 1800 Вт. Одна батарея из 8-ми чугунных секций выделяет 120 Вт. Делим 1800 на 120 и получаем 15 секций. Это весьма средний показатель.

В частном доме с собственным водонагревателем мощность теплоносителя высчитывается по максимуму. Тогда 1800 делим на 150 и получаем 12 секций. Столько нам понадобится для обогрева комнаты в 18м 2. Существует весьма сложная формула, по которой можно рассчитать точное количество секций в радиаторе.

Формула выглядит так:

  • q 1 — это вид остекления: тройной стеклопакет 0,85; двойной стеклопакет 1; обычное стекло 1,27;
  • q 2 — теплоизоляция стен: современная теплоизоляция 0,85; стена в 2 кирпича 1; плохая изоляция 1,27;
  • q 3 — отношение площади окон к площади пола: 10% 0,8; 20% 0,9; 30% 1,1; 40% 1,2;
  • q 4 — минимальная температура снаружи: -10 0 С 0,7; -15 0 С 0,9; -20 0 С 1,1; -25 0 С 1,3; -35 0 С 1,5;
  • q 5 — количество наружных стен: одна 1,1; две (угловая) 1,2; три 1,3; четыре 1,4;
  • q 6 — тип помещения над расчётным: обогреваемое помещение 0,8; отапливаемый чердак 0,9; холодный чердак 1;
  • q 7 — высота потолков: 2,5 м — 1; 3 м — 1,05; 3,5м — 1,1; 4м — 1,15; 4,5м — 1,2;

Проведём расчёт для угловой комнаты 20 м 2 с высотой потолка 3 м, двумя 2-х створчатыми окнами с тройным стеклопакетом, стенками в 2 кирпича, расположенной под холодным чердаком в доме в подмосковном посёлке, где зимой температура опускается до 20 0 С.

Получится 1844,9 Вт. Разделим на 150 Вт и получим 12,3 или 12 секций.

Радиаторы делаются из трёх видов металла: чугунные, алюминиевые и биметаллические. Чугунные и алюминиевые радиаторы имеют одинаковую теплоотдачу, но нагретый чугун остывает медленнее алюминия. Биметаллические батареи имеют большую теплоотдачу, чем чугунные, но они быстрее остывают. Стальные радиаторы имеют высокую теплоотдачу, но они подвержены коррозии.

Самой комфортной для человеческого организма температурой в помещении принято считать 21 0 С. Однако для хорошего крепкого сна больше подходит температура не выше 18 0 С, поэтому немалую роль играет и назначение отапливаемого помещения. И если в зале площадью 20 м 2 нужно установить 12 секций батареи. то в аналогичном спальном помещении предпочтительнее установить 10 батарей, и человеку в такой комнате будет комфортно спать. В угловом помещении такой же площади смело размещайте 16 батарей. и Вам не будет жарко. Т. е. расчёт радиаторов в помещении весьма индивидуален, и можно давать только приблизительные рекомендации, сколько секций необходимо установить в той или иной комнате. Главное, произвести установку грамотно, и тепло всегда будет в вашем доме.

Источник: http://teplo.guru/radiatory/vybor/raschet-radiatorov-otopleniya-v-dome.html

Расчет количества батарей отопления

Расчет количества радиаторов отопления 5.00 / 5 (100.00%) 5 votes

Для правильной работы системы отопления важно правильно определить количество радиаторов и их мощность. Сколько потребуется батарей для вашего жилья? Как подсчитать необходимое количество секций батареи?

Выбирая радиаторы отопления важно правильно определить их параметры. На рынке представлены чугунные, стальные, алюминиевые и биметаллические радиаторы. Выпускают отопительные радиаторы отечественные и зарубежные производители. В продаже есть батареи секционные, панельные и составленные из ребер.

Перед покупкой необходимо рассчитать требуемую мощность радиаторов. Для секционных и панельных радиаторов используются разные формулы.

Для расчета необходимого количества ребер (или секций) радиатора не важно, из какого металла он изготовлен. Нужно только узнать мощность радиатора. Мощность указывают производители на упаковке радиатора или в сопутствующей документации. Также для расчета потребуется точная высота и площадь помещения в метрах.

Количество секций батареи рассчитывается для каждой комнаты отдельно!

Формула для подсчета количества ребер: K=S(100/R), где

S – площадь помещения

R – мощность одной секции

K – количество ребер

Например, для комнаты 22м квадратных батарея мощностью 175 Вт. К=22(100/175), К=12,57. Для комнаты понадобится радиатор из 12 ребер. Для секционных радиаторов используют эту же формулу. Одно ребро равно одной секции в формуле.

Еще один простой вариант расчета количества ребер: на 2 м помещения необходимо одно ребро радиатора плюс одно ребро на общую площадь. (22/2)+1=12 ребер. Эти формулы используют для помещений с высотою потолков до трех метров.

Для панельных радиаторов и для комнат с высокими потолками ( от трех метров) используют другую формулу.

R=V41, где

R – требуемая мощность отопительного радиатора

V – объем комнаты в метрах кубических (высота Х ширина Х длинна в метрах)

41 Вт – норма тепловой мощности для отопления 1 м жилого помещения в Украине.

Этот стандарт утвержден для жилых домов, где не применены энергосберегающие технологии (утепление стен, стеклопакеты в остеклении).

Например, для комнаты площадью 22 м и высотой потолка 3,2 м R=22 Х 3,2 Х 41. Требуемая мощность 2886,4 Вт.

  • для угловых помещений требуемую мощность (количество ребер или секций) увеличивают на 20%.
  • для помещений остекленных энергосберегающими стеклопакетами, для помещений, утепленных со стороны фасада, требуемую мощность сокращают на 15-25 %.
  • если в помещении два окна, радиаторы следует разделить. Например, нам нужно для комнаты 12 ребер – можно под каждым окном установить по радиатору из шести ребер (секций).

Панельные радиаторы разделяют по мощности: вместо одного мощностью в 2800 Вт, монтируют два по 1400 Вт.

Основные теплопотери в помещении происходят через окна. Поэтому, если в помещении несколько окон, то батареи лучше разместить под каждым.

Определить требуемое количество батарей для квартиры или дома достаточно просто – оно равно количеству окон. Дополнительно устанавливают маломощные батареи в прихожих частных квартир (если не отапливается лестничная клетка и отсутствует «тамбур»). Роль отопительного прибора в ванной комнате исполняет полотенцесушитель. Для ванной с окном потребуется установка батареи – расчеты проводятся также как и для жилых помещений, но с учетом мощности сушки для полотенец.

Современный рынок предлагает батареи разного дизайна и модификаций. Зная требуемую мощность (или количество ребер) вы сможете выбрать радиатор, который будет эффективно работать и гармонично впишется в интерьер.

Опубликовано 15.01.2014 / В рубрике Дом, дача

Источник: http://budmaydan.com/dom/raschet-kolichestva-radiatorov-otopleniya/

Так же интересуются
01 марта 2022 года

Определение числа секций батарей отопления

В качестве отопительных устройств для жилища разными хозяевами выбираются различные модификации радиаторов – от привычных, проверенных временем чугунных до современных биметаллических и иных моделей. Чтобы не ошибиться в выборе батареи, необходимо учитывать характеристики системы отопления, размеры, высоту и другие показатели каждой в отдельности комнаты.

Также далеко не всегда благоприятные микроклиматические условия в жилище определяются материалом изготовления и качественными характеристиками радиатора. Требуется учитывать мощность и число отопительных устройств.

Какие критерии брать во внимание?

Чтобы упростить задачу с определением числа и мощности батарей, выделяется ряд положений, которые следует учитывать при проведении расчетов:

  • площадь отапливаемого помещения;
  • для многоквартирных домов важен этаж, на котором находится квартира;
  • высота потолков;
  • есть ли иные приборы для отопления.

Грамотно проведенный расчет теплоотдачи не только поможет создать благоприятный температурный режим, но и сэкономить средства.

Проведение расчета числа секций радиатора отопления

Существует регламент, принятый СНиП, по которому ведется расчет для радиаторов отопительных систем. Формула несложная, и любой хозяин жилища без проблем сам сможет справиться с расчетом, без привлечения специалистов. Не следует считать для жилой площади в целом: все вычисления должны вестись для отдельно взятого помещения, это позволит учитывать все характеристики отопительной системы и конкретной комнаты.

Для угловой с большими окнами, балконом придется нарастить мощность теплоотдачи, а для комнаты, где установлены стеклопакеты допустимо монтировать меньше секций батареи, поскольку потери тепла в данном варианте будут меньше. С рабочей мощностью секций можно ознакомиться в техпаспорте, прилагаемом к прибору.

Высчитывать нужное число секций батареи для комнаты определенной можно тремя способами

1.
Стандартный

Производится в соответствии с формулой, принятой в СНиП: для нормального обогрева 1 м2 помещения со стандартной высотой потолков (2,7 м), нужно 100Вт. Решается простая арифметическая задача школьного уровня по формуле: K= Sх100:P, где К – количество секций; S- площадь комнаты; Р – мощность секции.

Допустим, площадь комнаты 15 м2 при высоте потолков 2,7 м, а мощность секции составляет 160 Вт, тогда К = 15х100:160 = 9,375 секций. Дробное число секций быть не может, необходимо округлить в сторону меньшего – 9 секций.

Если потолки трехметровые и выше, то требуется учитывать показатель высоты Н, тогда формула приобретает следующий вид: К = SхHх40:P. Предыдущий пример при тех же значениях будет выглядеть так: К=15х3х40:160=11,25. При округлении получается, что потребуется батарея с 11-ю секциями.

2. Примерный

Основывается эта техника расчета на данных техпаспорта: к примеру, одной секции достаточно для обогрева 1,8 м2 для комнаты с высотой потолков 2,7 м. Расчет производится по формуле: К = S:1,8. При той же площади 15м2 получаем следующее выражение: К=15:1,8=8,3, то есть для обеспечения оптимального температурного режима потребуется 8 секций батареи.

3. Если помещение нестандартного типа

Для нестандартных помещений берется во внимание объем. Чтобы обогреть 1 м3, нужна мощность 41 Вт. Объем обозначается буквой V и вычисляется умножением высоты на ширину и длину помещения. К примеру: высота потолка 3 м; длина помещения 6 м; ширина 5 м, тогда V=3х6х5=90 м3. Найденное значение используется далее: К=90х41:160=23,06. После округления получается, что потребуется батарея с 23 секциями для обеспечения обогрева нестандартного помещения.

Таким образом, произведя несложные расчеты, можно определить соответствующее число секций батареи для каждого отдельно взятого жилого помещения. Это значительно облегчит выбор батареи при покупке и позволит с наименьшими затратами выбрать оптимальный вариант для квартиры или частного дома.

Как рассчитать количество секций радиаторов отопления

Важно понимать, что каждая комната нуждается в индивидуальном подходе. Для расчета мощности, необходимой для обогрева комнаты необходимо знать площадь комнаты, высоту потолков, а также учесть количество окон и их исполнение, стен, выходящих на улицу, помещение, которое находится над комнатой и мощность радиатора отопления. В большинстве своем количество радиаторов равно количеству оконных проемов в помещении.

СТАНДАРТНЫЙ РАСЧЕТ:

Стандартная формула расчета мощности выглядит следующим образом:
С*100/Р=К, где
К- мощность одной секции вашей радиаторной батареи исходя из технических характеристик производителя;
С- площадь помещения. Она равна произведению длины комнаты на ее ширину.
Например, комната имеет 5 метров длину и 4 метра ширину: 4*5=20, это площадь отапливаемого помещения. Тепловая мощность, заявленная производителем одной секции радиатора равна 130 Вт. Пользуясь формулой получаем 20*100/130=15,38. Округляем до 15. Итог, для отапливания помещения необходимо 15 секций радиатора. В случае, если комната угловая необходимо добавить 20% к необходимой мощности получаем 18,46, округляем в большую сторону и получаем 19 секций.

 ТОЧНЫЙ РАСЧЕТ, С УЧЕТОМ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ:

Данный способ учитывает множество различных факторов и коэффициентов и учитывает все особенности отапливаемого помещения.
Формула расчета для этого способа выглядит следующим образом:
КТ = 100Вт/кв.м. х П х К1 х К2 х К3 х К4 х К5 х К6 х К7
Где:
Кт – это необходимая тепловая мощность для отопления помещения;
П – площадь помещения;
К1 – это коэффициент, учитывающий остекление окон:

Если окно с простым остеклением двойного типа, то коэффициент составляет 1.27.
Для окна со стеклопакетом двойного типа – 1.00.
Для тройного стеклопакета коэффициент составляет 0.87.
К2 – это коэффициент стеновой теплоизоляции:
Если теплоизоляция низкая, то коэффициент составляет 1. 27.
Для средней теплоизоляции = 1.0.
Для высокой теплоизоляции = 0.85.
К3 – это соотношение площади пола и площади окон в комнате.

Для 50% он будет равен 1,2.
Для 40% — 1,1.
Для 30% — 1.0.
Для 20% — 0.9.
Для 10% — 0.8.
К4 – коэффициент средней температуры воздуха зимой:

Для температуры воздуха -35 градусов он будет равен значению 1,5.
Для -25 — 1.3.
Для -20 – 1.1.
Для -15 – 0.9
Для -10 – 0.7.
К5 – это коэффициент тепловых потерь с учетом количества стен в помещении
Для помещения с одной стеной коэффициент составляет 1.1.
Две стены – 1.2.
Три стены 1.3.
К6 – учитывает помещение, расположенное над отапливаемым:

Если чердак не отапливается, то он составляет 1.0.
Если чердак отапливается, то коэффициент равен 0.9.
Если выше расположено жилое помещение, которое отапливается, то за основу берется коэффициент 0. 7.
К7 – это учет высоты потолков в помещении.
Для высоты потолков в 2,5м коэффициент будет равен 1,0.
При высоте потолков в 3 метра коэффициент составит 1,05.
Если высота потолков составляет 3,5 метра, то берется за основу коэффициент в 1,1.
При 4 метрах – 1,15.
Результат, вычисленный по данной формуле, необходимо разделить на тепло, которое выдает одна секция радиатора отопления, и округлить полученный результат. Округление необходимо делать в большую сторону, так как производители зачастую завышают заявленную тепловую мощность своих изделий.

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экологичность или энергосбережение

курсы.»

 

 

Рассел Бейли, ЧП

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам

для раскрытия мне новых источников

информации. »

 

Стивен Дедак, ЧП

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

очень быстро отвечают на вопросы.

Это было на высшем уровне. Буду использовать

еще раз. Спасибо.»

Блэр Хейворд, ЧП

Альберта, Канада

«Легкий в использовании веб-сайт.Хорошо организовано. Я действительно воспользуюсь вашими услугами снова.

Я передам вашу компанию

имя другим на работе.»

 

Рой Пфлейдерер, ЧП

Нью-Йорк

«Справочный материал был превосходным, и курс был очень информативным, тем более что я думал, что уже знаком

с реквизитами Канзас

Авария в городе Хаятт.»

Майкл Морган, ЧП

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится возможность просмотреть текст перед покупкой. Я нашел класс

информативный и полезный

на моей работе.»

Уильям Сенкевич, Ч.Е.

Флорида

«У вас отличный выбор курсов и очень информативные статьи.Вы

— лучшее, что я нашел.»

 

 

Рассел Смит, ЧП

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, предоставляя время для просмотра

материал.»

 

Хесус Сьерра, ЧП

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от сбоев.»

 

Джон Скондрас, ЧП

Пенсильвания

«Курс был хорошо составлен, и использование тематических исследований является эффективным

способ обучения. »

 

 

Джек Лундберг, ЧП

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; т.э., что позволяет

студент для ознакомления с курсом

материал до оплаты и

получение викторины.»

Арвин Свангер, ЧП

Вирджиния

«Спасибо, что предлагаете все эти замечательные курсы. Я, конечно, выучил и

очень понравилось.»

 

 

Мехди Рахими, ЧП

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска и

подключение к Интернету

курсы.»

Уильям Валериоти, ЧП

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. Курс был легким для понимания. Фотографии в основном давали хорошее представление о

обсуждаемые темы.»

 

Майкл Райан, ЧП

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Нужен 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

 

 

 

Джеральд Нотт, ЧП

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых кредитов PDH. Это был

информативно, выгодно и экономично.

Очень рекомендую

всем инженерам.»

Джеймс Шурелл, ЧП

Огайо

«Я ценю, что вопросы относятся к «реальному миру» и имеют отношение к моей практике, и

не основано на какой-то непонятной секции

законов, которые не применяются

до «обычная» практика.»

Марк Каноник, ЧП

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать его в своем медицинском устройстве

организация. »

 

 

Иван Харлан, ЧП

Теннесси

«Материал курса имеет хорошее содержание, не слишком математический, с хорошим акцентом на практическое применение технологии.»

 

 

Юджин Бойл, П.Е.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо представлена,

а онлайн формат был очень

доступный и простой

использование. Большое спасибо.»

Патрисия Адамс, ЧП

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия непрерывному образованию PE в рамках временных ограничений лицензиата.»

 

 

Джозеф Фриссора, ЧП

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Распечатанная викторина помогает во время

просмотр текстового материала. я

также оценил просмотр

предоставленных фактических случая.»

Жаклин Брукс, ЧП

Флорида

«Документ Общие ошибки ADA в проектировании помещений очень полезен.

тест действительно требовал исследования в

документ но ответы были

легко доступны.»

Гарольд Катлер, ЧП

Массачусетс

«Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за разнообразие выбора

в дорожной технике, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификация PTOE.»

Джозеф Гилрой, ЧП

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для выполнения моих требований в штате Делавэр.»

 

 

Ричард Роудс, ЧП

Мэриленд

«Узнал много нового о защитном заземлении. До сих пор все курсы, которые я проходил, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсы со скидкой.»

 

Кристина Николас, ЧП

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду дополнительных

курсы. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

необходимость путешествовать.»

Деннис Мейер, ЧП

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры для получения блоков PDH

в любое время.Очень удобно.»

 

Пол Абелла, ЧП

Аризона

«Пока все было отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня не так много

пора искать куда

получить мои кредиты от. »

 

Кристен Фаррелл, ЧП

Висконсин

«Это было очень информативно и поучительно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно получается

проще  впитать все

теории.»

Виктор Окампо, инженер.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов полупроводников. Мне понравилось проходить курс по адресу

мой собственный темп во время моего утра

метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, ЧП

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и получить

викторина. Я бы очень рекомендую

вам в любой PE нуждающийся

Единицы CE. »

Марк Хардкасл, ЧП

Миссури

«Очень хороший выбор тем во многих областях техники.»

 

 

 

Рэндалл Дрейлинг, ЧП

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад принести пользу в финансовом плане

от ваш рекламный адрес электронной почты который

сниженная цена

на 40%.»

Конрадо Касем, П.Е.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Буду пользоваться вашими услугами в будущем.»

 

 

 

Чарльз Флейшер, ЧП

Нью-Йорк

«Это был хороший тест, и он фактически показал, что я прочитал профессиональную этику

Коды

и Нью-Мексико

правила. »

 

Брун Гильберт, П.Е.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили времени и усилий.»

 

 

 

Дэвид Рейнольдс, ЧП

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости

сертификация.»

 

Томас Каппеллин, П.Е.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все равно выполнили обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

спасибо!»

 

Джефф Ханслик, ЧП

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы

для инженера.»

 

 

Майк Зайдл, П. Е.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал был кратким и

хорошо организовано.»

 

 

Глен Шварц, ЧП

Нью-Джерси

«Вопросы соответствовали урокам, а материал урока

хороший справочный материал

для дизайна под дерево.»

 

Брайан Адамс, П.Е.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезную информацию с помощью простого телефонного звонка.»

 

 

 

Роберт Велнер, ЧП

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт прохождения курса «Строительство прибрежных зон — Проектирование»

Корпус Курс и

очень рекомендую.»

 

Денис Солано, ЧП

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики штата Нью-Джерси очень понравились

прекрасно приготовлено.»

 

 

Юджин Брекбилл, ЧП

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность скачивать учебные материалы на

обзор где угодно и

когда угодно.»

 

Тим Чиддикс, ЧП

Колорадо

«Отлично! Поддерживайте широкий выбор тем на выбор.»

 

 

 

Уильям Бараттино, ЧП

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой чепухи. Хороший опыт.»

 

 

 

Тайрон Бааш, П.Е.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были пробными и демонстрировали понимание

материала. Тщательный

и комплексный. »

 

Майкл Тобин, ЧП

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что курс предложил мне, что

поможет в моей линии

работы.»

 

Рики Хефлин, ЧП

Оклахома

«Очень быстрая и простая навигация. Я определенно воспользуюсь этим сайтом снова.»

 

 

 

Анджела Уотсон, ЧП

Монтана

«Прост в исполнении. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата.»

 

 

 

Кеннет Пейдж, П.Е.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о нагревании воды с помощью солнечной энергии. Информативный

и отличное освежение.»

 

 

Луан Мане, ЧП

Коннетикут

«Мне нравится подход к подписке и возможности читать материалы в автономном режиме, а затем

вернись, чтобы пройти тест. »

 

 

Алекс Млсна, П.Е.

Индиана

«Я оценил количество информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях.»

 

Натали Дерингер, ЧП

Южная Дакота

«Материалы обзора и образец теста были достаточно подробными, чтобы я мог

успешно завершено

курс.»

 

Ира Бродская, ЧП

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, а затем вернуться

и пройти тест. Очень

удобный а на моем

собственное расписание.»

Майкл Гладд, ЧП

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет. »

 

 

 

Деннис Фундзак, ЧП

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат

. Спасибо за создание

процесс простой.»

 

Фред Шайбе, ЧП

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел подходящий мне курс и закончил

PDH за один час в

один час.»

 

Стив Торкилдсон, ЧП

Южная Каролина

«Мне понравилась возможность загрузки документов для ознакомления с содержанием

и пригодность до

имея платить за

материал

Ричард Ваймеленберг, ЧП

Мэриленд

«Это хорошее пособие по ЭЭ для инженеров, не являющихся электриками. »

 

 

 

Дуглас Стаффорд, ЧП

Техас

«Всегда есть место для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, которому требуется

улучшение.»

 

Томас Сталкап, ЧП

Арканзас

«Мне очень нравится удобство прохождения викторины онлайн и получения немедленного

Сертификат

 

 

Марлен Делани, ЧП

Иллинойс

«Обучающие модули CEDengineering — очень удобный способ доступа к информации по

многие различные технические области внешние

по собственной специализации без

необходимость путешествовать.»

Гектор Герреро, ЧП

Грузия

TechTopics № 84 | Технические темы

Опять же, глядя на психрометрическую диаграмму, рассмотрим пример температуры 32 °F (0 °C) и 100-процентной относительной влажности. Чтобы снизить относительную влажность до 80 процентов, температуру внутри корпуса необходимо увеличить на 5,2 ° F (2,9 ° C), как показано линиями на графике.

 

В качестве второго примера рассмотрим температуру 77 °F (25 °C) и относительную влажность 100 %.Чтобы снизить относительную влажность до 80 процентов, потребуется повысить температуру внутри корпуса на 6,3 ° F (3,5 ° C).

 

Из этих примеров следует два вывода. Во-первых, необходимо лишь умеренное повышение температуры, чтобы снизить вероятность образования конденсата. Во-вторых, абсолютная температура не имеет значения. Если относительная влажность внутри кожуха составляет 100 %, независимо от температуры внутри кожуха, требуется дополнительный обогрев, чтобы снизить относительную влажность до приемлемого значения, иначе будет высокая вероятность образования конденсата.Именно этот последний пункт приводит нас к выводу, что обогреватели помещений должны быть постоянно включены, чтобы свести к минимуму вероятность образования конденсата.

 

Все это предполагает наихудший случай, когда оборудование не проводит значительный ток. В старину некоторые инженеры утверждали, что если бы оборудование было под напряжением, потерь в нем было бы достаточно для предотвращения образования конденсата. Реальность такова, что во многих случаях это действительно так. Однако во многих случаях он недействителен.

 

Очень простой пример иллюстрирует дилемму. Предположим, что имеется блок автоматического выключателя на 1200 А, и предположим, что этот блок проводит ток 200 А. 

 

Если блок автоматического выключателя соответствует ограничениям ANSI/IEEE C37.20.2 на повышение температуры, максимальное повышение температуры при 1200 А составит 65 °C. Во многих случаях она была бы ниже, но для этого обсуждения мы можем использовать 65 °C.

 

Каким будет максимальное повышение температуры шин и соединений в этом примере блока при токе 200 А вместо 1200 А? Нагрев является функцией квадрата тока и сопротивления. Для данного блока сопротивление является постоянным, поэтому повышение температуры блока на 1200 А при 200 А фактическом токе будет (2002/1 2002) x 65 °C = 1,8 °C (3,2 °F).

 

Кроме того, этот уровень повышения температуры проводников будет значительно выше, чем возникающее в результате повышение температуры воздуха внутри корпуса. Из расчетов психрометрической диаграммы, выполненных ранее, этого было бы недостаточно, чтобы уменьшить вероятность образования конденсата до той степени, в которой Сименс чувствовал бы себя комфортно.

 

В приведенном выше примере предполагается умеренный ток 200 А, что составляет одну шестую от номинала автоматического выключателя для этого примера. Должно быть ясно, что ситуация является более серьезной в случае цепи, по которой не проходит ток, например, для нормально разомкнутого выключателя, где тепло, выделяемое во время нормальной работы, практически отсутствует.

 

Из рассмотренных примеров было выбрано эмпирическое правило, согласно которому температура воздуха внутри корпуса должна быть повышена примерно на 4 °C (7. 2 °F), чтобы иметь разумную уверенность в том, что относительная влажность снизится до 90 005

80 процентов, а риск образования конденсата снижен.

 

Из этого обсуждения можно понять, почему позиция Siemens заключается в том, что обогреватели помещений должны постоянно находиться под напряжением. Исключением может быть случай, когда груз, перевозимый в блоке, достаточно высок, чтобы произвести значительный нагрев воздуха в корпусе, чтобы снизить относительную влажность до 80 процентов или менее.Этот уровень повышения температуры на шине и соединениях, вероятно, будет значительно выше, чем всего 4 °C, так как все тепло шинопроводов не будет преобразовываться в нагрев воздуха в шкафу.

 

Siemens часто получает от пользователей запросы на регулируемые термостаты. Мы предполагаем, что потребность в регулируемом термостате возникает из-за путаницы между комфортом персонала и необходимостью минимизировать образование конденсата. Использование регулируемого термостата предлагает пользователю уменьшить настройку термостата для экономии энергии, что значительно увеличивает вероятность образования конденсата. По мере увеличения вероятности образования конденсата увеличивается и вероятность окончательного катастрофического отказа из-за образования конденсата.

 

Практика и рекомендации Siemens:

  • Обогреватели помещений настоятельно рекомендуется для любой установки, особенно в тех случаях, когда вероятность образования конденсата относительно высока. Обогреватели являются стандартным компонентом любого ОРУ или автоматических выключателей наружной установки, которые мы поставляем.
  • В стандартной комплектации мы предпочитаем постоянно включать обогреватели, и термостат не предусмотрен.
  • Если требуется термостатическое управление, в каждой вертикальной секции следует использовать нерегулируемый термостат. Наш стандартный термостат открывается при температуре 110 °F +/- 5 °F и закрывается при температуре 100 °F +/- 5 °C внутри корпуса. Благодаря этому обогреватели всегда остаются включенными, если только температура внутри кожуха не превышает 110 °F +/- 5 °C.
  • Если используются регулируемые термостаты, их следует настроить таким образом, чтобы обогреватели оставались включенными в соответствии со значениями, указанными выше для нашего нерегулируемого термостата.
  • Нельзя использовать один термостат для всей линейки. Количество тепла, выделяемого током в каждой вертикальной секции, различно, и на одних вертикальных секциях может потребоваться обогрев помещений, а на других нет.
  • Потребность в тепле для минимизации образования конденсата выше при более высоких температурах, чем при более низких температурах. В примере с 32 °F (0 °C) требуется повышение температуры на 2,9 °C, чтобы снизить относительную влажность до 80 процентов, тогда как при 25 °C требуется увеличение на 3.нужно 5°С.

В данном обсуждении не рассматривается необходимость снижения вероятности образования конденсата в низковольтных отсеках (например, в отсеках реле управления и защиты). Основное внимание в этом обсуждении уделяется высоковольтным компонентам.

 

Обогреватели помещений часто не предназначены для использования во внутренних распределительных устройствах, поскольку внутренние распределительные устройства часто находятся в зоне с контролируемым климатом, в которой поддерживается относительная влажность на уровне, при котором образование конденсата маловероятно.

 

Последнее замечание перед закрытием обсуждения. Всегда существует вероятность того, что скорость изменения наружной температуры и влажности может превысить скорость, с которой оборудование может реагировать на снижение относительной влажности внутри оболочки. В таких случаях может образоваться конденсат. Целью использования обогревателей является снижение вероятности образования конденсата, но ни одна система не может полностью исключить эту возможность.

 

Если у вас есть какие-либо вопросы по этому выпуску TechTopics или по любым нашим продуктам, решениям или услугам, обратитесь за дополнительной информацией к местному торговому представителю Siemens.

Информационный бюллетень | Аккумулятор энергии (2019) | Белые книги

В связи с растущим беспокойством по поводу воздействия ископаемого топлива на окружающую среду, а также мощности и устойчивости энергосистем по всему миру, инженеры и политики все чаще обращают свое внимание на решения для хранения энергии. Действительно, накопление энергии может помочь решить проблему нестабильности солнечной и ветровой энергии; Кроме того, во многих случаях она может быстро реагировать на большие колебания спроса, делая энергосистему более гибкой и снижая потребность в строительстве резервных электростанций.Эффективность хранилища энергии определяется тем, насколько быстро оно может реагировать на изменения спроса, скоростью потери энергии в процессе хранения, его общей емкостью хранения энергии и скоростью его перезарядки.

Энергоаккумулятор не нов. Батареи используются с начала 1800-х годов, а гидроаккумулирующие электростанции работают в Соединенных Штатах с 1920-х годов. Но спрос на более динамичную и чистую сеть привел к значительному увеличению строительства новых проектов хранения энергии и к разработке новых или лучших решений для хранения энергии.

Ископаемое топливо является наиболее используемой формой энергии, отчасти из-за его транспортабельности и практичности в хранимой форме, что позволяет производителям значительно контролировать уровень поставляемой энергии. Напротив, энергия, вырабатываемая солнцем и ветром, носит непостоянный характер и зависит от погоды и времени года. Поскольку возобновляемые источники энергии становятся все более заметными в электросетях, растет интерес к системам, которые хранят чистую энергию

.

Накопление энергии также может способствовать удовлетворению спроса на электроэнергию в часы пик, например, в жаркие летние дни, когда работают кондиционеры, или с наступлением темноты, когда домохозяйства включают свет и электронику.Электричество становится дороже в периоды пиковой нагрузки, поскольку электростанции вынуждены наращивать производство, чтобы справиться с возросшим потреблением энергии. Накопление энергии обеспечивает большую гибкость сети, поскольку дистрибьюторы могут покупать электроэнергию в непиковые периоды, когда энергия дешева, и продавать ее в сеть, когда она пользуется большим спросом.

Поскольку экстремальные погодные условия, усугубляемые изменением климата, продолжают разрушать инфраструктуру США, правительственные чиновники все больше осознают важность устойчивости сети.Аккумулятор энергии помогает обеспечить устойчивость, поскольку он может служить резервным источником энергии, когда производство электростанции прерывается. В случае Пуэрто-Рико, где запасы энергии минимальны, а электросеть гибкая, потребовалось около года, чтобы электричество было восстановлено для всех жителей.

По оценкам Международной энергетической ассоциации (МЭА), чтобы удержать глобальное потепление ниже 2 градусов Цельсия, к 2030 году миру потребуется 266 ГВт хранилищ по сравнению с 176,5 ГВт в 2017 году. Согласно текущим тенденциям, Bloomberg New Energy Finance прогнозирует, что глобальный рынок хранения энергии достигнет этой цели и быстро вырастет до 942 ГВт к 2040 году (что представляет собой инвестиции в размере 620 миллиардов долларов США в течение следующих двух десятилетий).

 

Хранилище энергии сегодня


В 2017 году в Соединенных Штатах было произведено 4 миллиарда мегаватт-часов (МВт-ч) электроэнергии, но было доступно только 431 МВт-ч для хранения электроэнергии. Гидроаккумулирующие электростанции (PSH) на сегодняшний день являются самой популярной формой хранения энергии в Соединенных Штатах, где на их долю приходится 95 процентов накопления энергии коммунального масштаба. По данным Министерства энергетики США (DOE), за последние 10 лет объем гидроаккумулирующей энергии увеличился на 2 гигаватт (ГВт).В 2015 году в Соединенных Штатах было 22 ГВт хранилищ PSH, включенных в сеть. Тем не менее, несмотря на широкое использование PSH, в последнее десятилетие в центре внимания технического прогресса были аккумуляторные батареи.

К декабрю 2017 года в энергосистеме США работало около 708 МВт крупномасштабных аккумуляторных накопителей. Большая часть этого хранилища находится в ведении организаций, отвечающих за балансировку энергосистемы, таких как независимые системные операторы (ISO) и региональные передающие организации (RTO). ISO и RTO являются «независимыми некоммерческими организациями, регулируемыми на федеральном уровне», которые контролируют региональные цены на электроэнергию и ее распределение.

PJM, региональная передающая организация, расположенная в 13 восточных штатах (включая Пенсильванию, Западную Вирджинию, Огайо и Иллинойс), имеет наибольшее количество крупномасштабных аккумуляторных установок с емкостью хранения 278 МВт на конец 2017 года. Крупнейшим владельцем аккумуляторов большой емкости является калифорнийская организация ISO (CAISO). К концу 2017 года CAISO эксплуатировала аккумуляторные батареи общей емкостью 130 МВт.

Большинство проектов аккумуляторных батарей, которые разрабатывают ISO/RTO, предназначены для краткосрочного хранения энергии и не предназначены для замены традиционной сети. В большинстве этих объектов используются литий-ионные батареи, которые обеспечивают достаточно энергии, чтобы поддерживать местную сеть примерно на четыре часа или меньше. Эти объекты используются для обеспечения надежности сети, для интеграции возобновляемых источников энергии в сеть и для облегчения энергосистемы в часы пик.

Существует также ограниченный рынок для небольших накопителей энергии.В то время как незначительная часть небольших хранилищ в Соединенных Штатах предназначена для использования в жилых помещениях, большая их часть предназначена для использования в коммерческом секторе, и большинство этих коммерческих проектов расположены в Калифорнии.

За последнее десятилетие стоимость хранения энергии, солнечной и ветровой энергии резко снизилась, что сделало решения, сочетающие хранение и возобновляемую энергию, более конкурентоспособными. В тендерной войне за проект Xcel Energy в Колорадо средняя цена на хранение энергии и энергию ветра составляла 21 доллар США за МВтч, а на солнечную энергию и хранение — 36 долларов США за МВтч (по сравнению с 45 долларами США за МВтч для аналогичного проекта солнечной энергии и хранения в 2017 году). ).Это сопоставимо с 18,10 долл. США за МВтч и 29,50 долл. США за МВтч соответственно для ветряных и солнечных электростанций без хранения, но все еще далеко от средней цены природного газа в размере 4,80 долл. США за МВтч. Большая часть снижения цен связана с падением стоимости литий-ионных аккумуляторов; с 2010 по 2016 год стоимость аккумуляторов для электромобилей (аналогично технологии, используемой для хранения) упала на 73 процента. Согласно недавнему отчету GTM Research, цены на системы хранения энергии будут падать на 8 процентов ежегодно до 2022 года.

 

Отдельные технологии хранения энергии


Существует множество различных способов хранения энергии, каждый из которых имеет свои сильные и слабые стороны.В приведенном ниже списке основное внимание уделяется технологиям, которые в настоящее время могут обеспечить большие емкости хранения (не менее 20 МВт). Поэтому он исключает сверхпроводящие накопители магнитной энергии и суперконденсаторы (с номинальной мощностью менее 1 МВт).

 

Максимальная мощность
Номинальная мощность (МВт)

Время разряда

Максимальное количество циклов или срок службы

Плотность энергии
(ватт-час на литр)

Эффективность

Гидронасос

3000

4ч – 16ч

30 – 60 лет

0. 2 – 2

70 – 85%

Сжатый воздух

1000

2ч – 30ч

20 – 40 лет

2 – 6

40 – 70%

Расплавленная соль (термическая)

150

часов

30 лет

70 – 210

80 – 90%

Литий-ионный аккумулятор

100

1 мин – 8 ч

1 000 – 10 000

200 – 400

85 – 95%

Свинцово-кислотный аккумулятор

100

1 мин – 8 ч

6 – 40 лет

50 – 80

80 – 90%

Проточная батарея

100

часов

12 000 14 000

20 – 70

60 – 85%

Водород

100

мин – неделя

5 – 30 лет

600 (при 200 бар)

25 – 45%

Маховик

20

сек —

мин

20 000 – 100 000

20 – 80

70 – 95%

Характеристики отдельных систем накопления энергии (источник: Всемирный энергетический совет)

Гидроаккумулирующие электростанции

Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) — это крупномасштабные станции по хранению энергии, которые используют силу гравитации для выработки электроэнергии. Вода перекачивается на более высокую высоту для хранения в периоды низкой стоимости энергии и периодов высокой выработки возобновляемой энергии. Когда требуется электричество, вода возвращается в нижний бассейн, вырабатывая электроэнергию с помощью турбин. Недавние инновации позволили объектам PSH иметь регулируемые скорости, чтобы лучше реагировать на потребности энергосистемы, а также работать в замкнутых системах. PSH с замкнутым контуром работает без подключения к постоянно проточному источнику воды, в отличие от традиционных гидроаккумулирующих гидроэлектростанций, что делает гидроаккумулирующие электростанции вариантом для большего количества мест.

По сравнению с другими формами хранения энергии, гидроаккумулирующая электроэнергия может быть дешевле, особенно для хранения очень большой емкости (с которой другие технологии с трудом справляются). По данным Исследовательского института электроэнергетики, установленная стоимость гидроаккумулирующих электростанций варьируется от 1700 до 5100 долларов за кВт по сравнению с 2500–3900 долларов за кВт для литий-ионных аккумуляторов. Гидроаккумулирующие электростанции более чем на 80 процентов энергоэффективны в течение полного цикла , , а объекты PSH обычно могут обеспечить 10 часов электроэнергии по сравнению с примерно 6 часами для литий-ионных батарей.Несмотря на эти преимущества, проблема проектов PSH заключается в том, что они являются долгосрочными инвестициями: получение разрешений и строительство могут занять 3-5 лет каждое. Это может отпугнуть инвесторов, предпочитающих более краткосрочные инвестиции, особенно на быстро меняющемся рынке.

В округе Бат, штат Вирджиния, крупнейшее в мире гидроаккумулирующее сооружение обеспечивает электроэнергией около 750 000 домов. Он был построен в 1985 году и имеет мощность около 3 ГВт.


Хранилище энергии на сжатом воздухе (CAES)

При хранении сжатого воздуха воздух закачивается в подземную яму, скорее всего, в соляную пещеру, в непиковые часы, когда электричество дешевле.Когда требуется энергия, воздух из подземной пещеры выбрасывается обратно в помещение, где он нагревается, а возникающее в результате расширение приводит в действие генератор электроэнергии. В этом процессе нагрева обычно используется природный газ, который выделяет углерод; тем не менее, CAES в три раза увеличивает выработку энергии объектами, использующими только природный газ. CAES может достигать энергоэффективности до 70 процентов, когда сохраняется тепло от давления воздуха, в противном случае эффективность составляет от 42 до 55 процентов. В настоящее время существует только два действующих объекта CAES: один в Макинтош, штат Алабама, и один в Ханторфе, Германия.Завод McIntosh, построенный в 1991 году, имеет накопительную мощность 110 МВт. Завод CAES мощностью 317 МВт строится в округе Андерсон, штат Техас.


Термический (включая расплавленную соль)

В хранилищах тепловой энергии для хранения энергии используется температура. Когда энергию необходимо хранить, камни, соли, воду или другие материалы нагревают и хранят в изолированных средах. Когда необходимо вырабатывать энергию, тепловая энергия высвобождается путем перекачки холодной воды на горячие камни, соли или горячую воду для производства пара, который вращает турбины. Аккумуляторы тепловой энергии также можно использовать для обогрева и охлаждения зданий вместо выработки электроэнергии. Например, аккумулирование тепла можно использовать для производства льда в ночное время для охлаждения здания в течение дня. Тепловой КПД может варьироваться от 50 до 90 процентов в зависимости от типа используемой тепловой энергии.


Литий-ионные батареи

Впервые коммерчески произведенные Sony в начале 1990-х годов, литий-ионные аккумуляторы первоначально использовались в основном для небольших потребительских товаров, таких как мобильные телефоны.В последнее время они используются для хранения больших аккумуляторов и электромобилей. В конце 2017 года стоимость литий-ионного аккумуляторного блока для электромобилей упала до 209 долл./кВтч при сроке службы 10-15 лет. Bloomberg New Energy Finance прогнозирует, что к 2025 году литий-ионные батареи будут стоить менее 100 долларов за кВтч.

Литий-ионные аккумуляторы

на сегодняшний день являются самым популярным вариантом хранения аккумуляторов и контролируют более 90 процентов мирового рынка аккумуляторов. По сравнению с другими вариантами аккумуляторов литий-ионные аккумуляторы имеют высокую плотность энергии и малый вес. Новые инновации, такие как замена графита кремнием для увеличения емкости батареи, направлены на то, чтобы сделать литий-ионные батареи еще более конкурентоспособными для более длительного хранения.

Кроме того, литий-ионные батареи в настоящее время часто используются в развивающихся странах для электрификации сельской местности. В сельских общинах литий-ионные батареи сочетаются с солнечными панелями, что позволяет домашним хозяйствам и предприятиям использовать ограниченное количество электроэнергии для зарядки мобильных телефонов, работы бытовой техники и освещения зданий.Раньше такие сообщества были вынуждены полагаться на грязные и дорогие дизельные генераторы или не имели доступа к электричеству.

Когда в 2015 году произошла утечка газа на объекте по добыче природного газа в каньоне Алисо, Калифорния поспешила использовать литий-ионную технологию, чтобы компенсировать потерю энергии на объекте в часы пик. Аккумуляторные хранилища, построенные Tesla, AES Energy Storage и Greensmith Energy, обеспечивают мощность 70 МВт, что достаточно для питания 20 000 домов в течение четырех часов.

Hornsdale Power Reserve в Южной Австралии — это крупнейшая в мире литий-ионная батарея, которая используется для стабилизации электрической сети за счет энергии, которую она получает от близлежащей ветряной электростанции.Эта батарея мощностью 100 МВт была построена компанией Tesla и обеспечивает электричеством более 30 000 домохозяйств.

Компания General Electric разработала контейнеры с литий-ионными батареями мощностью 1 МВт, которые поступят в продажу в 2019 году. Их будет легко транспортировать, и они позволят объектам возобновляемой энергетики иметь меньшие по размеру и более гибкие варианты хранения энергии.


Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные аккумуляторы были одними из первых аккумуляторных технологий, используемых для хранения энергии. Однако они не популярны для хранения данных в сети из-за их низкой плотности энергии и короткого цикла и календарного срока службы. Они обычно использовались для электромобилей, но в последнее время их в значительной степени заменили более долговечными литий-ионными батареями.


Проточные батареи Батареи

Flow являются альтернативой литий-ионным батареям. Несмотря на то, что они менее популярны, чем литий-ионные батареи (проточные батареи составляют менее 5 процентов рынка батарей), проточные батареи использовались во многих проектах по хранению энергии, которые требуют более длительного хранения энергии. Проточные батареи имеют относительно низкую плотность энергии и длительный жизненный цикл, что делает их подходящими для непрерывного энергоснабжения.Например, завод Avista Utilities в штате Вашингтон использует аккумуляторную батарею.

Проточная батарея мощностью 200 МВт (800 МВтч) в настоящее время строится в Даляне, Китай. Эта система не только превзойдет Hornsdale Power Reserve в качестве крупнейшей в мире батареи, но также станет единственной крупномасштабной батареей (> 100 МВт), которая состоит из проточных батарей вместо литий-ионных батарей.


Твердотельные батареи

Твердотельные батареи имеют множество преимуществ по сравнению с литий-ионными батареями при использовании в крупномасштабных сетевых хранилищах.Твердотельные батареи содержат твердые электролиты, которые имеют более высокую плотность энергии и гораздо менее подвержены возгоранию, чем жидкие электролиты, такие как те, которые используются в литий-ионных батареях. Их меньшие объемы и более высокая безопасность делают твердотельные батареи хорошо подходящими для крупномасштабных сетевых приложений.

Однако технология твердотельных аккумуляторов в настоящее время дороже, чем технология литий-ионных аккумуляторов, поскольку она менее развита. Быстрорастущее производство литий-ионных аккумуляторов привело к экономии за счет масштаба, с которой в ближайшие годы твердотельные батареи вряд ли смогут сравниться.


Водород

Водородные топливные элементы, которые вырабатывают электроэнергию путем объединения водорода и кислорода, обладают привлекательными характеристиками: они надежны и бесшумны (без движущихся частей), имеют небольшую площадь основания и высокую плотность энергии, а также не выделяют вредных веществ (при работе на чистом водороде, их единственным побочным продуктом является вода). Этот процесс также можно обратить вспять, что делает его полезным для хранения энергии: при электролизе воды образуются кислород и водород. Таким образом, установки на топливных элементах могут производить водород, когда электричество дешевое, а затем использовать этот водород для выработки электроэнергии, когда это необходимо (в большинстве случаев водород производится в одном месте, а используется в другом).Водород также можно производить путем риформинга биогаза, этанола или углеводородов, что является более дешевым методом, при котором выделяется углеродное загрязнение. Хотя водородные топливные элементы остаются дорогими (в первую очередь из-за их потребности в платине, дорогом металле), они используются в качестве основного и резервного источника питания для многих критически важных объектов (телекоммуникационных реле, центров обработки данных, обработки кредитных карт…).


Маховики Маховики

не подходят для долговременного хранения энергии, но очень эффективны для выравнивания нагрузки и перемещения нагрузки. Маховики известны своим долгим сроком службы, высокой плотностью энергии, низкими затратами на техническое обслуживание и высокой скоростью отклика. Двигатели накапливают энергию в маховиках, ускоряя их вращение до очень высоких скоростей (до 50 000 об/мин). Позже двигатель может использовать эту накопленную кинетическую энергию для выработки электроэнергии, переключаясь на задний ход. Маховики обычно оставляют в вакууме, чтобы свести к минимуму трение воздуха, которое замедляло бы колесо. Стефентаунский шпиндель в Стивентауне, штат Нью-Йорк, открытый в 2011 году мощностью 20 МВт, стал первым коммерческим использованием технологии маховика для регулирования энергосистемы в Соединенных Штатах.С тех пор было запущено несколько других маховиков.

 

Хранение и электрические транспортные средства


Хранение энергии особенно важно для электромобилей (EV). По мере того, как электромобили становятся все более распространенными, они будут увеличивать спрос на электроэнергию в часы пик, поскольку профессионалы приходят домой с работы и подключают свои машины к розетке для ночной подзарядки. Чтобы предотвратить потребность в новых электростанциях для удовлетворения этого дополнительного спроса, электроэнергию необходимо будет хранить в непиковое время.Хранение также важно для домохозяйств, которые производят собственную возобновляемую электроэнергию: автомобиль не может заряжаться за ночь от солнечной энергии без системы хранения.

Интересно, что электромобили можно использовать в качестве резервного хранилища в периоды сбоев в электросети или всплесков спроса. Хотя большинство электромобилей сегодня не предназначены для подачи энергии обратно в сеть, автомобили с подключением к сети (V2G) могут накапливать электроэнергию в автомобильных батареях, а затем передавать эту энергию обратно в сеть. Аккумуляторы электромобилей по-прежнему можно использовать для хранения в сети даже после того, как они сняты с дороги: коммунальные службы используют батареи от бывших в употреблении электромобилей в качестве бывших в употреблении аккумуляторов энергии.Такие батареи можно использовать для хранения электроэнергии на срок до десяти лет для сетевых приложений. Пример этого можно найти в Эльверлингсене, Германия, где было собрано почти 2000 аккумуляторов от электромобилей Mercedes Benz, чтобы создать стационарную батарею размером с сеть, которая может удерживать почти 9 МВт мощности.

 

Федеральная политика и политика штата по хранению энергии


В феврале 2018 года Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC) единогласно утвердила Приказ № 841, который требует от независимых системных операторов и региональных передающих организаций устранить барьеры для доступа к технологиям хранения энергии, заставив эти группы пересмотреть свои тарифы.FERC считает, что это приведет к усилению рыночной конкуренции в секторе энергосетей.

В мае 2018 года Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства энергетики США (ARPA-E) выделило до 30 миллионов долларов США на финансирование инноваций в области долгосрочного хранения энергии. Финансирование было направлено на программу «Дополнительная продолжительность хранения электроэнергии» (DAYS), которая направлена ​​на разработку новых технологий, позволяющих хранилищам энергии во всех регионах США питать электросеть до 100 часов.

Несколько штатов США проявили большой интерес к хранению энергии, и их политика может служить источником вдохновения для других.

  • Гавайи , где импорт ископаемого топлива обходится очень дорого, был в авангарде перехода на возобновляемые источники энергии и накопление энергии. Два недавних проекта Hawaiian Electric Industries стоят 8 центов за киловатт-час, что вдвое меньше, чем цена на ископаемое топливо в штате.
  • Массачусетс прошел H.4857 в июле 2018 года, поставив перед собой цель накопить 1000 МВтч энергии к концу 2025 года.
  • Нью-Йорк Губернатор Эндрю Куомо (Andrew Cuomo) объявил в январе 2018 года, что штат Нью-Йорк поставил перед собой цель достичь к 2025 году объема хранения энергии на уровне 1500 МВт. В соответствии с этой директивой New York Green Bank согласился инвестировать 200 миллионов долларов в технологии хранения энергии.
  • Трем крупнейшим энергетическим кооперативам Калифорнии () было поручено создать к концу 2024 года общую мощность хранения 1325 МВт. В 2016 году к мандату добавились дополнительные 500 МВт.
  • В Орегоне, закон HB 2193 предписывает, чтобы к 2020 году в энергосистеме работало 5 МВт-ч накопителей энергии.
  • Нью-Джерси прошел A3723 в 2018 году, в соответствии с которым к 2030 году к 2030 году цель Нью-Джерси по хранению энергии составит 2000 МВт.
  • Аризона Комиссар штата Энди Тобин предложил к 2030 году установить 3000 МВт в хранилищах энергии.

 

Автор: Александра Заблоцкий

Редакторы: Кэрол Вернер, Амори Лапорт

Миф о резервном аккумуляторе для всего дома

Системы резервного питания на батареях в сочетании с солнечными батареями приветствуются как лучшее решение для отключения электроэнергии в целях общественной безопасности в Калифорнии, не говоря уже о нашей архаичной электросети.

Эти системы не только идеально подходят для питания дома при отключении электроэнергии, они также помогают снизить затраты на электроэнергию и предоставляют услуги по поддержке сети, когда это необходимо местным коммунальным службам. По причинам выбросов и стоимости обычные газовые или дизельные генераторы не подходят.

Поэтому неудивительно, что спрос на эти системы превышает предложение оборудования, а также доступность квалифицированной монтажной рабочей силы.

Ограничения для резервного питания всего дома

Но в этом есть одна загвоздка.Нам нравится верить в миф о резервном копировании всего дома или в то, что наш образ жизни не ослабнет, несмотря ни на пожар, ни на воду. В действительности все обстоит иначе: типичные системы резервного питания работают лучше всего, когда они спроектированы таким образом, чтобы оптимизировать емкость аккумуляторов и свести к минимуму использование крупных бытовых приборов.

Мифы часто имеют реальное происхождение: аккумуляторные системы для всего дома действительно работают для автономных приложений. В США около 180 000 таких домов

Но эти дома были спроектированы для проживания вне сети: они обычно меньше по размеру и хорошо изолированы; использовать пламенное отопление с резервированием пропаном; включать активные и пассивные солнечные тепловые системы; и не имеют энергоемких систем кондиционирования воздуха, зарядных устройств уровня 2 для электромобилей или бассейнов.

Есть два фундаментальных инженерных ограничения, которые делают нецелесообразным эксплуатировать весь дом только на батарейках. Во-первых, энергоемкости типичных литий-ионных аккумуляторных систем недостаточно для питания всего дома в ночное время. Во-вторых, резервные аккумуляторные инверторы недостаточно мощны для запуска и работы многих крупных бытовых приборов.

Конечно, несколько аккумуляторов и инверторов могут устранить эти ограничения энергии и мощности. Но стоимость 20+ киловатт инверторов и 40+ киловатт-часов аккумуляторов непомерно высока для типичного домовладельца.

Более практичным подходом является разработка системы резервного питания от батарей для питания только критических нагрузок: никаких крупных бытовых приборов, таких как кондиционеры, зарядные устройства для электромобилей на 240 вольт или электрические плиты. Вместо этого всего четыре-восемь меньших контуров в доме для охлаждения, освещения, развлечений, связи и розеток.

Наш нынешний жилой фонд потребляет много электроэнергии, а из-за множества подключенных к розетке устройств новые дома часто потребляют еще больше.

Устройства с высоким энергопотреблением являются наиболее сложными для систем резервного копирования всего дома.Потребляемая мощность большого центрального кондиционера составляет 5 000 Вт, зарядного устройства для электромобилей — 7 000 Вт, электрической плиты — 10 000 Вт, насосов для бассейнов — 2 200 Вт.

Ограничение энергии батареи

Итак, как долго типичная солнечная и аккумуляторная система работает ночью при работе этих более крупных приборов? Ответ: совсем не долго.

Математика проста. Если батарея разряжена до 2,5 киловатт-часов в ночное время (обычно, если батарея используется в вечернее время, чтобы максимизировать экономию собственного потребления), энергии батареи достаточно только для работы насосов бассейна в течение 60 минут, центральная Переменный ток на 30 минут, зарядное устройство для электромобиля на 20 минут или электрическая плита на 15 минут.

При включении любого из этих устройств — после относительно короткого интервала автоматического резервного копирования всего дома — батарея скоро разрядится и не сможет питать критически важные нагрузки. В лирическом выражении: Нет света. Нет телефона. Нет электромобиля. Ни одной роскоши. Как Робинзон Крузо, настолько примитивный, насколько это возможно.

Одним из возможных решений является ручное отключение нагрузки больших электроприборов во время отключения электроэнергии. К сожалению, многие отключения электроэнергии происходят днем, когда никого нет дома, или ночью, когда люди спят.Клиенты, которые пытались вручную сбрасывать нагрузки, обычно разочаровывались в своей системе резервного копирования.

Другое решение (если позволяет бюджет домовладельца и пространство на стене) – добавить вторую аккумуляторную батарею, что фактически удвоит продолжительность хранения энергии.

За последние несколько месяцев мы работали с клиентами, у которых были как хорошие, так и плохие ситуации с резервным питанием от батарей. Во время первого отключения электроэнергии в нашем районе, которое произошло около 22:30, один клиент, использующий аппарат постоянного положительного давления в дыхательных путях (CPAP), разрядил свою аккумуляторную батарею примерно в 2 часа ночи. м. (он начал храпеть, и жена сказала ему спать на диване). Другой клиент использовал резервную систему для питания одной из субпанелей в своем доме и не осознавал, что произошел сбой питания, пока не разрядился аккумулятор.

Решение для обоих клиентов состояло в том, чтобы удалить несколько дискреционных цепей из своих резервных подпанелей, чтобы батарея работала всю ночь.

Пределы мощности инвертора

Максимальная выходная мощность аккумуляторного инвертора (в киловаттах) — вторая причина мифа о резервном копировании всего дома.

Большинство резервных аккумуляторных инверторов были разработаны для домашних электросетей на 200 ампер, что подразумевает максимальную выходную мощность переменного тока 7600 Вт при подключении к сети. При питании от батареи (которая имеет ограниченную пиковую скорость разряда) эти инверторы обычно могут обеспечивать 5000 Вт постоянной мощности или 6000 Вт пиковой мощности (около 25 ампер).

Тем не менее, мгновенный импульсный ток запуска двигателя переменного тока или насоса часто в два или три раза превышает нормальное потребление тока, а это означает, что инвертор просто не переключится в резервный режим. Даже если батарея полностью заряжена в солнечный день, кондиционер и насос бассейна не запустятся, и ни одна из критических нагрузок не получит питание.

Проектирование систем резервного питания с солнечными батареями

Несмотря на эти энергетические, энергетические и финансовые ограничения, хорошо спроектированная солнечная и резервная система может обеспечивать электроэнергию практически бесконечно. Три элемента дизайна имеют решающее значение.

Во-первых, энергоемкость аккумулятора (киловатт-часы) и мощность инвертора (киловатт) должны быть согласованы с потребностями дома в ночное время, когда аккумулятор частично разряжен.Во-вторых, количество резервных цепей должно быть строго ограничено, чтобы не допустить питания слишком большого количества небольших устройств или каких-либо крупных бытовых приборов. В-третьих, размеры солнечной системы должны быть достаточными для частичной подзарядки батареи даже в пасмурный зимний день.

Будущие технологии электрических систем умного дома будут устранять эти практические ограничения, автоматически отключая нагрузку во время отключения электроэнергии. На выставке Solar Power International 2019 компании представили интеллектуальные средства управления приборами и автоматические выключатели, которые могут автоматически отключать крупные приборы.Также была продемонстрирована технология интеллектуальных электрических панелей, которая могла автоматически управлять всеми цепями в доме.

К концу 2019 года в Калифорнии будет более 10 000 домов и предприятий, оснащенных комбинированными системами резервного питания от солнечных батарей и аккумуляторов. Поскольку эти системы станут менее дорогими (как за счет снижения стоимости оборудования, так и за счет стимулов), они станут для людей наиболее целесообразным и эффективным способом приспособиться к новым нормам отключения электроэнергии в целях общественной безопасности.

Не говоря уже о самом чистом, безопасном и экономичном способе восстановления нашей архаичной электросети.

***

Барри Синнамон — генеральный директор калифорнийской компании Cinnamon Energy Systems.

Глава 1 — Основные понятия энергии*

Глава 1 — Основные понятия энергии*


* В.С. Hulscher University of Twente Нидерланды


1. Введение
2. Виды энергии
3. Преобразование энергии
4. Энергия и мощность
5. Источники энергии
6. Некоторые примечания об энергии терминология
7.Поток энергии
8. Единицы и размеры энергии
9. Потери энергии и КПД
10. Эквивалентность и замена форм энергии
11. Энергетический баланс
12. Потребность в энергии процесса и общая потребность в энергии
13. Примеры расчетов преобразования энергии

Энергия задействована во всех жизненных циклах и необходима в сельском хозяйстве так же, как и во всех других видах производственной деятельности. Элементарная пищевая цепочка уже показывает потребность в энергии: растениям для роста нужна энергия солнечного излучения, для сбора урожая нужна энергия человеческого тела при работе, а для приготовления пищи нужна энергия биомассы при пожаре. Пища, в свою очередь, обеспечивает организм человека энергией.

Интенсификация производства продуктов питания для повышения производительности на гектар и любые другие усовершенствования в сельскохозяйственном производстве предполагают дополнительные операции, требующие энергии. Например: подготовка и обработка земли, внесение удобрений, орошение, транспортировка и обработка урожая. Для обеспечения этих операций используются инструменты и оборудование, производство которых также требует энергии (на лесопильных заводах, в металлургических процессах, мастерских и фабриках и т.).

Крупные изменения в сельском хозяйстве, такие как механизация и так называемая «зеленая революция», предполагают серьезные изменения в отношении энергетики. Механизация означает изменение источников энергии и часто чистое увеличение использования энергии. Зеленая революция подарила нам высокоурожайные сорта. Но их также можно назвать сортами с низким содержанием остатков (т.е. на единицу урожая). И именно остаток имеет значение как источник энергии для больших групп сельского населения.

Другие отрасли сельской жизни также нуждаются в энергии.Примерами являются предоставление жилья, отопление помещений, подъем воды и строительство дорог, школ и больниц. Кроме того, социальная жизнь нуждается в энергии для освещения, развлечений, общения и т. д. Мы наблюдаем, что развитие часто подразумевает дополнительную энергию, а также различные формы энергии, такие как электричество.

Энергия — дефицитный ресурс, по крайней мере, для некоторых групп людей в некоторых местах и, может быть, для мира в целом. Рациональное использование энергии необходимо по экономическим и экологическим причинам.Это относится как к сельскому хозяйству, так и к любому другому сектору экономики. Ключом к рациональному использованию энергии является понимание роли энергии. Следующие разделы призваны помочь понять использование энергии в сельском хозяйстве и развитии сельских районов. Это должно способствовать общению между планировщиками сельского хозяйства и специалистами по энергетике. Любой, кто знаком с концепциями энергии, должен пропустить эту главу и сразу прочитать главу 2.

Энергия может существовать в различных формах. Примеры:

Излучение энергия: излучение солнца содержит энергию, а также излучение света или огня.Больше солнечной энергии доступно, когда излучение более интенсивное и когда оно собирается на большей площади. Свет — это видимая часть излучения;

Химическая энергия: древесина и масло содержат энергию в химической форме. То же самое верно для всех других материалов, которые могут гореть. Содержание химической энергии тем больше, чем больше теплотворная способность (теплотворная способность) материала и, конечно, чем больше у нас материала. Также одушевленная энергия (доставляемая телами людей и животных) по сути является химической энергией.Кроме того, батареи содержат химическую энергию;

Потенциальная энергия: это, например, энергия водоема на определенной высоте. Вода может упасть и, следовательно, содержит определенное количество энергии. Больше потенциальной энергии доступно, когда воды больше и она находится на большей высоте;

Кинетическая энергия: это энергия движения, как в ветре или в водном потоке. Чем быстрее течет ручей и чем больше в нем воды, тем больше энергии он может дать.Точно так же больше энергии ветра доступно при более высоких скоростях ветра, и большая ее часть может быть использована большими роторами ветряных мельниц;

Термическая энергия или тепло: обозначается температурой. Чем выше температура, тем больше энергии присутствует в виде тепла. Кроме того, большее тело содержит больше тепла;

Механическая энергия или энергия вращения, также называемая мощностью вала: это энергия вращающегося вала . Количество доступной энергии зависит от маховика вала, т.е.э.:. на силу, которая заставляет вращаться вал;

Электричество энергия: динамо-машина или генератор и батарея могут вырабатывать электроэнергию. Чем выше напряжение и сила тока, тем больше электроэнергии доступно.

Обратите внимание, что иногда под «энергетической формой» подразумевается источник энергии (см. раздел 5) или даже определенное топливо (например, нефть или уголь).

«Использование» энергии всегда означает преобразование энергии из одной формы в другую.Например, при отоплении помещений мы используем энергию, то есть преобразуем химическую энергию древесины в тепло. Или, в лифтовом орошении, дизельный двигатель преобразует химическую энергию масла в механическую энергию для привода вала насоса, который, в свою очередь, преобразует мощность вала в потенциальную энергию воды (т.е. поднимает воду на большую высоту).

«Производство» энергии также означает преобразование энергии из одной формы в другую. Можно сказать, что дизельный двигатель вырабатывает энергию, что означает, что двигатель преобразует химическую энергию масла в механическую энергию.Кроме того, ветряная турбина вырабатывает энергию, то есть преобразует кинетическую энергию ветра в механическую энергию. А солнечный фотоэлектрический элемент вырабатывает энергию путем преобразования энергии излучения в электричество.

Генерация энергии фактически имеет дело с источником энергии, тогда как использование энергии служит ее конечному использованию. В промежутках энергия может проходить через ряд стадий преобразования. Слова «генерация» и «использование» немного сбивают с толку, потому что на самом деле никакая энергия не может быть создана или уничтожена.Все, что мы можем сделать, это преобразовать или преобразовать энергию из одной формы в другую. Вырабатывая энергию, мы делаем ее доступной из источника, преобразуя ее в другую форму. При использовании энергии мы также преобразуем энергию, часто из некоторой промежуточной формы в полезную форму. Во всех преобразованиях мы находим, что часть энергии теряется. Это не означает, что он разрушается, а скорее теряется для наших целей в результате рассеяния в виде тепла или иным образом (см. рис. 1).

Рис. 1. Преобразование энергии

Энергия может быть преобразована из любой формы энергии практически в любую другую форму энергии. (Некоторые преобразования не имеют практической ценности.) Какое преобразование желательно, зависит от наших целей. Например, для производства электроэнергии мы преобразуем потенциальную энергию гидроресурсов в механическую энергию, тогда как при перекачке воды для подъемного орошения мы делаем обратное. И с фотогальваническими элементами мы преобразуем энергию излучения в электричество, тогда как с лампочками мы делаем обратное.

В таблице 5 в разделе 9 приведены примеры преобразований и некоторые типичные КПД преобразователей энергии.

В разделе 13 показаны некоторые расчеты преобразования энергии.

Энергия и мощность связаны, но совершенно разные понятия. Бак бензина содержит определенное количество энергии. Мы можем сжечь этот бензин за определенный период времени, то есть мы преобразуем энергию бензина в механическую энергию, возможно, для питания автомобиля. Мощность — это энергия, производимая в единицу времени.Процесс горения может быть быстрым или медленным. В случае более быстрого сгорания вырабатывается больше мощности. Очевидно, что бак опустеет быстрее в случае производства высокой мощности, чем в случае производства низкой мощности. Если мощность — это энергия в единицу времени, то энергия — это мощность, умноженная на период времени. Например, если бык отдает определенное количество энергии, то через определенный период времени он будет отдавать определенное количество энергии, то есть мощность, умноженная на период времени.


Тот же принцип применяется ко всем другим преобразованиям энергии, будь то производство энергии или ее использование.Это означает, что мы характеризуем энергетические ресурсы в единицах энергии (количество содержащейся в них энергии), а устройства преобразования энергии в единицах мощности (количество энергии, которое они могут производить или потреблять).

Более внимательное рассмотрение списка форм энергии в разделе 2 показывает, что некоторые из них фактически были описаны в терминах мощности (излучение, кинетическая, механическая и электрическая энергия). Они становятся величинами энергии, когда мы указываем период времени, в течение которого подается мощность, и умножаем мощность на этот период времени.Также в разделе 2 количества химической, потенциальной и тепловой энергии становятся величинами мощности, когда мы делим их на период времени, в течение которого количество энергии преобразуется.

Источники энергии частично соответствуют формам энергии раздела 2, но не полностью. Следующие источники энергии могут быть актуальны для сельской местности.

Биомасса. Мы различаем: древесную биомассу (стебли, ветки, кустарники, живые изгороди, побеги), недревесную биомассу (стебли, листья, траву и т.) и пожнивные остатки (жмых, шелуха, стебли, скорлупа, початки и т.д.). Энергия преобразуется путем сжигания (сжигания), газификации (преобразования в газ) или анаэробного сбраживания (производство биогаза). Для сжигания и газификации в идеале требуется сухая биомасса, тогда как для анаэробного сбраживания вполне может использоваться влажная биомасса. Подготовка топлива может включать измельчение, смешивание, сушку, карбонизацию (т. е. производство древесного угля) и брикетирование (т. е. уплотнение растительных остатков и другой биомассы).

Навоз животных и экскременты человека.Энергия преобразуется путем прямого сжигания или анаэробного сбраживания.

Оживление энергии. Это энергия, которую люди и животные могут получить, выполняя работу.

Солнечное излучение, т.е. энергия солнца. Различают прямое лучевое излучение и рассеянное (отраженное) излучение. Прямое излучение собирается только тогда, когда коллектор обращен к солнцу. Рассеянное излучение менее интенсивно, но идет со всех сторон и присутствует и в пасмурный день.Солнечная энергия может быть преобразована с помощью тепловых солнечных устройств (генерирующих тепло) или с помощью фотогальванических элементов (генерирующих электричество). Солнечные устройства с прямым лучом (будь то тепловые или фотоэлектрические) потребуют механизма слежения, чтобы устройство было постоянно обращено к солнцу.

Гидроресурсы, т.е. энергия водохранилищ и ручьев. Мы различаем: озера с водохранилищами, естественные истоки (водопады), плотины и русловые системы. Гидроэнергия может быть преобразована водяными колесами или гидротурбинами.

Энергия ветра, т.е. энергия ветра. Ветряные машины могут быть предназначены как для выработки электроэнергии, так и для подъема воды (для орошения и питья).

Ископаемые виды топлива, такие как уголь, нефть и природный газ. В отличие от предыдущих источников энергии, ископаемые источники энергии невозобновляемы.

Геотермальная энергия, то есть энергия, содержащаяся в виде тепла в земле. Различают тектонические плиты (в вулканических районах) и геопрессованные резервуары (могут быть где угодно).Геотермальная энергия, строго говоря, невозобновляема, но количество тепла в земле настолько велико, что из практических соображений геотермальную энергию обычно причисляют к возобновляемым. Геотермальную энергию можно использовать только в тех местах, где высокие температуры земли приближаются к поверхности земли.

Этот список содержит только первичных источников энергии. Это источники энергии, которые присутствуют в нашей природной среде. Вторичные источники энергии, такие как батареи, здесь не учитываются.

Мы видим, что первичные источники энергии не являются конечными источниками энергии. Например, живая энергия исходит из биомассы, тогда как энергия биомассы в конечном счете исходит от солнца. Помимо геотермальной и ядерной энергии, все наши так называемые первичные источники энергии в конечном итоге получают энергию от солнца!

В разделе 10 обсуждаются методы сравнения энергетического содержания источников энергии.

Источники энергии иногда классифицируют по таким характеристикам, как: возобновляемые, традиционные, коммерческие и т. д.Терминология довольно неоднозначна, так как значение слов часто зависит от контекста. Некоторые коннотации приведены ниже.

Возобновляемый обычно противопоставляется ископаемому . К возобновляемым источникам относятся биомасса, живая энергия, солнечная энергия, энергия воды и ветра, а также геотермальная энергия. Ископаемая энергия содержится в угле, нефти и природном газе.

Традиционная энергия часто противопоставляется нетрадиционной энергии , а также новой энергии.Однако то, что считается традиционным, зависит от того, к чему человек привык. В промышленно развитых обществах, которые привыкли к ископаемому топливу, возобновляемые источники энергии, такие как биомасса и живая энергия, часто называют традиционными. В то же время инженеры, работающие над «новыми» источниками энергии, такими как энергия ветра или солнца, часто считают ископаемое топливо традиционным. По-видимому, то, что люди называют традиционными, — это те формы, к которым они на самом деле привыкли.

Новые и возобновляемые источники энергии часто объединяют.Они исключают ископаемую и ядерную энергию.

Коммерческая энергия противопоставляется некоммерческой энергии , а иногда и традиционной энергии . Коммерческая энергия, безусловно, включает энергию из ископаемого топлива, которая была монетизирована, а также некоторые формы новых и возобновляемых источников энергии, которые являются частью денежной экономики. Биомасса и некоторые другие источники возобновляемой энергии (тепловая солнечная энергия) иногда считаются некоммерческими, поскольку считается, что они находятся в свободном доступе.Однако во многих областях за топливо из биомассы нужно платить!

Как мы видели, производство и использование энергии означает преобразование энергии из одной формы в другую. Часто подразумеваются промежуточные шаги. Энергия проходит через ряд форм, а также через этапы преобразования между источником и конечным использованием. Расходы соответственно увеличиваются. Различают первичную, вторичную, конечную и полезную энергию.

Примером является поток энергии, связанный с древесным углем.Здесь основной формой энергии является древесина. Древесина превращается в древесный уголь в угольной печи. Древесный уголь является вторичной формой энергии и транспортируется к потребителю. То, что потребитель покупает на рынке, — это древесный уголь, и это называется конечной энергией. В конечном итоге потребитель превращает древесный уголь в тепло для приготовления пищи. Тепло – это полезная энергия.

Другой пример потока энергии: первичная энергия в виде гидроресурса, вторичная энергия в виде электричества на гидроэлектростанции, конечная энергия в виде электричества на лесопилке и полезная энергия в форма мощности вала для пиления.

энергия

технология

примеры

первичный

уголь, древесина, вода, навоз, масло и т. д.

преобразование

электростанция, печь, нефтеперерабатывающий завод, варочный котел

среднее

рафинированное масло, электричество, биогаз

транспорт/трансмиссия

тележки, трубы, провода

окончательный

дизельное топливо, древесный уголь, электричество, биогаз

преобразование

двигатели, обогреватели, печи

полезный

Мощность на валу, тепло

Поток энергии представлен на схеме на рисунке 2. Это относится к следующей терминологии.

Первичная энергия – это энергия, доступная в природной среде, т.е. первичный источник энергии.

Вторичная энергия – энергия, готовая к транспортировке или передаче.

Конечная энергия – это энергия, которую потребитель покупает или получает.

Полезная энергия – это энергия, которая является входом для конечного использования.

Обратите внимание, что полезная энергия почти всегда представлена ​​либо в виде тепла, либо в виде мощности на валу.Для некоторых видов конечного использования (например, для коммуникационного оборудования) электричество является формой полезной энергии.

Обратите внимание, что в некоторых случаях первичная энергия является одновременно вторичной и даже конечной энергией (например, древесина, собранная для приготовления пищи, или одушевленная сила для вытаскивания).

Разбивка первичной энергии на полезную актуальна, поскольку на каждом этапе преобразования теряется часть энергии. Чтобы снизить затраты и избежать ненужных потерь, мы всегда будем стремиться к устранению ненужных шагов в потоке энергии.

Кроме того, разбивка потоков энергии актуальна для обследований и статистики. Мы не можем просто добавить первичную энергию, скажем, к конечной энергии! (см. раздел 10.)

До сих пор мы обсуждали энергию в качественных терминах. Чтобы продолжить, мы должны обсудить энергию количественно. Это означает, что нам нужны единицы измерения количества энергии и связанные с ними понятия. Мы используем международную систему единиц (единицы СИ), которая основана на размерах и основных единицах, указанных в таблице 1.

Таблица 1. Основные единицы СИ

Размер

базовый блок

символ

длина

метр

м

масса

килограмм

кг

время

Второй

с

электрический ток

ампер

А

температура

кельвина

°K

Единицей энергии в этой системе является джоуль (Дж), а единицей мощности — ватт (Вт). Эти и многие другие единицы могут быть получены из основных единиц СИ. Соотношение между некоторыми производными единицами СИ и базовыми единицами СИ представлено в таблице 2.

Таблица 2. Производные единицы СИ

Размер

блок

символ

район

квадратных метра

м²

объем

куб.м

м³

скорость

метра в секунду

м/с

ускорение

метра в секунду

м/с²

давление

паскаля

Па (=Н/м)

объемный расход

кубических метра в секунду

м³/с

массовый расход

килограмма в секунду

кг/с

плотность

килограмма на кубический метр

кг/м³

сила

ньютона (*)

Н(=кг. м/с²)

энергия

Дж (**)

Дж(=Н·м)

мощность

Вт

Вт (=Дж/с)

поток энергии

Вт на квадратный метр

Вт/м²

теплота сгорания

Дж на килограмм

Дж/кг

удельная теплоемкость

джоуля на килограмм-кельвин

Дж/кг. К

напряжение

вольт

В (=Вт/А)

(*) Сила, действующая на массу 1 кг, равна ок. 10 N.
(**) Энергия, необходимая для подъема 1 кг на 1 метр. Обратите внимание, что = W.s.

В некоторых странах или в определенном контексте также используются другие единицы измерения, отличные от единиц СИ. Их можно перевести в более удобные для расчетов единицы СИ. Преобразование некоторых единиц, не входящих в систему СИ, в единицы СИ приведено в таблице 3 для энергии и мощности.

Таблица 3. Преобразование единиц не в системе СИ

Единица измерения энергии, не входящая в систему СИ

символ

эквивалентность в единицах СИ

эрг

эрг

10- 7 Дж

фут-фунт сила

футов. фунт силы

1,356 Дж

калорий

кал

4,187 Дж

килограмм силы метр

кгс.м

9,8 Дж

Британская тепловая единица

БТЕ

1,055 x 10 3 J

лошадиных силы в час (метрическая)

л.с.час

2,646 x 10 6 J

лошадиных сил в час (GB)

л. с.ч

2,686 x 10 6 J

киловатт-час

кВтч

3,60 x 10 6 J

барреля нефтяного эквивалента

б.н.э.

6.119 x 10 9 J

тонн древесного эквивалента

9,83 x 10 9 J

т угольного эквивалента

тройник

29,31 x 10 9 J

тонны нефтяного эквивалента

схождение

41,87 x 10 9 J

счетверенный (ПБту)

1. 055 x 10 18 J

тераватт год

РД

31,5 x 10 18 J

Единица измерения мощности без СИ

символ

эквивалентность в единицах СИ

фут-фунт в час

футов.фунт/ч

0,377 x 10 -3 Ш

калории в минуту

кал/мин

69,8 x 10 -3 Ш

Британская тепловая единица в час

БТЕ/ч

0,293 Вт

Британская тепловая единица в секунду

БТЕ/с

1. 06 x 10 3 Ш

килокалории в час

ккал/ч

1,163 Вт

фут-фунт-сила в секунду

фут-фунт-сила/с

1,356 Вт

калории в секунду

кал/с

4,19 Вт

килограмм силы метр в секунду

кгс.м/с

9,8 Вт

лошадиных силы (метрическая)

л. с.

735,49 Вт

лошадиных сил (ГБ)

л.с.

746 Вт

Степени десяти часто сокращаются путем написания префиксов перед единицей. Например, символ G означает гига, что означает 10 в степени 9, т.е.е. миллиард. Тогда один миллиард Вт записывается как 1 ГВт (один гигаватт). Общие префиксы приведены в таблице 4.

Таблица 4. Префиксы SI

префикс

символ

множитель

экса

Е

10 18

пета

Р

10 15

тера

Т

10 12

гига

Г

10 9 (= 1 000 000 000)

мега

М

10 6 (= миллионов)

кг

к

10 3 (= тысяч)

га

ч

10 2 (= сотня)

дека

от

10 1 (= десять)

деци

д

10 -1 (= десятая часть)

санти

с

10 (= сотая)

милли

м

10 -3 и т. д….

микро

у

10 -6

нано

п

10 -9

пико

Р

10 -12

фемто

ф

10 -15

атто

и

10 -18

Величины форм энергии

Теперь у нас Введены единицы измерения энергии, мы можем проводить количественные сравнения и расчеты. Следующие результаты дают нам некоторое представление о величине энергии, представленной в различных формах энергии.

Все примеры эквивалентны приблизительно 100 кДж;

— солнечное излучение на крыше дома (около 40 м²) за 2,5 с

— энергия, выделяющаяся при сжигании 3,5 г угля или 2,9 г бензина; или энергия, запасенная в 1/4 ломтика хлеба

— крупногабаритный объект (1000 кг) на высоте 10 м

— энергия, вырабатываемая ветряной мельницей диаметром 3 м при скорости ветра 5 м/с (ветер) в течение 20 минут; или энергия, запасенная в массе автомобиля (1000 кг), движущегося со скоростью 50 км/ч, тепла, выделяющегося при охлаждении трех чашек кофе (0.4 кг) от 80°С до 20°С; или энергия, необходимая для плавления льда массой 0,3 кг.

— маховик железный диаметром 0,6 м и толщиной 70 мм, вращающийся со скоростью 1500 оборотов в секунду

— энергия, потребляемая электрической лампочкой мощностью 100 Вт за 17 минут

Раздел 13 иллюстрирует использование единиц энергии в некоторых расчетах преобразования энергии.

Как было сказано в разделе 3, преобразование энергии всегда связано с потерями энергии. Это приводит нас к следующему понятию эффективности.Некоторое количество энергии в определенной форме помещается в машину или устройство для преобразования в другую форму энергии. Выходная энергия в желаемой форме является лишь частью входной энергии. Баланс составляют потери энергии (обычно в виде рассеянного тепла). Это означает, что преобразователь имеет КПД менее 100%.

Эффективность преобразователя энергии теперь определяется как количество энергии в желаемой форме (выходная энергия), деленное на количество энергии, затраченной на преобразование (входная энергия).Эффективность обычно выражается греческой буквой h .

Отсюда:

В таблице 5 приведены некоторые типичные КПД преобразователей энергии.

Таблица 5. Некоторые типовые КПД преобразователей энергии

Преобразователь

форма ввода энергии

форма выходной энергии

эффективность %

бензиновый двигатель

химический

механический

20 — 25

дизельный двигатель

химический

механический

30 — 45

электродвигатель

электрический

механический

80 — 95

котел и турбина

термический

механический

7-40

гидравлический насос

механический

потенциал

40 — 80

гидротурбина

потенциал

механический

70 — 99

гидротурбина

кинетический

механический

30 — 70

генератор

механический

электрический

80 — 95

аккумулятор

химический

электрический

80 — 90

солнечный элемент

радиация

электрический

8-15

солнечный коллектор

радиация

термический

25 — 65

электрическая лампа

электрический

свет

ок. 5

водяной насос

механический

потенциал

ок. 60

водонагреватель

электрический

термический

90 — 92

газовая плита

химический

термический

24 — 30

В некоторых из этих преобразователей между формой входной энергии и формой выходной энергии возникают промежуточные формы энергии. Например, в дизельных двигателях промежуточной формой является тепловая энергия.

Когда тепловая энергия используется в качестве входной или промежуточной формы, эффективность, как правило, низкая.

Преобразователь энергии может быть устройством, процессом или целой системой. Пример эффективности системы преобразования энергии приведен в таблице 6. Общая эффективность равна произведению эффективности различных компонентов системы. Мы видим, что она действительно может быть очень низкой.

Таблица 6

энергетическая форма

преобразователь энергии

эффективность

химическая энергия

дизельный двигатель

30%

механическая энергия

генератор

80%

электричество

электродвигатель

80%

механическая энергия

водяной насос

60%

потенциальная энергия

КПД системы = 30% x 80% x 80% x 60% = 12%

Эффективность системы преобразования энергии:
Пример

Там, где энергия является дефицитным ресурсом, мы хотим, чтобы эффективность преобразования была высокой, чтобы экономить энергию. Но более высокая эффективность часто подразумевает более высокие затраты на лучшее оборудование. Оптимизация в отношении, с одной стороны, затрат на энергию, а с другой стороны, затрат на оборудование является основной задачей энергетического планирования. Проблема оптимизации иная, когда источники энергии свободны (например, с ветром, солнцем и некоторыми гидроисточниками). В этом случае энергоэффективность имеет ограниченное значение, и выбор технологии будет определяться экономической эффективностью оборудования.

Очень высокая эффективность системы может быть достигнута, когда потери тепла от одного преобразователя используются в качестве подвода энергии в другом.Мы называем это утилизацией отработанного тепла. Это применимо, например, в агропереработке, где тепло от промышленных преобразователей используется для сушки продуктов. Еще одним примером является когенерация, то есть использование «отработанного» тепла от производства электроэнергии для целей технологического тепла в промышленности.

В принципе, содержание энергии в топливе известно, когда топливо указано. Для химической энергии содержание энергии дается как теплотворная способность или теплотворная способность топлива.Единицей может быть МДж/кг. Таким образом, мы можем сравнивать разные виды топлива с разным содержанием энергии. Мы можем определить, сколько одного топлива эквивалентно количеству другого топлива. Для количественной оценки энергетических ресурсов мы иногда используем уголь в качестве эталона, и тогда единицей сравнения является тонна угольного эквивалента (тройник). Некоторое количество энергетического ресурса затем характеризуется своим тройником. То есть ресурс имеет энергосодержание, эквивалентное стольким-то тройникам.

В качестве альтернативы, мы можем выразить энергетический эквивалент ресурса в тоннах нефтяного эквивалента (тнэ) или в баррелях нефтяного эквивалента (бнэ).В таблице 7 приведены эквивалентные значения некоторых видов топлива.

Таблица 7. Энергетический эквивалент некоторых видов топлива

топливо

блок

тонн условного топлива

тонн нефтяного эквивалента

баррелей нефтяного эквивалента

ГДж (*)

уголь

тонн

1. 00

0,70

5,05

29,3

дрова (**) (сухие)

тонн

0,46

0,32

2,34

13,6

керосин (реактивное топливо)

тонн

1. 47

1,03

7,43

43.1

природный газ

1000 м 3

1,19

0,83

6,00

34,8

бензин

ствол

0.18

0,12

0,90

5,2

газойль/дизель

ствол

0,20

0,14

1,00

5,7

(*) Обратите внимание, что ГДж/тонна соответствует МДж/кг.

(**) Обратите внимание, что энергетический эквивалент древесины может варьироваться в 3 раза в зависимости от влажности древесины.

Однако то, чего мы можем достичь с количеством энергии, очень сильно зависит от того, как энергия используется, то есть от эффективности применяемых преобразователей энергии. Эффективность различных преобразователей может сильно различаться, как мы видели в разделе 9. Тогда энергетический эквивалент имеет для нас ограниченное применение. На практике при сравнении источников энергии нас больше интересует замещающая стоимость формы энергии. Последний указывает, сколько этой формы энергии требуется для выполнения той же работы (т.е. служить той же цели) в качестве другой формы энергии или топлива. Опять же, в качестве эталона иногда используется уголь. Восстановительная стоимость формы энергии снова выражается в ти. Однако это значение будет отличаться от эквивалентного значения этой формы энергии.

Простым способом сравнения стоимости замещения различных форм энергии является указание, сколько единиц энергии (или топлива) может заменить один кг угля. Мы называем это коэффициентом замены топлива. Коэффициенты замещения некоторых видов энергии в домохозяйствах по сравнению с углем приведены в Таблице 8 и взяты из конкретного обследования.(В качестве альтернативы аналогичная таблица может быть составлена ​​с использованием масла в качестве справочного материала.) Следует отметить, что цифры служат только в качестве примера, поскольку они зависят от фактической эффективности применяемых методов преобразования.

Таблица 8. Коэффициент замещения угля некоторыми видами энергии

форма энергии или топливо

блок

Коэффициент замены угля (кг угля на единицу)

кизяк

кг

0. 30

растительные отходы

кг

0,60

дрова

кг

0,70 — 0,95

мягкий кокс

кг

1,50

уголь

кг

1. 80

керосин (лампа)

1

2.10

керосин (печной)

1

5.20 — 7.00

электричество

кВтч

0,70

(Коэффициент замещения угля — это количество кг угля, необходимое для эффективной замены 1 единицы формы энергии или топлива при определенных допущениях.)

Хорошими примерами замены угля являются керосиновая лампа и керосиновая печь. Угольный эквивалент керосина равен 1,47, что означает, что теплотворная способность 1 кг керосина равна теплотворной способности 1,47 кг угля. Однако коэффициент замены угля для керосиновой лампы равен 2,10, а это значит, что 2,10 кг угля потребуется, чтобы получить столько же света, сколько от 1 кг керосина. А коэффициент замены угля в примусе около 6, значит, 6 кг угля требуется для получения в котелке столько же тепла, сколько от 1 кг керосина.

В Разделе 7 упоминалось, что разбивка потоков энергии актуальна для обследований и статистики. Это иллюстрируется предыдущим обсуждением эквивалентности энергии и замещения энергии. Мы можем добавить первичные энергетические ресурсы определенного региона, добавив энергетические эквиваленты всех различных доступных первичных энергетических ресурсов. Это даст нам скорее теоретическую цифру, так как не говорит, что можно сделать с этим количеством энергии. Мы также можем добавить, скажем, потребление конечной энергии для определенного сектора в регионе и вычислить это как стоимость замещения угля. Или мы можем рассмотреть, скажем, количество полезной энергии для конкретного конечного использования и выразить это в стоимости замещения нефти (или угля). Для определения значений замещения мы должны знать методы преобразования и их эффективность, связанные с потоком энергии.

Энергетический баланс региона (страны) представляет собой совокупность соотношений, учитывающих всю энергию, произведенную, преобразованную и потребленную за определенный период. Это основное уравнение энергетического баланса:

источник + импорт = экспорт + изменение запасов + использование + потери

Рассмотрим баланс первичной энергии.

Источники — это местные (или национальные) первичные источники энергии, такие как уголь, гидроэнергия, биомасса, живая природа и т. д.

Импорт – это источники энергии, поступающие из-за пределов региона (или страны).

Экспорт идет в другие регионы (или страны).

Изменения запасов — это сокращение запасов (например, леса, угля и т. д.) и хранение.

Использование может быть указано по секторам, по форме энергии, по конечному использованию и т. д., как требуется.

Потери — технические потери и административные потери:

· технические потери в связи с переделкой и транспортировкой или передачей
· административные потери в связи с незарегистрированным потреблением.

Энергетический баланс обычно относится к году и может составляться для последовательных лет, чтобы показать изменения во времени.

Энергетические балансы могут быть сводными или очень подробными, в зависимости от их функций.Они также могут быть сложными, показывая всевозможные структурные отношения между производством и потреблением энергии и определяя различные промежуточные формы энергии.

Энергетический баланс также может быть составлен для деревни, домохозяйства, фермы или сельскохозяйственной единицы. Он покажет ввод энергии в различных формах, энергию конечного использования и потери. Специфическим для энергетических балансов сельскохозяйственных систем является то, что часть продукции системы является одновременно и энергетическим входом в систему (сельскохозяйственные отходы, навоз).

Энергетические балансы должны составляться на основе исследований того, что происходит на самом деле. Для этого требуются обследования энергетических ресурсов и энергопотребления, а также дополнительные технические энергоаудиты. Раздел 12 посвящен некоторым аспектам энергетического аудита.

Энергетические балансы содержат обзоры, которые служат инструментами для анализа текущих и прогнозируемых энергетических позиций. Обзоры могут быть полезны для целей управления ресурсами, или для указания вариантов энергосбережения, или для политики перераспределения энергии и т. д.Однако следует проявлять осторожность, чтобы не выделять энергию из других экономических благ. Это означает, что энергетический баланс не следует рассматривать как основное руководство к действию. Энергетические данные должны быть переведены в экономические термины для дальнейшего анализа вариантов действий. И, конечно же, не менее важны социокультурный и экологический аспекты.

Использование энергии в сельском хозяйстве или в любой другой производственной системе можно анализировать на разных уровнях.

1. Учитывается прямое потребление энергии в производственном процессе и соответствующие транспортные потребности.

2. То же, что и 1., но, кроме того, учитывается энергия, воплощенная в материалах (например, удобрениях) для производственного процесса и соответствующего транспорта.

3. То же, что и 2., но, кроме того, учитывается энергия, необходимая машинам для производства этих материалов».

4. То же, что и 3., но, кроме того, учитывается энергия, необходимая машине для охлаждения. И т.д….

Какой уровень анализа актуален для кого?

Сначала различаем:

GER = Валовая потребность в энергии – это общее количество энергии, необходимой для продукта.

напр. GER молока составляет 5,2 МДж/пинту в Великобритании.

Сюда входит энергия Co для производства удобрений, выращивания травы, кормления коров, переработки молока на молочных фермах и энергии для транспорта.

PER = Потребность в энергии процесса — это энергия, необходимая для обработки продукта.

напр. PER молока составляет 0,38 МДж/пинту в Великобритании.

Это энергия, необходимая для переработки молока на самой молочной ферме.

Обычно, когда PER может быть снижен, в результате снижается и GER.Однако так будет не всегда, и может быть и наоборот. Например, экономия энергии за счет масштаба иногда может быть достигнута на уровне фермерских хозяйств за счет энергии, требующей инвестиций в инфраструктуру или транспортные средства.

Ответ на вопрос о том, какой уровень анализа является релевантным, очевидно, зависит от того, какой уровень политики или управления задействован.

Например, для управления на уровне фермы значение имеет PER, поэтому релевантным является первый уровень анализа.

Однако для региональных разработчиков политики уровень 2 актуален, когда речь идет о региональных материалах и ресурсах. Кроме того, будут вызывать озабоченность связи между сельскохозяйственным сектором и другими секторами. Например, крупномасштабные биогазовые установки могут быть энергоэффективным вариантом для предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции, но они могут конкурировать с альтернативным использованием вводимых ресурсов (например, навоз в качестве топлива для домашних хозяйств бедняков).

Для лиц, определяющих политику, может быть важен уровень 2 или 3.Например, создание заводов по производству энергоемких товаров может быть привлекательным при наличии дешевой энергии (например, производство удобрений).

Анализы PER и GER предоставляют данные для энергетического баланса. Однако эти данные не дают информации о видах энергии, временных вариациях (сезонности) потоков энергии и т. д. Такая информация должна добавляться по мере необходимости.

PER и GER являются частью того, что часто называют энергетическим аудитом. Это мониторинг использования энергии в производственных системах.Аналогом в системах потребления является анализ конечного использования энергии. В натуральном сельском хозяйстве системы производства и потребления переплетаются, и в энергетических обследованиях необходимо сочетать два подхода.

Следующие примеры предназначены для иллюстрации методов расчетов, а не для получения точных цифр. Для удобства расчеты производятся в округленных цифрах. В любом случае более точные цифры будут зависеть от точности входных данных.

13.1 Сколько тепла вырабатывается человеческим телом?

Человеку, который не занимается физической работой или занимается очень малой физической работой, требуется около 2000 ккал (или меньше) энергии в ежедневном рационе.Тело почти полностью преобразует эту энергию в тепло.

1 день = 24 х 60 х 60 с = 86 400 с 1 кал = 4,2 Дж

Отсюда

Мы видим, что человеческое тело, не совершающее никакой работы, эквивалентно источнику тепла мощностью около 100 Вт — эквиваленту хорошей лампочки.

13.2 Сила нефти

Говорят, что две чайные ложки дизельного топлива эквивалентны работе, выполняемой человеком за день. Может ли это быть правильным?

Предположим, что мощность, которую может выдать человек за рабочий день, равна 60 Вт (ср.пример 13.3), и что он может делать это по 4 часа в день. Так, в день он доставляет:

60 Вт x 4 ч = 240 Вт·ч = 240 x 3 600 Вт·с = 860 кВт·с = 860 кДж (1)

Примечание: мощность ок. 60 Вт, доставляемых при совершении работы, добавляются к 100 Вт, произведенным телом в виде тепла (см. пример 13.1). Дополнительная мощность требует дополнительных килокалорий в пище!

По нашим оценкам, две чайные ложки равны 1/50 литра.

Дизельное топливо имеет энергоемкость 42 МДж/кг.

Для простоты предположим, что 1 литр масла весит 1 кг.

Тогда в 1 литре масла содержится 42 МДж, а в 2 чайных ложках содержится:

1/50 x 42 МДж = 840 кДж (2)

Примечание : мощность, развиваемая человеком, может быть сравнима с силой, развиваемой волами, которая составляет:

от 0,3 до 1,3 л. с. = от 220 до 960 Вт.

Мы видим, что цифры (1) и (2) примерно одинаковы. Так что — сравнение было корректным!

13.3 Как мы можем проверить, что человеческое тело может отдавать 60 Вт в течение нескольких часов в день?

Фактическое значение можно измерить, и оно будет сильно различаться в зависимости от многих факторов. Один из способов проверки порядка величины заключается в следующем.

Альпинисты знают, что человек может подняться примерно на 300 метров в час. Предположим, что его вес равен 75 кг. Тогда гравитационная сила, которой он противодействует, равна:

75 х 9,8 Ньютон = 750 Н Энергия, отдаваемая человеком за час, равна:

300 м x 750 Н = 225 кН·м = 225 кДж.

Выдаваемая мощность:

13.4 Как можно сравнить силу волов с энергией дерева?

Мы не можем сравнивать мощность и энергию. Мы можем сделать сравнение, только если укажем период времени, чтобы связать мощность с энергией. Например, период времени, в течение которого работают быки.

Волы обычно могут давать 0,8 л.с. Из Таблицы 3 преобразования единиц, отличных от СИ, мы видим, что это равно примерно 740 x 0.8 = 600 Вт. Количество энергии, отдаваемое этими волами за год, можно рассчитать, если мы знаем, сколько часов в году работают волы. Предположим, что это 4 часа в день в течение 300 дней, т. е. 1200 часов в год. Один час равен 3600 с.

Следовательно, энергия одного быка в год равна:

600 x 1 200 x 3 600 Вт = 2 600 000 000 = 2,6 ГДж

Таким образом, 4 быка дадут около 10 Дж за год. Из Таблицы 3 видно, что это примерно равно количеству энергии в одной тонне (влажной) древесины.

13.5 Действительно ли нам нужно больше энергии под горшком, чем в горшке?

Мы видели, что человеку необходимо в пище ок. 2000 ккал в день (см. пример 13.1). Это 8,4 МДж/сутки на одного человека. Мы предполагаем, что пища в основном состоит из продуктов растениеводства, т. е. биомассы.

Сухая биомасса, независимо от того, съедобна она или нет, обычно имеет энергоемкость 18 МДж/кг.

Таким образом, ежедневная энергия 8,4 МДж может быть получена за счет:

Годовая биомасса для питания на человека составляет:

365 дней х 0.5 кг/день = 180 кг/год

Мы можем сравнить это количество с количеством биомассы, необходимой в качестве топлива для домашнего хозяйства. Из опросов мы знаем, что типичная потребность домашнего хозяйства в топливе для приготовления пищи составляет 500 кг/год сухой биомассы на человека. Следовательно


Это означает, что под горшком требуется примерно в 3 раза больше энергии, чем в горшке!

13,6 О цене электроэнергии в сельской местности

С потребителя в центре города взимается 0 рупий.75 за кВтч за электроэнергию из национальной сети. В сельской местности потребитель имеет лампу, подключенную к местному микрогидроагрегату по цене 1 рупия в день. Какой потребитель платит больше за электроэнергию?

Предположим, что светильник в деревне потребляет мощность 40 Вт и Чат включен в среднем 4 часа в сутки. Это означает потребление энергии:

4 часа x 40 Вт = 160 Вт·ч = 0,16 кВт·ч за 1 рупию.

Потребитель в городе платит за такое количество энергии:

0.16 x 0,75 рупии = 0,12 рупии

Мы видим, что сельский житель платит за электроэнергию примерно в 8 раз больше, чем потребитель в городе.

Каталожные номера

Примеры и данные основных энергетических концепций взяты из Международных курсов по планированию сельской энергетики в Университете Твенте.


Все, что вам нужно знать

Bounchai WedmakawandGetty Images

Гибридный автомобиль использует как бензин, так и электричество.Эта технология кардинально изменила представление об экологически безопасных вариантах вождения.

Что такое гибридный автомобильный аккумулятор?

По данным Hybrid Cars, гибридный автомобиль сочетает в себе функциональность бензинового двигателя и электрического гибридного аккумулятора. Он перезаряжаемый и обеспечивает достаточную мощность для перемещения большого автомобиля.

Основные сведения о гибридных батареях

Гибридные автомобили стали более совершенными, но они по-прежнему отстают в доступности и доступности.Гибридные автомобили предлагают лучшую альтернативу автомобилям с двигателями внутреннего сгорания. Гибридные автомобили ликвидируют разрыв между электрическими и бензиновыми силовыми агрегатами.

Гибридные автомобили обладают очевидными преимуществами, такими как элегантная электронная приборная панель и выдающаяся экономия топлива, но многие потребители не знают, как работают эти двигатели и что делает их такими полезными для окружающей среды.

Двигатели, работающие исключительно на электричестве, эффективно разгоняются и развивают максимальную мощность при ускорении с места. К сожалению, эти батареи должны быть большими и дорогими, чтобы иметь возможность путешествовать на большие расстояния. По данным Consumer Reports, автомобили, работающие только от аккумуляторов, имеют ограниченный запас хода от 70 до 250 миль.

В сочетании с газовым двигателем электрические двигатели становятся гораздо более функциональными. Автопроизводители могут установить небольшой высокоэффективный бензиновый двигатель в дополнение к мощности его электрического аналога. Имея резервную мощность от двигателя внутреннего сгорания, можно использовать меньший и более доступный электродвигатель.Сочетание этих двух систем обеспечивает наилучшую эффективность и надежность.

Недостатком этой установки является то, что общая конструкция по-прежнему дорога из-за двух двигателей. Хотя каждый отдельный двигатель меньше, в том числе оба увеличивают вес автомобиля и занимают значительное пространство.

Как работают гибридные аккумуляторы

Гибридные автомобили сочетают в себе технологии электромобилей и традиционных автомобилей. Гибридный автомобиль использует 12-вольтовую свинцово-кислотную батарею и бензин, как и традиционный автомобиль, а также получает энергию от электрической батареи.Автомобиль может плавно переключаться между источниками питания, так что водитель даже не замечает переключения.

Электрическая батарея перезаряжается в процессе, известном как рекуперативное торможение. Энергия, вырабатываемая водителем при нажатии на педаль тормоза, заряжает электрическую батарею. Переключение между электричеством и газом является ключом к выдающейся энергоэффективности гибридного автомобиля. Гибридные автомобили только часть времени работают на газе, что делает их на 20-35 процентов более экономичными, чем традиционные автомобили.Это также снижает выбросы автомобиля, делая гибридный автомобиль более экологичным.

Одним из недостатков гибридной батареи является ее ограниченный срок службы. По данным Bumblebee Batteries, на большинство гибридных аккумуляторов распространяется восьмилетняя гарантия или 100 000 миль пробега, но некоторые из них выходят из строя раньше этого срока. Гибридный автомобиль не может работать без гибридной батареи, поэтому владельцы транспортных средств должны периодически вкладывать средства в новые гибридные батареи, что может сделать обслуживание автомобиля дорогим.

К счастью, гибридные технологии постоянно развиваются.Современные аккумуляторы более устойчивы, чем их старые аналоги. Сторонние производители также выходят на сцену, предоставляя водителям больше возможностей, когда приходит время заменить батарею. Эти гибридные батареи сторонних производителей часто дешевле, чем те, которые доступны в дилерских центрах.

Гибридные батареи имеют два электрода, находящихся в растворе электролита, объясняет HybridGeek. Как уточняет Hybrid Cars, эти электроды разделены полимерной пленкой, предотвращающей короткое замыкание.Электроды замыкаются, когда устройство, в данном случае гибридный автомобиль, включается. Стоит отметить, что батарея в гибридном автомобиле на самом деле представляет собой аккумуляторную батарею, содержащую несколько элементов, которые работают вместе для создания мощного заряда, необходимого для питания автомобиля.

В каждой ячейке батареи есть положительный электрод и отрицательный электрод. Ионы от положительно заряженного электрода движутся к отрицательному электроду. Там положительные ионы принимают электроны, отданные отрицательным электродом.Этот сложный процесс создает электрический заряд.

Энергия, вырабатываемая гибридной батареей, определяет запас хода автомобиля на электротяге. Доступная мощность аккумулятора в данный момент определяет ускорение автомобиля.

Аккумуляторная батарея Toyota Prius Hybrid

Toyota Prius второго поколения оснащена никель-металлогидридной аккумуляторной батареей, которая: .6 вольт

  • Устанавливается за задним сиденьем
  • Весит 53,5 кг (около 118 фунтов)
  • Обеспечивает мощность разряда 20 кВт при 50-процентном уровне заряда
  • Емкость аккумулятора снижается при более низких температурах и увеличивается при более высоких . Prius оснащен специальным компьютером, который поддерживает оптимальную температуру и уровень заряда батареи. 12-вольтовый вентилятор, расположенный вдоль ниши заднего колеса, снабжает батарею холодным воздухом из салона по мере необходимости.

    Аккумулятор Toyota Highlander Hybrid

    Никель-металлогидридный аккумулятор Highlander Hybrid:

    • Имеет металлический корпус аккумулятора
    • Имеет 240 элементов
    • Обеспечивает 288 вольт при высоком напряжении от 0 до 50 переменного напряжения повышающий преобразователь
    • На 18 процентов меньше, чем аккумулятор Prius
    • Расположен под задними сиденьями

      Каждый аккумуляторный модуль оснащен собственной системой контроля для контроля аккумулятора и управления охлаждением.Это управляет процессом разрядки и перезарядки, чтобы обеспечить транспортному средству постоянный уровень энергии.

      Аккумуляторная батарея Ford Escape Hybrid

      Для гибридных автомобилей, аккумуляторная батарея Ford Escape:

      • Включает 250 отдельных никель-металлогидридных элементов в корпусах из нержавеющей стали
      • Выходная мощность 1,3 В на каждый элемент модули, состоящие из пяти элементов каждый
      • Выдает общее напряжение 220 вольт

      Батарея Honda Insight

      2 вольта от каждого элемента

    1. Обеспечивает ток разряда 100 А и ток заряда 50 А
    2. Выдает суммарное напряжение 144 вольта
    3. Расположен под полом грузового отсека
    4. электромобиль EV Plus.

      Гибридная батарея Saturn Vue

      Никель-металлогидридная батарея Saturn Vue Green Line:

      • Вырабатывает 36 вольт
      • Может передавать и получать более 14.Пиковая мощность 5 кВт
      • Обеспечивает питание для зарядки аккумуляторной батареи и 12-вольтового питания для вспомогательного гибридная мощность для вашего следующего автомобиля.

        Информация и исследования в этой статье проверены сертифицированным ASE мастером-техником Duane Sayaloune из YourMechanic.ком . Для любых отзывов или запросов на исправление, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону [email protected] .
        Источники:

        Hybrid Batteries vs. Standard Batteries

        https://www.consumerreports.org/hybrids-evs/hybrids-101-guide-to -hybrid-cars/

        https://www. hybridcars.com/hybrid-car-battery/

        Three Basic Things to Know About Hybrid Batteries

        https //www.caranddriver.com/news/a28858602/ford-explorer-hybrid-vs-toyota-highlander/

        https://www.caranddriver.com/news/a215/2020-toyota-prius-pricing/

        Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

        Как долго работает батарея? (Ах, В, Часы)

        В нашей статье, посвященной Ач (ампер-часам) и Втч (ватт-часам), мы получили массу вопросов о долговечности батарей.На вопрос «Как долго работает батарея?» был преобладающим. Чтобы помочь всем, кто пытается рассчитать, как долго будет работать батарея, мы создали Калькулятор срока службы батареи .

        Очень полезно знать, когда у нас сдохнет аккумулятор. Пример: если мы отправимся в поход и будем полагаться на батареи для удовлетворения всех наших потребностей в энергии, и у нас нет других средств для производства электроэнергии.

        Прежде чем мы рассмотрим Калькулятор срока службы батареи, давайте отметим, что вычислить, как долго будет работать батарея, довольно просто в теории (на практике это довольно сложно).Мы используем это уравнение для времени разряда батареи:

        Срок службы батареи (в часах) = Емкость батареи (в Ач) / Ток нагрузки (в А)

        Пример: Как долго проработает аккумулятор емкостью 100 Ач (ампер-час), если мы подключим его к электрическому устройству емкостью 1 Ач? Итак, емкость батареи = 100 Ач, ток нагрузки = 1 А, таким образом такой батареи хватит на 100 Ач / 1 А = 100 часов.

        По сути, батарея емкостью 100 Ач означает, что такая батарея может обеспечить ток 100 А в течение 1 часа.Он также может обеспечить ток 1 А в течение 100 часов. Или 0,1 А или 100 мА на 1000 часов.

        Вроде все просто, правда?

        Если у вас есть 100 единиц емкости (100 Ач) и вы подключаете его к устройству, которому требуется 1 единица емкости (1 А) каждый час, батарея будет разряжаться ровно через 100 часов.

        Почему не так просто рассчитать срок службы батареи

        Вот сделка:

        На практике нам достаточно двух чисел, чтобы вычислить, когда у нас разрядится батарея.Это:

        1. Емкость аккумулятора (Ач) . Это довольно легко получить; это написано прямо на аккумуляторе. Типичная батарея AA имеет емкость 2,5 Ач или 2500 мАч (миллиампер-часы), батарея AAA имеет емкость 1 Ач, батарея ноутбука имеет емкость от 2 Ач до 6 Ач, батарея 100 Ач имеет емкость Ач и так далее. Подробнее о емкости аккумуляторов можно прочитать здесь.
        2. Ток нагрузки или потребляемый ток (в А) . Это хитрый вопрос; и вся причина, по которой вычислить срок службы батареи сложно. Ток нагрузки определяет, насколько быстро электрическая емкость будет потребляться от батареи, и зависит от мощности подключенного к ней устройства. Кондиционер мощностью 1000 Вт, например, будет иметь в 10 раз больший ток нагрузки, чем персональный испарительный охладитель мощностью 100 Вт.

        Если вы получите эти два числа, вы просто разделите емкость батареи на ток нагрузки и получите, сколько часов проработает батарея.

        Проблема в том, что вопросы о времени автономной работы так не ставятся:

        «У меня есть аккумулятор емкостью 100 Ач, и я хочу, чтобы с ним работал фонарь для кемпинга с током нагрузки 1 Ач.Сколько времени осталось до того, как разрядится батарея?»

        Большинство из нас имеет дело с ваттами (Вт). Мы не знаем, каков ток нагрузки лампы мощностью 100 Вт. Мы просто знаем, что это свет на 100 Вт, верно. Вот почему большинство вопросов о том, как долго работают батареи, звучат примерно так:

        .

        «У меня есть аккумулятор емкостью 100 Ач, и я хочу, чтобы с ним работал фонарь для кемпинга мощностью 100 Вт. Сколько времени осталось до того, как разрядится батарея?»

        Чтобы правильно рассчитать срок службы батареи, нам нужно преобразовать эти 100 Вт в Ач.Здесь ключевую роль играет напряжение (В).

        Мы хотим, чтобы каждый мог определить, как долго будет работать его батарея. Вот почему у нас есть 3 ключевых раздела, которые помогут вам сделать именно это:

        1. Как рассчитать ток нагрузки любого устройства. Начнем со знания мощности (Вт) и напряжения (В), и мы сможем рассчитать, сколько ампер (А) нужно такому устройству для работы. Если вы можете рассчитать потребляемый ток (или ток нагрузки), вы можете использовать калькулятор срока службы батареи.
        2. Калькулятор срока службы батареи. Вы просто вводите емкость батареи, указанную на вашей батарее (в Ач), и рассчитанное потребление тока (ток нагрузки), и калькулятор сообщит вам, сколько часов проработает батарея.

        Начнем с основ: как перейти от ватт к амперам?

        Как рассчитать ток нагрузки (ампер) по мощности?

        Представьте себе достаточно простой сценарий. У вас есть большая литиевая батарея емкостью 200 Ач, и вы хотите, чтобы с ней работал небольшой портативный кондиционер мощностью 800 Вт.Как долго вы можете работать от такого переменного тока, прежде чем батарея разрядится?

        Ну, мы уже знаем, что нам нужно 2 числа:

        1. Емкость аккумулятора. У нас есть это; это 200 Ач.
        2. Потребляемый ток. Чего у нас нет; мы должны вычислить его.

        Для расчета потребляемой мощности (А) по ваттам (Вт) нам также необходимо знать напряжение (В). Для расчета ампер мы используем основное уравнение электрической мощности:

        P (в Вт) = I (в А) * В (в В)

        Обычно электрическая мощность P (мощность) рассчитывается путем умножения электрического тока I (ампер) на напряжение V (вольт).Чтобы рассчитать ампер, вы должны выразить электрический ток I (ампер) следующим образом:

        I (в А) = P (в Вт) / В (в В)

        Это в основном говорит нам о том, что мы получаем амперы, разделив ватты на вольты.

        Пример: У нас есть блок переменного тока мощностью 800 Вт, который работает от электрической цепи 120 В. При чем здесь мощность усилителя? Просто делим 800 Вт на 120 В и получаем 800 Вт/120 В = 6,67 А.

        Если это вас немного сбивает с толку, вы можете воспользоваться нашим калькулятором преобразования ватт в ампер здесь, чтобы помочь вам с расчетами.

        В приведенном выше примере мы рассчитали потребляемую мощность переменного тока мощностью 800 Вт. Это 6,67 А. Теперь у нас есть оба числа; у нас есть батарея на 200 Ач, и мы знаем, что переменный ток потребляет 6,67 А. Как долго прослужит аккумулятор емкостью 200 Ач, если он должен питать этот переменный ток? Подсчитаем:

        200 Ач Ресурс батареи = 200 Ач / 6,67 А = 30 часов

        Короче говоря, аккумулятор емкостью 200 Ач сможет питать кондиционер мощностью 800 Вт 120 В в течение примерно 30 часов.

        Теперь важно, чтобы мы чувствовали влияние различных напряжений. Допустим, у нас есть тот же аккумулятор на 200 Ач, тот же блок потребляемой мощности 800 Вт, но он работает от сети 240 В, а не от сети 120 В.

        Из-за того, что напряжение отличается, потребляемый ток — количество ампер, необходимое для работы такого переменного тока, — также изменится. Давайте рассчитаем потребляемую мощность нового усилителя, используя базовое уравнение мощности:

        .

        Потребляемый ток (в А) = 800 Вт/ 240 В = 3,33 А

        Как видим, потребляемый ток уже не 6,67 А; это 3.33 А. Когда мы увеличиваем напряжение, нам нужно меньше ампер, чтобы получить ту же электрическую мощность (мощность). Исходя из этого, теперь мы можем рассчитать, как долго аккумулятор емкостью 200 Ач сможет питать кондиционер мощностью 800 Вт 240 В:

        200 Ач Ресурс батареи = 200 Ач / 3,33 А = 60 часов

        Как мы видим, из-за того, что потребляемый ток уменьшился вдвое, срок службы батареи увеличился.

    Оставить комментарий