Мониторинг экономичности различных видов отопления в жилых помещениях (стр. 2 из 2)

Удельная теплота сгорания топлива q численно равна количеству тепла, выделенному при сгорании единицы массы топлива. Величина q измеряется в Джоулях на килограмм.

2.4 Тепловые сети

Для отопления жилых домов используют теплосети.

Тепловая сеть - это система прочно и плотно соединенных между собой участников теплопроводов, по которым теплота с помощью теплоносителей (пара или горячей воды) транспортируется от источников к тепловым потребителям.

Основными элементами тепловых сетей являются трубопровод, состоящий из стальных труб, соединенных между собой с помощью сварки, изоляционная конструкция, предназначенная для защиты трубопровода от наружной коррозии и тепловых потерь, и несущая конструкция, воспринимающая вес трубопровода и усилия, возникающие при его эксплуатации.

Наиболее ответственными элементами являются трубы, которые должны быть достаточно прочными и герметичными при максимальных давлениях и температурах теплоносителя, обладать низким коэффициентом температурных деформаций, малой шероховатостью внутренней поверхности, высоким термическим сопротивлением стенок, способствующим сохранению теплоты, неизменностью свойств материала при длительном воздействии высоких температур и давлений.

Снабжение теплотой потребителей (систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических процессов) состоит из трех взаимосвязанных процессов: сообщения теплоты теплоносителю, транспорта теплоносителя и использования теплового потенциала теплоносителя. Системы теплоснабжения классифицируются по следующим основным признакам: мощности, виду источника теплоты и виду теплоносителя.

По мощности системы теплоснабжения характеризуются дальностью передачи теплоты и числом потребителей. Они могут быть местными и централизованными. Местные системы теплоснабжения - это системы, в которых три основных звена объединены и находятся в одном или смежных помещениях. При этом получение теплоты и передача ее воздуху помещений объединены в одном устройстве и расположены в отапливаемых помещениях (печи). Централизованные системы, в которых от одного источника теплоты подается теплота для многих помещений.

По виду источника теплоты системы централизованного теплоснабжения разделяют на районное теплоснабжение и теплофикацию. При системе районного теплоснабжения источником теплоты служит районная котельная, теплофикации-ТЭЦ.

По виду теплоносителя системы теплоснабжения делятся на две группы: водяные и паровые.

Теплоноситель – среда, которая передает теплоту от источника теплоты к нагревательным приборам систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Теплоноситель получает теплоту в районной котельной (или ТЭЦ) и по наружным трубопроводам, которые носят название тепловых сетей, поступает в системы отопления, вентиляции промышленных, общественных и жилых зданий. В нагревательных приборах, расположенных внутри зданий, теплоноситель отдает часть аккумулированной в нем теплоты и отводится по специальным трубопроводам обратно к источнику теплоты.

В водяных системах теплоснабжения теплоносителем служит вода, а в паровых - пар. В Беларуси для городов и жилых районов используются водяные системы теплоснабжения. Пар применяется на промышленных площадках для технологических целей.

Но в нашей стране много домов, которые имеют печное отопление их отапливают дровами, углем или устанавливают специальные газовые котлы.

Практическая часть

Описание опыта:

Рассчитаем объем в 3-х комнатной квартире и доме:

1. Рассчитаем массы воздуха в каждой комнате:

( p =1,29кг/м)

2. Вычислим внутреннюю энергию.

4.Рассчитаем количество теплоты, которое необходимо для нагревания помещения на 25С.

Q = cm ( t 1 – t 2) (с=1,01 кДж/кг*К)

5.Рассчитаем внутреннюю энергию, которую приобрел воздух при нагревании на 25С.

U 2= Q + U 1

6.Рассчитаем количество топлива, необходимого для нагревания этой массы воздуха за 1 день.

U 2= qm

M = U 2/ q

Удельная теплота сгорания:

А) каменный уголь q = 29 МДж/кг

Б) СН4(метан) q = 44 МДж/кг

В) дерево q = 13 МДж/кг

7.) Рассчитаем количество необходимого топлива с учетом того, что отопительный сезон длится 6 месяцев.( N =180 дней)

M = N * m ( M -масса топлива за 6 месяцев)

8.) расчет стоимости, Ц= N * M *ц(ц-цена 1 кг топлива)

№1. Таблица объемов. Вычислим объем каждой комнаты, зная её площадь и высоту.

1 комната V , м3	2 комната V , м3	3 комната V , м3	КухняV , м3	ОбщийV , м3
50	35	25	30	140

№2. Таблица масс. Высчитаем массу находящегося воздуха в каждой комнате по формуле: m=V*p(где p воздуха=1, 29 кг/м3)

1 комната m , кг	2 комнатаm , кг	3 комнатаm , кг	Кухняm , кг	Общаяm , кг
64,5	45,15	32,25	38,7	180,6

№3. Внутренняя энергия. Рассчитаем внутреннюю энергию(первоначальную) по формуле :

,(где p - Па)

1 комнатаU , Дж	2 комнатаU , Дж	3 комнатаU , Дж	КухняU , Дж	ОбщаяU , Дж
125*	87,5*	62,5*	75*	350*

№4. Количество теплоты. Высчитаем количество теплоты, требуемое для обогрева комнат по формуле:

Q=cmT

T =25К,

m - масса воздуха в комнатах,

с возд.=1,01*

Дж/кг*К

1 комната, Дж	2 комната, Дж	3 комната, Дж	Кухня, Дж	Общая, Дж
1612500	1128750	806250	997500	4560150

№5. Таблица внутренней энергии(конечной).Рассчитаем внутреннюю энергию по формуле:

U2=Q+U1

1 комната	2 комната	3 комната	Кухня	Общая
U1 (Дж)	12500000	8750000	6250000	7500000	35000000
Q (Дж)	1612500	1128750	806250	997500	4560150
U2 (Дж)	4112500	9878750	7056250	8497500	39560150

№6Таблица массы топлива.

Способ отопления	Масса топлива за 1 день, если топить 2 раза в день, кг	Масса топлива за 180 дней(6 мес.), кг
Каменный уголь	2,8	504
Газ	1,8	324
Дрова	6	1080

№7Таблица стоимости

Способ отопления	Стоимость за 1 кг топлива, руб.	За 1 день,руб.	За месяц,руб.	За отопительный сезон,руб.
Каменный уголь	14	339.2	1176	7056
Газ	10	18	540	3240
Дрова	7,2	43.2	1296	7776
Коммунальная квартира	-	43.2	1400	8400

№8 Таблица переплаты за отопление. Пусть 100% - стоимость самого экономичного вида отопления(газа), тогда:

Виды топлива	Процент переплаты за отопление
Газ	100%
Каменный уголь	217%
Дрова	240%
Коммунальная квартира	259%

Заключение

В результате полученных данных можно сделать вывод:

1.) Люди живущие в частных домах с газовым отоплением платят за отопление меньше всего. Из этого следует, что этот вид наиболее экономичен. Это объясняется тем, что они в любой момент могут включить и отключить свою систему отопления. Идет экономия топлива.

2.) Проживающие в многоэтажных домах с центральным отоплением платят за отопление почти в 2,5 раза больше, чем в частных домах с газовым отоплением. Это можно объяснить, что они оплачивают все тепловые потери в теплосетях. Но при наличии счетчиков на отопление они бы платили намного меньше.

3.) В домах отапливаемых дровами и каменным углем мы переплачиваем в 2-2,4 раза. Такой вид отопления не экономичный.

Литература

1. Р. «ФЕЙНМАНОВСКИЕ ЛЕКЦИИ ПО ФИЗИКЕ» Фейнман, Р. Лейтон, М. Сендс 1976г.

2. «ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ УЧЕБНИК ФИЗИКИ» - Наука под ред. Академика Г.С. Ландсберга 1971г.

3. Перельман Я.И. «ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА» 1999г.

4. Энциклопедии «ФИЗИКА» и «ТЕХНИКА» - Москва: Аванта+, 2001г.

5. «ПРАКТИКУМ ПО ИНФОРМАТИКЕ И ИНФОРМАЦИОННЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ» - Москва: Угринович Н., Михайлова Н., Богова Л.