Гигакалория — это что такое?

Больше всего в морозные зимние месяцы все люди ждут Нового года, а меньше всего – квитанций за отопление. Особенно не любят их жители многоквартирных домов, которые сами не имеют возможности контролировать количество поступающего тепла, и часто счета за него оказываются просто фантастическими. В большинстве случаев в таких документах в качестве единицы измерения стоит Гкал, которая расшифровывается как «гигакалория». Давайте узнаем, что это такое, как рассчитать гигакалории и перевести в другие единицы.

Что называется калорией

Сторонникам здорового питания или тем, кто усиленно следит за своим весом, знакомо такое понятие, как калория. Это слово означает количество энергии, получаемой в результате переработки организмом съеденной пищи, которую необходимо использовать, иначе человек начнет поправляться.

Как ни парадоксально, но эта же величина используется для измерения количества тепловой энергии, используемой для обогрева помещений.

В физике принято считать, что одна калория – это то количество энергии, которое необходимо для нагрева одного грамма Н₂О на 1 °C при стандартном атмосферном давлении (101 325 Па).

В качестве сокращения эта величина обозначается как «кал», или в английском cal.

В метрической системе измерений эквивалентом калории считается джоуль. Так, 1 кал = 4,2 Дж.

Значение калорий для жизни человека

Помимо разработки различных диет для похудения, эта единица используется для измерения энергии, работы и теплоты. В связи с этим распространено такое понятия, как «калорийность» — то есть теплота сгораемого топлива.

В большинстве развитых государств при расчете отопления люди платят уже не за количество потребленных кубометров газа (если оно газовое), а именно за его калорийность. Иными словами, потребитель платит за качество используемого топлива: чем оно выше, тем меньше газа придется израсходовать для нагрева. Такая практика снижает возможность разбавки используемого вещества другими, более дешевыми и менее калорийными соединениями.

Гигакалория — это что такое и сколько в ней калорий?

Как понятно из определения, размер 1 калории невелик. По этой причине для вычисления больших величин, особенно в энергетике, она не используется. Вместо нее употребляется такое понятие, как гигакалория. Это величина, равная 10 9 калорий, а записывается она в виде сокращения «Гкал». Получается, что в одной гигакалории один миллиард калорий.

Помимо этой величины иногда используется и несколько меньшая – Ккал (килокалория). В ней помещается 1000 кал. Таким образом, можно считать, что одна гигакалория – это миллион килокалорий.

Стоит иметь в виду, что иногда килокалорию записывают просто как «кал». Из-за этого возникает путаница, и в отдельных источниках указывается, что в 1 Гкал – 1 000 000 кал, хотя в реальности речь идет о 1 000 000 Ккал.

Гекакалория и гигакалория

В энергетике в большинстве случаев используется в качестве единицы измерения Гкал, но ее часто путают с таким понятием, как «гекакалория» (она же гектокалория).

В связи с этим сокращение «Гкал» некоторые люди расшифровывают как «гекакалория» или «гектокалория». Однако это неправильно. На самом деле вышеупомянутых единиц измерения не существует, и исползование их в речи – результат безграмотности, и не более того.

Гигакалория и гигакалория/час: в чем разница

Помимо рассматриваемой вымышленной величины, в квитанциях иногда встречается такое сокращение, как «Гкал/час». Что же оно означает и чем отличается от обычной гигакалории?

Данная единица измерения показывает, какое количество энергии было использовано за один час.

В то время как просто гигакалория – это величина измерения потребленного тепла за неопределенный промежуток времени. Лишь от потребителя зависит, какие временные рамки будут указаны в этой категории.

Значительно реже встречается сокращение Гкал/м 3. Оно означает, сколько гигакалорий нужно использовать, чтобы нагреть один кубический метр вещества.

Формула гигакалории

Рассмотрев определение изучаемой величины, стоит, наконец-то, узнать, как же вычислить, сколько гигакалорий используется для обогрева помещения в отопительный сезон.

Для особо ленивых людей в интернете существует масса онлайн-ресурсов, где представлены специально запрограммированные калькуляторы. В них достаточно ввести свои числовые данные – и они сами высчитают количество потребляемых гигакалорий.

Однако неплохо бы уметь это делать самостоятельно. Для этого существует несколько вариантов формулы. Наиболее простая и понятная среди них следующая:

• М₁ — масса теплопереносящего вещества, которое подается по трубопроводу. Измеряется в тоннах.
• М₂ — масса теплопереносящего вещества, возвращающегося по трубопроводу.
• Т₁ — температура теплоносителя в подающем трубопроводе, измеряется в Цельсиях.
• Т₂ — температура теплоносителя в возвращающегося обратно.
• Т_хв — температура холодного источника (воды). Обычно равна пяти градусам Цельсия, поскольку именно такова минимальная температура воды в трубопроводе.

Почему ЖКХ при расчетах за отопление завышают количество потраченной энергии

Проводя собственные расчеты, стоит обратить внимание, что ЖКХ слегка завышают нормативы потребления тепловой энергии. Мнение, что они на этом пытаются дополнительно подзаработать, ошибочно. Ведь в стоимость 1 Гкал уже включено и обслуживание, и зарплаты, и налоги, и дополнительная прибыль. Такая «надбавка» связана с тем, что при транспорте горячей жидкости по трубопроводу в холодное время года она имеет тенденцию остывать, то есть происходят неизбежные теплопотери.

В цифрах это выглядит следующим образом. Согласно нормативам, температура воды в трубах для обогрева должна минимум составлять +55 °C. А если учесть, что минимальная t воды в энергосистемах равна +5 °C, то нагреть ее надо на 50 градусов. Получается, что на каждый кубометр используется 0,05 Гкал. Однако, чтобы компенсировать теплопотери, этот коэффициент завышают до 0,059 Гкал.

Перевод Гкал в кВт/час

Тепловая энергия может измеряться в различных единицах, однако в официальной документации от ЖКХ она исчисляется в Гкал. Поэтому стоит знать, как перевести в гигакалории другие единицы.

Проще всего это сделать тогда, когда известно соотношения этих величин. К примеру, стоит рассмотреть ватты (Вт), в которых измеряется энергетическая мощность большинства котлов или обогревателей.

Перед тем как рассмотреть перевод в эту величину Гкал, стоит вспомнить, что, как и калория, ватт невелик. Поэтому чаще используют кВт (1 киловатт, равен 1000 ватт) или мВт ( 1 мегаватт равняется 1000 000 ватт).

Кроме того, важно помнить, что в Вт (кВт, мВт) измеряют мощность, а вот для расчета количества потребленной/произведенной электроэнергии используют кВт/ч (киловатт-часы). В связи с этим рассматривается не перевод гигакалорий в киловатты, а перевод Гкал в кВт/ч.

Как же это сделать? Чтобы не мучиться с формулами, стоит запомнить «волшебное» число 1163. Именно столько киловатт энергии необходимо потратить за час, чтобы получить одну гигакалорию. На практике при переводе с одной единицы измерения в другую просто необходимо умножить количество Гкал на 1163.

Например, давайте переведем в кВт/час 0,05 Гкал, необходимых для нагрева одного кубометра воды на 50 °C. Получается: 0,05 х 1163 = 58,15 кВт/час. Эти вычисления особо помогут тем, кто размышляет о смене газового отопления на более экологичное и экономное электрическое.

Если речь идет об огромных объемах, можно переводить не в киловатты, а в мегаватты. В таком случае умножать нужно не на 1163, а на 1,163, поскольку 1 мВт = 1000 кВт. Или просто разделить полученный в киловаттах результат на тысячу.

Перевод в Гкал

Иногда необходимо осуществлять и обратный процесс, то есть высчитывать, сколько Гкал содержится в одном кВт/часе.

При переводе в гигакалории количество киловатт-часов необходимо умножить на другое «волшебное» число — 0,00086.

Правильность этого можно проверить, если взять данные из предыдущего примера.

Итак, в нем было вычислено, что 0,05 Гкал = 58,15 кВт/час. Теперь стоит взять этот результат и умножить его на 0,00086: 58,15 х 0,00086 = 0,050009. Несмотря на небольшое отличие, он практически полностью совпадает с исходными данными.

Как и в предыдущих расчетах, необходимо учитывать тот факт, что при работе с особо крупными объемами веществ нужно будет переводить не киловатты, а мегаватты в гигакалории.

Как же это делается? В данном случае опять нужно учесть, что 1 мВт = 1000 кВт. Исходя из этого, в «волшебном» числе передвигается запятая на три нуля, и вуаля, получается 0,86. Именно на него и нужно множить, чтобы осуществить перевод.

Кстати, небольшая несостыковка в ответах связана с тем, что коэффициент 0,86 – это округленный вариант числа 0.859845. Конечно, для более точных расчетов стоит пользоваться им. Однако если речь идет всего лишь о количестве используемой энергии для отопления квартиры или домика – лучше упростить.

Расчет Гкал на отопление

Что собой представляет такая измерительная единица, как гигакалория? Какое отношение она имеет к традиционным киловатт-часам, в которых исчисляется тепловая энергия? Какой информацией необходимо обладать, чтобы правильно произвести расчет Гкал на отопление ? В конце концов, какую формулу необходимо использовать во время расчета? Об этом, а также о многом другом пойдет речь в сегодняшней статье.

Расчет Гкал на отопление

Что собой представляет Гкал?

Начать следует со смежного определения. Под калорией подразумевается определенное количество энергии, которое требуется для нагрева одного грамма воды до одного градуса по Цельсию (в условиях атмосферного давления, разумеется). И ввиду того, что с точки зрения расходов на отопление, скажем, дома, одна калория – это мизерная величина, то для расчетов в большинстве случаев применяются гигакалории (или сокращенно Гкал), соответствующие одному миллиарду калорий. С этим определились, движемся дальше.

Применение данной величины регламентируется соответствующим документом Министерства топлива и энергетики, изданным еще в 1995-м году.

Обратите внимание! В среднем норматив потребления в России на один квадратный метр равен 0,0342 Гкал за месяц. Безусловно, эта цифра может меняться для разных регионов, поскольку все зависит от климатических условий.

Итак, что же собой представляет гигакалория, если «трансформировать» ее в более привычные для нас величины? Смотрите сами.

1. Одна гигакалория равна примерно 1 162,2 киловатт-часам.

2. Одной гигакалории энергии хватит для нагрева тысячи тонн воды до +1°С.

Для чего все это нужно?

Проблему следует рассмотреть с двух точек зрения – с точки зрения многоквартирных домов и частных. Начнем с первых.

Многоквартирные здания

Здесь ничего сложного нет: гигакалории применяются в тепловых расчетах. И если знать, какое количество тепловой энергии остается в доме, то можно предъявить потребителю конкретный счет. Приведем небольшое сравнение: если централизованное отопление будет функционировать в отсутствие счетчика, то платить приходится по площади обогреваемого помещения. Если же есть тепловой счетчик, это уже само по себе разводку подразумевает горизонтального типа (либо коллекторную, либо последовательную): в квартиру заводят два стояка (для «обратки» и подачи), а уже внутриквартирная система (точнее, е конфигурация) определяется жильцами. Подобного рода схема применяются в новостройках, благодаря чему люди регулируют расход тепловой энергии, делая выбор между экономией и комфортом.

Выясним, каким образом осуществляется данная регулировка.

1. Монтаж общего термостата на магистрали «обратки». В таком случае расход рабочей жидкости определяется температурой внутри квартиры: если она будет снижаться, то расход, соответственно, увеличится, а если повышаться – снизится.

2. Дросселирование радиаторов отопления. Благодаря дросселю проходимость отопительного прибора ограничивается, температура снижается, а значит, сокращается расход тепловой энергии.

Частные дома

Продолжаем говорить про расчет Гкал на отопление. Владельцы загородных домов интересуются, прежде всего, стоимостью гигакалории тепловой энергии, полученной от того или иного вида топлива. В этом может помочь приведенная ниже таблица.

Таблица. Сравнение стоимости 1 Гкал (с учетом транспортных расходов)

Наименование энергоресурса	Приблизительная стоимость, в рублях*
Газ (сжиженный)	520
Газ (природный)	3 300
Уголь	550
Дизельное топливо	3 270
Пеллеты	1 800
Электрическая энергия	4 300

* — цены примерные, так как тарифы могут отличаться в зависимости от региона, более того, они еще и постоянно растут.

Тепловые счетчики

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

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

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

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

Крыльчатые счетчики

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

Что касается механизма работы, то он практически тот же:

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

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

Приборы с регистратором перепадов

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

Обратите внимание! Конструкция счетчика подразумевает наличие электроники. Преимущественное большинство таких современных моделей предоставляет не только сухую информацию (температура рабочей жидкости, ее расход), но и определяет фактическое использование тепловой энергии. Модуль управления здесь оснащен портом для подключения к ПК и может настраиваться вручную.

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

Как проводить расчеты потребляемой тепловой энергии?

Если тепловой счетчик по тем или иным причинам отсутствует, то для расчета тепловой энергии необходимо использовать следующую формулу:

Рассмотрим, что значат эти условные обозначения.

1. V обозначает количество потребляемой горячей воды, которое может исчисляться либо кубическими метрами, либо же тоннами.

2. Т1 – это температурный показатель самой горячей воды (традиционно измеряется в привычных градусах по Цельсию). В данном случае предпочтительнее использовать именно ту температуру, которая наблюдается при определенном рабочем давлении. К слову, у показателя даже имеется специальное название – это энтальпия. А вот если нужный датчик отсутствует, то в качестве основы можно взять тот температурный режим, который предельно близок к этой энтальпии. В большинстве случаев усредненный показатель составляет примерно 60-65 градусов.

3. Т2 в приведенной выше формуле также обозначает температуру, но уже холодной воды. По причине того, что проникнуть в магистраль с холодной водой – дело достаточно трудное, в качестве этого значения применяются постоянные величины, способные изменяться в зависимости от климатических условий на улице. Так, зимой, когда сезон отопления в самом разгаре, данный показатель составляет 5 градусов, а в летнее время, при отключенном отоплении, 15 градусов.

4. Что же касается 1000, то это стандартный коэффициент, используемый в формуле для того, чтобы получить результат уже в гигакалориях. Получится точнее, чем если бы использовались калори.

5. Наконец, Q – это общее количество тепловой энергии.

Как видим, ничего сложного здесь нет, поэтому движемся дальше. Если отопительный контур закрытого типа (а это более удобно с эксплуатационной точки зрения), то расчеты необходимо производить несколько по-другому. Формула, которую следует использовать для здания с закрытой отопительной системой, должна выглядеть уже следующим образом:

Теперь, соответственно, к расшифровке.

1. V1 обозначает расход рабочей жидкости в трубопроводе подачи (в качестве источника тепловой энергии, что характерно, может выступать не только вода, но и пар).

2. V2 – это расход рабочей жидкости в трубопроводе «обратки».

3. Т – это показатель температуры холодной жидкости.

4. Т1 – температура воды в подающем трубопроводе.

5. Т2 – температурный показатель, который наблюдается на выходе.

6. И, наконец, Q – это все то же количество тепловой энергии.

Также стоит отметить, что расчет Гкал на отопление в данном случае от нескольких обозначений:

• тепловая энергия, которая поступила в систему (измеряется калориями);
• температурный показатель во время отвода рабочей жидкости по трубопроводу «обратки».

Другие способы определения количества тепла

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

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

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

Обратите внимание! Люди нередко сталкиваются с проблемой, когда калории следует переводить в киловатты, что объясняется использованием во многих специализированных пособиях единицы измерения, которая в международной системе называется «Си».

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

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

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

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

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

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

4. Наконец, Е – это погрешность учетного устройства.

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

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

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

Видео – Как рассчитать отопление в частном доме