Сколько угля нужно на зиму для отопления дома: Расход угля на отопление- примеры разных домов

Содержание

Расход угля на отопление- примеры разных домов

Обогрев жилых домов каменным углем не уходит в прошлое, потому что более предпочтительное газовое отопление по-прежнему доступно не во всех регионах и не всем, и, к тому же, инновационные отопительные системы, работающие на угле, достаточно эффективны и наиболее сбалансированы по цене и качеству. Современные котлы отопления для частных домов усовершенствованы до такой степени, что:

  • в них можно сжигать самое разное топливо, включая мусор;
  • одна угольная загрузка горит в течение нескольких суток;
  • расход топлива в 2-3 раза меньше, чем в традиционных печах;
  • из-за высокой температуры топливо сгорает практически безотходно;
  • не требуют частого обслуживания, просты в эксплуатации.

Точно подсчитать расход угля на отопление можно лишь в случае учета множества факторов. Главные из них такие:

  • из чего построен жилой дом;
  • насколько он утеплен;
  • какова отапливаемая площадь;
  • какой тип отопления используется;
  • какой котел эксплуатируется;
  • уголь какой марки будет приобретен;
  • каковы среднемесячные температуры внешнего воздуха в данной местности;
  • сколько длится отопительный сезон и др.

От ответов на все эти вопросы зависит, сколько нужно угля для отопления дома, и какие нормы расхода угля на отопление следует применить.

Например, деревянный или блочный дом отопить гораздо легче, чем кирпичный такой же площади. Стоимость отопления углем в первых двух случаях будет примерно на треть ниже, чем в последнем.

На отопление хорошо утепленного дома из пенобетонных блоков площадью 100 кв. м., как показывает практика, потребуется 3 тонны угля (треть антрацита, остальной – длиннопламенный), а плохо утепленный и шестью тоннами не протопишь.

В южных регионах на весь отопительный сезон покупают тонну угля для коттеджа в 200 кв. м., а в северных, где морозы порой достигают 40 градусов, даже небольшой деревянный дом

площадью 50 кв. м. за зиму «съест» три тонны.

Так что расход угля на отопление дома (именно вашего) придется делать практическим путем. Во-первых. конечно, поговорите с соседями, имеющими аналогичное вашему жилье, чтобы определиться с количеством в самых общих чертах: три или пять тонн потребуется, это уже большая разница.

В торгующей организации вас тоже сориентируют – опыт у них большой. Но все же не покупайте сразу большое количество угля. Возьмите, что называется, на пробу, несколько мешков угля разных марок и экспериментируйте с ним, запоминая, какой из них горит лучше, тепла дает больше, золы оставляет немного и от какого в доме комфортнее всего.

Проводить свой эксперимент вы, скорее всего, будете в сентябре, так что сделайте поправку на температуру внешнего воздуха. Поняв, на сколько суток хватило купленного объема, сможете рассчитать потребность в угле на весь отопительный сезон.

В первый год купите топливо с запасом, если останется – пригодится в следующем году, каменный уголь долго не теряет своих качеств. Хуже будет, если не хватит на весь сезон.

Для более точного подсчета расхода угля на отопление дома (например, площадью 150 кв. м.), можно прислушаться к рекомендациям специалистов. Как известно, чтобы выработать 1 киловатт тепловой энергии, потребуется в течение часа сжечь 0,2 кг угля. На отопительный сезон для данной площади требуется примерно 40 тыс. кВт, или 8000 кг (40 000 х 0,2). То есть покупать придется не менее 8 тонн каменного угля, имеющего хорошую теплоотдачу. Бурого потребуется больше, антрацита – меньше.

Еще более понятный способ подсчета – с использованием ведра. Из многолетней практики известно, что на отопление жилого дома площадью 150 кв. м в среднем за сезон уходит 450 ведер весом 18 килограммов каждое. Умножаем 450 х 18, получаем 8100 кг, то есть те же 8 тонн с небольшим.

Выяснив, количественную потребность топлива, и зная цены на него, без труда удастся подсчитать, сколько стоит отопление углем на предстоящий отопительный сезон.

Расход угля в твердотопливном котле

Отопление современного дома углём — это не возврат в позапрошлый век, а новые критерии удобства

Горение каменного угля превращает в тепло накопленную в нем энергию

Еще не все регионы России охвачены сетью газопроводов, и для многих жителей отопление коттеджа углем остается единственно возможным вариантом.

Использование дешевого и доступного угольного топлива теперь не связывается с устаревшими представлениями о нем. Современные твердотопливные котлы удобны в обращении, надежны и не загрязняют дымом атмосферу. Наша статья поможет понять, какие особенности имеет отопление в частном доме на угле и в чем его преимущества.

Свойства угля как вида топлива

Сегодня безопасность отопления жилища углём поднялась на новый уровень, и эксплуатация твердотопливных котлов больше не доставляет хлопот домовладельцам, как бывало раньше. Даже при том, что сжигание любых видов угля для отопления вызывает неодобрение экологов, популярность его не снижается, а только возрастает.

Потребительские качества угля для отопления дома выгодно отличаются от свойств других видов топлива:

  • высокая теплоотдача каменного угля обеспечивает больше тепла на единицу отапливаемой площади;
  • использование твердотопливных агрегатов позволяет устроить независимое от газопровода отопление на угле в частном доме или коттедже;
  • для хранения угля не нужно устанавливать дома герметичные резервуары;
  • каменный уголь, в отличие от дров, не боится сырости;
  • удобная упаковка делает возможным транспортировать купленный уголь для отопления как в черте города, так и на дачу;
  • установка котлов или печей на твердом топливе не требует специального разрешения, как в случае с газовым отоплением.

Виды угля для отопления

Антрацит по праву считают лучшим углём для отопления

Поступающий в продажу уголь для отопления делится на следующие категории с буквенными обозначениями:

Классификация по размеру кусков сортированного угля:

Все виды угля для отопления отличаются разной степенью теплоотдачи, и в ходе сгорания образуют неодинаковое количество побочных продуктов. В частности, сжигание газового угля и длиннопламенного сопровождается большим выделением печного газа и дыма. Антрацит, напротив, содержит более значительный процент углерода, горит почти без дыма, и после его сгорания остается мало золы и шлака.

Какой из сортов данного топлива лучше? Сколько понадобится угля для отопления дома, чтобы хватило до весны? Среди потребителей, использующих отопление углём отзывы подтверждают мнение, что лучшим углем считается антрацит «орешек». На отопительный сезон его нужно гораздо меньше по массе, чем других сортов. Поэтому и стоимость антрацита вдвое выше, чем длиннопламенного.

Следует упомянуть, что расфасованный в мешки сортовой уголь стоит дороже, чем тот, который продается «навалом». Разница в том, что в фасованном угле отсутствует пыль, которая мешает нормальному горению. Кроме того, при продаже угля в мешках можно более точно проконтролировать его реальный вес.

Поскольку шлак после сгорания угля приходится куда-то утилизировать, одним из вариантов может стать изготовление шлакоблоков для строительства надворных построек.

Угольное отопительное оборудование

Угольные печи

Обычная печь может обогреть только одну-две комнаты, даже если использовать не дрова, а уголь для отопления дома. Правда, ее можно усовершенствовать, вмуровав внутрь кирпичной кладки теплообменник для водяного отопления. Печь по-своему хороша, но порой бывает опасной из-за того, что провоцирует отравления угарным газом.

Важно. Задвижку печного дымохода можно закрывать только после того, как уголь полностью сгорит, и в топке исчезнут язычки пламени.

Для отопления углем коттеджа гораздо более эффективен, надежен и безопасен такой отопительный агрегат, как котёл.

Угольные твердотопливные котлы отопления

Схема демонстрирует устройство усовершенствованного угольного котла

По конструкции котёл отопления на угле несложен, но весьма эффективен. Его чугунный теплообменник и мощная колосниковая решетка устойчивы к прогоранию и коррозии. Даже самые простые из этих устройств исправно обогревают дома на протяжении многих десятков лет. Но все же котлы старого образца уступают по производительности и теплоотдаче своим нынешним конкурентам.

Принцип работы отопительного котла выглядит так:

  • как только в топке зажигают огонь, в дымоходе создается тяга и воздух затягивается в топливную камеру;
  • уголь накаляется и частично сгорает;
  • газообразные продукты горения угля смешиваются с подаваемым внутрь вторичным воздухом и окончательно сгорают;
  • образовавшиеся газы отдают свою температуру теплоносителю, а затем выводятся через дымоход.

Современные котлы отопления на угле стабильно отапливают жилые помещения и хозяйственные пристройки. Они расходуют топлива в 2 раза меньше по сравнению с устаревшими моделями. Передовые технологии усовершенствовали не только конструкцию и дизайн отопительных агрегатов, но и сам принцип сжигания топлива. В результате теперь домовладельцу не приходится по нескольку раз в сутки загружать в котел очередную порцию угля и удалять скопившийся шлак.

Увеличенная камера горения рассчитана на единовременную загрузку большого количества угля, который постепенно сгорает в течение 6–12 часов. Принудительный наддув воздуха способствует максимально полному сгоранию топлива. Благодаря этому заметно уменьшается расход угля на отопление дома.

Специально для автоматических моделей отопительного оборудования рекомендуется приобретать уголь сорта «эко-горошек», имеющий оптимальные размеры и очищенный от примеси пыли.

Большой бункер автоматизированного отопительного котла обеспечивает длительное горение угля

Автоматизированная подача топлива из бункера в котел «освобождает руки» пользователю.

Он становится свободным от обязанности постоянно следить за работающим отопительным прибором. Вместимости бункера хватает для безостановочного горения угля в течение недели.

Отзывы об отоплении углём демонстрируют, насколько довольны пользователи практичностью автоматизированных угольных котлов. Это очень удобно — в начале отопительного сезона запустить котел в действие, и всю зиму только добавлять уголь в бункер по мере его опорожнения. Удалять золу и шлак тоже не приходится слишком часто, всего пару раз в месяц.

Разжечь в котле уголь для отопления, особенно антрацит, для непривычного человека бывает непросто. Вначале котел растапливают дровами или специальной смесью, а затем понемногу добавляют мелкий уголь. Когда горение станет стабильным, можно засыпать антрацит большими порциями. Сколько именно и как часто — будет зависеть от модели котла и точнее определится в практике его использования.

Нельзя применять бензин для розжига угля в отопительном котле!

А что делать, если в доме отключится электричество? В таком случае приостановится автоматическая подача угля в топливную камеру котла. Одновременно с этим перестанет действовать циркуляционный насос, и вода будет застаиваться в теплообменнике. Но закипания котла не случится, потому что горение угля перейдет в слабый режим. Затем, когда электроснабжение восстановится, уголь вновь разгорится.

Обслуживание твердотопливного котла

Меры по обслуживанию котла сводятся к необходимости чистить теплообменник и дымоотводящие каналы. На их поверхностях оседает сажа, и это явление снижает эффективность работы отопительного агрегата на 15%. Периодичность чистки котла отопления на угле может варьироваться: старые чугунные модели приходится чистить 2–3 раз за сезон, а современные 1 раз в 2 года.

Для беспрепятственного обслуживания котла должен быть свободным доступ к нему в том помещении, где он установлен.

Расчет мощности угольного котла для отопления дома

Большое разнообразие типов и моделей котлов на угле облегчает задачу правильного выбора

Мощность водонагревательного котла — это один из важнейших показателей работы всей отопительной системы. Хотя большинство современных твердотопливных котлов выдают КПД не менее 80–90%, все же не каждая из моделей в состоянии справиться с обогревом значительного объема помещений. От мощности отопительного агрегата также зависят среднегодовые показатели расхода угля на отопление дома. Рассчитать необходимую в конкретных условиях мощность котла сможет специалист, который примет во внимание средние температуры в регионе и площадь отапливаемого дома.

Выбрать мощность котла при его покупке можно по такому правилу: для отопления 100 м² жилого дома необходимо 10 кВт теплоэнергии в час.

Например, для отопления загородного дома площадью 200-250 м² (плюс бассейн и гараж) будет достаточно котла мощностью 40 кВт. Ошибка в выборе мощности может в дальнейшем плохо отразиться на расходе угля на отопление дома и комфортности отопления. При недостаточной мощности в помещениях будет холодно, а при чрезмерной — получится перерасход топлива.

Расчет расхода угля на отопительный сезон

Диаграмма показывает сравнение затрат энергии других видов топлива по сравнению с углем

Инженеры вычислили, что для получения 10 кВт тепловой энергии нужно сжечь 2 кг угля. Однако, предварительные расчеты, сколько надо угля для отопления дома, могут оказаться неточными. Реальный расход топлива выяснится лишь по окончании отопительного сезона. Погрешность возникает из-за влияния многих факторов: вид угля для отопления, климатическая зона, расположение дома, утепление стен, количество окон и др.

Отзывы использующих отопление углём своих домов свидетельствуют, что, когда температура на улице выше нуля, у них в среднем в день сгорает 1 ведро угля. В мороз — 2–3 ведра, а в сильную стужу приходится отапливать дом 10-ю ведрами угля в сутки. Только нужно смотреть, уточняют они, чтобы это был хороший уголь, а не пустая порода и не пыль.

По опыту домовладельцев, для отопления дома 65 м² в Волгоградской области требуется 4 тонны угля для отопления дома. А хозяину дома площадью 200 м² на Среднем Урале, где морозы бывают ниже 30 градусов, приходится запасать на зиму целый «Камаз» антрацита.

Производя расчеты, сколько угля нужно для отопления дома, учитывайте, что самую низкую теплоотдачу имеет бурый уголь, а наиболее высокую — антрацит.

На предлагаемом видео вы сможете ознакомиться с методами использования твердотопливного котла в системе отопления.

В нынешнее время, когда на рынке энергоносителей главенствуют природный газ и нефтепродукты, отопление собственного коттеджа углём ни в коей мере не теряет актуальности. Надеемся, что после прочтения нашей статьи вы узнали, как устроить отопление в частном доме на угле. И теперь, обогатившись теоретическими знаниями, вы сможете приступить к воплощению их в реальность у себя дома.

Расход твердого топлива в твердотопливных бытовых котлах

Центральное и индивидуальное отопление для климатических условий Российской Федерации является обязательным и жизненно необходимым. В былые времена, а кое-где и сегодня, для этих целей использовались печи.

Однако в связи с тем, что технический прогресс на стоит на месте, практически везде их заменили на индивидуальные отопительные установки – газовые котлы .

В то же время, на сегодняшний день огромное количество нацеленных пунктов России не газифицировано и не планируется газифицировать. Поэтому жителям таких поселков, деревень и сел приходится искать альтернативу газовому отопительному оборудованию.

Оптимальным решением данного вопроса можно считать покупку и установку в загородном (дачном) доме или коттедже твердотопливного котла. Соответственно, потенциальных покупателей твердотопливных котлов интересует каким будет расход твердого топлива.

От этого зависят не только прямые затраты на отопление, но и площадь выделяемая под склад твердого топлива и транспортные расходы на его доставку.

Виды твердого топлива, используемые в современных твердотопливных котлах

  • Дрова.
  • Пеллеты. Достаточно новый вид твердого топлива известный еще как «биогранулы». Изготавливается методом экструзии из соломы, лузги подсолнечника, древесных опилок, торфа, скорлупы ореха и других «массовых» горючих материалов.
  • Каменный и бурый уголь.

Основное отличие указанных видов топлива – калорийность. От калорийности топлива зависит количество тепловой энергии, которая выделяется при сжигании единицы объема (массы) и соответственно нормы расхода твердого топлива необходимые для отопления единицы площади помещения.

В связи с этим необходимо знать, что при сжигании менее калорийного топлива, которое рекомендовано производителем оборудования, возможно существенное падение тепловой мощности – до 30% (при рекомендованной влажности) и еще больше при естественной влажности.

Например, если в эксплуатационной документации на котел в качестве основного топлива указан каменный уголь, то для того чтобы получить номинальную тепловую мощность (основной фактор при покупке котла) следует топить его каменным углем, а угольную пыль или мелкозернистую фракцию добавлять небольшими порциями на раскаленный слой.

Пеллеты могут быть изготовлены из соломы, древесных опилок, древесной пыли и других отходов. Их можно использовать в твердотопливных котлах любой конструкции, однако основное их предназначение – топливо для пеллетных котлов с автоматической бункерной загрузкой.

Расход дров в твердотопливном котле будет тем меньше, чем суше дрова. Рекомендованная влажность дров – не более 15-20%. От уровня влажности дров зависит не только тепловая мощность котла, но и срок его службы.

Другие факторы, влияющие на расход топлива

  • Климатические условия конкретной местности.
  • Материалы, из которых построены стены, перекрытие и крыша здания.
  • Деревянные окна или окна ПВХ.
  • Количество этажей.
  • Год постройки.
  • Роза ветров.

То есть факторы, от которых зависит коэффициент теплопередачи и тепловые потери через конструктивные элементы здания: стены, потолок, крышу, окна и входные двери.

Ориентировочный расчет популярных видов твердого топлива для отопления здания твердотопливными котлами

Исходные данные для расчета

  • Площадь отапливаемых помещений 1000 м2.
  • Высота потолка 2,5-3 метра.

Расчет расхода дров (дуб)

Для того чтобы поддерживать комфортную температуру во внутренних помещениях, потребуется затратить 100 кВт тепловой мощности в час. Средняя теплота сгорания 1 кг дров – 3,4 кВт/ч.

Соответственно для выработки 100 кВт/ч потребуется сжечь 30 кг дров или 360 кг в сутки (так как дрова не горят непрерывно, усреднено взята непрерывная работа котла в течение 12 часов в сутки, при условии, что твёрдотопливный котел оборудован системой автоматики). Далее обычная арифметика – по месяцу необходимо 10,8 тонны дров.

Расчет расхода пеллет

Средняя теплота сгорания 1 кг пеллет – 4,2 кВт/ч. Соответственно для выработки тех же 100 кВт/ч требуется 23,8 кг пеллет или 215 кг в сутки или 6,5 тонны в месяц. Усредненная работа котла принята в течение 8-9 часов в сутки при условии что это «пеллетный» котел.

Расчет расхода каменного угля (антрацит)

Средняя теплота сгорания каменного угля – 7,75 кВт/ч. Для выработки 100 кВт/ч требуется 13,35 угля или 160 кг в сутки или 4,8 тонны в месяц.

Какое твердое топливо принимать как «самое эффективное»?

Обычно, выбор основного топлива зависит от местности, в которой расположен дом. Если это лесистая местность, то, конечно же самым дешевым видом твердого топлива будут дрова и древесные отходы.

Если здание расположено в степной полосе – экономичнее использовать каменный уголь. Если же в вашей местности в равной доступности любые виды твердого топлива – в качестве основного топлива следует принимать самое калорийное.

Случайные материалы:

Твердотопливные котлы на угле – это не шаг во вчерашний день, а новые возможности

Проведение газификации в нашей стране еще не окончено, поэтому многие люди обогревают свои дома углем. Применение недорого угольного топлива больше не означает возврат в прошлое, поскольку сегодня твердотопливные котлы на угле просты в эксплуатации, выносливы и экологичны. Обогрев индивидуального жилого дома имеет свои нюансы.

Рис. 1 Перерождение тепла в накопленную энергию

Качества угля

Отапливать жилые помещения углем в наши дни безопасно, использование твердотопливных котлов значительно упростилось, поэтому уголь, как топливо, максимально востребован.

Потребительские свойства угля весьма привлекательны:

  • Огромная теплоотдача дает больше тепла на единицу площади.
  • Исключается зависимость от наличия газопровода и возможности подключения к нему.
  • Для хранения этого топлива не нужно сооружать особые герметичные емкости.
  • Каменный уголь не теряет своих потребительских свойств под воздействием воды.
  • Обустройство котельной с твердотопливным отопительным прибором не зависит от согласия специальных государственных органов.
  • Наличие удобной упаковки обеспечивает перевозку в любое место.

Категории угля

Имеющийся на реализации уголь для твердотопливных котлов классифицируется следующим образом:

  • Антрацит.
  • Длиннопламенный.
  • Длиннопламенный газовый.

По размеру кусков топливо делится на:

  • Крупный или «кулак» 50-100 миллиметров.
  • Средний или «орех» 25-50 миллиметров.
  • Мелкий или «семечко» 10-25 миллиметров.

Все сорта угля, пригодного для отопления, обладают разной теплоотдачей и оставляют после сгорания разное количество отходов. Длиннопламенный и газовый уголь при горении образуют печной газ и дым в больших количествах. Антрацит сгорает без дыма, оставляет минимальное количество золы.

Рис. 2 Антрацит – лидер среди марок угля

Лучшим углем для отопления частных домов является антрацит средний, его расход минимален, поэтому цена почти вдвое выше стоимости остальных сортов.

Виды отопительных приборов

  • Печи. Мощность печи позволяет обогреть несколько комнат. Модернизировать ее можно, снабдив теплообменником для водяного отопления. Опасна печь высокой вероятностью отравления угарным газом.
  • Твердотопливные котлы. Их конструкция проста, но эффективна. Теплообменник из чугуна и массивная колосниковая решетка не подвержены прогоранию и коррозии. Простейшие котлы можно успешно эксплуатировать десятилетиями. Однако, у самых современных моделей котлов производительность и теплоотдача значительно выше по сравнению со старыми образцами, расход топлива более экономичен.

Все твердотопливные конструкции функционируют аналогично:

  • После розжига огня в топке, в дымоходе появляется тяга, воздух поступает в топливную камеру.
  • Уголь разлагается в процессе горения.
  • Газы, образовавшиеся в процессе горения, соединяются с поступающим внутрь воздухом и полностью выгорают. Для их применения как вторичного топлива котлы оснащаются специфическими топками с двумя камерами. В первой камере сгорает уголь при огромной температуре и отсутствии кислорода, при этом вырабатывается особый пиролизный газ. Во второй камере имеется горелка, через которую пропускается этот самый газ. Сгорая, он передает тепло теплообменнику.
  • Газы, передав свой жар теплоносителю, уходят посредством дымохода.

В зависимости от модификации теплообменник может быть в форме:

  • Скрученной в спираль трубы.
  • Скрепленных параллельно труб, за счет которых расширяется площадь поглощения тепла.
  • Водяного контура, окружающего топку. Как правило, стенки у топки двойные, между ними циркулирует теплоноситель.

После воспламенения топлива активизируется система автоматической загрузки угля из бункера, который бывает отдельно стоящий либо встроенный. Отопительный прибор обустроен особым транспортером, сводящим к нулю риск попадания огня в бункер и воспламенения всего запаса топлива. Топка котла весьма герметична, обустроена системой вентиляции, корректирующей силу горения угля и степень нагрева.

Зола и пепел оседают через дно топки, оборудованное в виде чугунной решетки, в нижней части отопительного прибора, именуемой зольником. За время эксплуатации угольных котлов изменился не только их внешний вид, но и технические характеристики, способ сжигания, расход топлива.

Современные котлы требуют расхода гораздо меньшего количества угля по сравнению с аналогичными старым моделями.

В наши дни хозяину дома не нужно несколько раз в сутки засыпать уголь в топку котла или вычищать образовавшийся шлак. Поскольку котел оснащен большой камерой горения, в которую можно засыпать сразу большое количество угля, и он будет гореть на протяжении 10-12 часов. Принудительная подача воздуха обеспечивает максимальное выгорание топлива, что позволяет снизить расход угля на обогрев помещения.

Рис. 3 Просторный бункер для загрузки угля

Уголь из бункера в твердотопливный котел поступает автоматически, размеры этого бункера рассчитаны на непрерывное горение угля на протяжении недели. Очищать котел от шлаков необходимо пару раз в месяц.

Для розжига угольного котла используют дрова либо специальную горючую смесь, после чего мелкими порциями добавляют некрупный уголь. Когда котел раскочегарится, можно загружать большое количество антрацита. Для розжига категорически запрещается использовать бензин.

Современный твердотопливный котел зависим от бесперебойной подачи электроэнергии, поскольку вся его автоматика работает на электричестве. В случае отключения электроэнергии не будет автоматически загружаться уголь в топку, не будет работать насос, вода перестанет циркулировать через теплообменник. Однако, котел не выйдет из строя, он просто будет функционировать в слабом режиме.

Техническое обслуживание твердотопливного котла

Профилактика и техническое обслуживание твердотопливного котла включают в себя очищение теплообменника и дымоходов. На их стенках накапливается сажа, что способствует уменьшению эффективности работы котла минимум на 15%. Старое оборудование необходимо чистить 2-3 раза за сезон, современные котлы в среднем 1 раз в 2 года.

Для того чтобы было удобно обслуживать котел, его необходимо установить в доступном месте.

Как рассчитать мощность отопительного прибора на угле

От мощности котла напрямую зависит расход угля на обогрев дома. При расчете требуемой мощности следует учесть площадь помещения, климатические особенности. Для ее определения можно воспользоваться помощью специалиста, специальной программой либо таким правилом: для обогрева 100 квадратных метров дома нужно 10 кВт теплоэнергии в час.

То есть, для отопления дома площадью 200 квадратных метров с гаражом потребуется котел мощностью 40 кВт. При малой мощности отопительного прибора в доме будет холодно и не комфортно, при избыточной – произойдет чрезмерный расход угля.

Как определить количество угля на период отопления

По техническим нормам для выработки 10 кВт теплоэнергии идет в расход 2 килограмма угля. Но абсолютно точно рассчитать расход топлива невозможно. Возникают погрешности из-за ряда причин: качества угля, специфики модели котла, сноровки истопника, климатических особенностей, нахождения дома относительно частей света, числа окон и дверей, качества утепления помещений.

При проведении подсчетов следует иметь в виду, что антрацит имеет самую высокую теплоотдачу, а уголь бурый самую низкую.

Источники: http://strojdvor.ru/otoplenie/otoplenie-v-dome/otoplenie-sovremennogo-doma-uglyom-eto-ne-vozvrat-v-pozaproshlyj-vek-a-novye-kriterii-udobstva/, http://pro-teplo.info/tverdotoplivnye-kotly/raskhod-tverdogo-topliva-v-tverdotoplivnykh-bytovykh-kotlakh.html, http://kotlomaniya.ru/tverdotoplivnye/tverdotoplivnyj-kotel-na-ugle.html

Сколько угля закупать для отопления частного дома? Какие сорта?

Начнём с того, что дома бывают разные по площади и по стройматериалам.

Приведу в пример свой дом.

Примерно 90 кв. метров площадь.

У нас за зиму на отопление расходуется 2. 5 — 3.5 тонн угля.

Покупаем тонну ореха (антрацит) и две тонны семечки.

Конечно нужны дрова для растопки. Потом засыпаем орех — он быстрей разгорается и даёт быстро температуру, а после топим семечкой — она горит дольше, просто уже поддерживает нужную температуру.

Как экономить уголь. Это очень важно. Во-первых, у нас тёплый дом. Снаружи кирпич, а основное — это шлак, перегоревший уголь с бетонным раствором. Этот материал хорошо держит тепло. И толщина стен около 45 см. Также утеплено всё, что можно. Все щели заделаны, окна утеплены. На чердаке тоже шлак и специальный утеплитель. Отопление водяное — батареи отопления в каждой комнате и в ванной. Но всё же мы сложили грубу — тёплая стена. Это очень помогает сохранить температуру. Эта груба весь день тёплая даже если не топить печку.

Ещё одно средство экономии. Когда мы выбираем перегоревший уголь, мы его не выбрасываем (так делают многие), а просеиваем через решето золу, пепел, а то, что остаётся в решете идёт снова в печку. Особенно, когда хороший ветер на дворе, горит замечательно.

Также должны быть задвижки, которыми можно регулировать тягу, а соответственно и скорость сгорания угля, и температуру в помещениях. Если нет задвижки, то при сильной тяге уголь быстро сгорит, в доме будет жарко (что совсем не нужно) а после всё быстро остынет.

К примеру, соседи, имея дом такой же площади, используют 6-7 тонн угля в сезон. Но у них стены из бетонных блоков (холодные), задвижек и грубы в доме нет.

Свёкр использует в сезон полторы-две тонны угля. Дом там меньше. Прим. 65 метров кв.

Приблизительно столько же угля используют знакомые, живущие в квартирах. Посёлок у нас не газифицирован и многие сделали индивидуальное отопление, установили котлы. Полторы-две тонны хватает на 2-3хкомнатную квартиру.

Конечно же нужно учитывать и фактор погоды — морозная зима или тёплая. Соответственно, в холодную зиму расход несколько увеличивается. Но, как видите, всегда можно это оптимизировать.

Сколько дров и угля потребуется, как экономить

Существуют онлайн-калькуляторы для определения количества дров и угля на месяц или на отопительный сезон. Но насколько они точные?, по каким формулам работают, кто, как, и зачем их создал…?

Гораздо надежней вычислить расход дров самостоятельно, тем более, что расчет быстрый «в три действия». Для вычисления сложнее подготовить правильные исходные данные. От принятых  исходных данных зависит и вся точность этого вычисления….

 

Сколько дом потеряет тепла и как соблюсти точность

Сколько дом расходует тепла? – расчет количества дров или угля базируется на этом значении. Но чтобы вычислить теплопотери здания на научной основе потребуется научно–исследовательская организация, услуги которой слишком дороги. Учитывается, в том числе, обдуваемость ветром, солнцеотражение и затененность, но больше всего влияние оказывает вентиляция в самом здании и прямые теплопотери через ограждающие конструкции, которые в свою очередь могут быть многослойными с разной влажностью, с воздушными карманами…

Но дело в том, что большая точность в теплопотерях при определении расхода дров и ни к чему. Ведь другие исходные данные будут приниматься по опыту. К тому же, если купить излишние пару сотен килограмм дров, то катастрофы не произойдет, пригодятся на следующий сезон.

Поэтому все и везде пользуются исходными данными достаточно приближенными к точным научным значениям и этого вполне достаточно. Теплопотери следующие, кВт/ 10 м кв.:

  • для «нормально утепленного» здания в 30 самых холодных дней – 1 кВт на 10 м кв.
  • для дома утепленного по нормативам «отлично» – 0,7;
  • для удовлетворительного утепления – 1,3;
  • при отсутствии утепления – 1,8;
  • если еще есть сквозняки, старые рамы… – 2,2 – и больше

Какие еще исходные данные потребуются?

  • теплотворность топлива, кВт/час,
  • КПД котла,
  • длительность отопительного сезона и коэффициент для холодных и теплых регионов, коэффициент уменьшения расхода топлива в более теплые месяцы, коэффициент экономии.

 

Теплотворность дерева и угля

Теплотворность дерева сухого, (20% влажности и меньше), которое пролежало не менее года под навесом – 4,0 кВт/кг. Но мокрой свежесрубленной древесины (50 — 60 % влаги), значительно меньше – на 42% — всего 2,3 кВт/кг. Именно это значение диктует подготовку дров к сжиганию, в которую входит два процесса.

  • Сушка под навесом в течении года, возможно на складе, а возможно и дома.
  • Подсушивание при повышенной температуре (желательно) в котельной в течении 7 – 10 дней небольшой порции дров, что позволяет экономить на теплотворности порядка 10% топлива.

С углем попроще, влажность влияет мало, зато появляется марка, зольность, наличие штыба. Энергетические угли антрациты, полуантрациты, тощие, без породы, сухие и без штыба, горят хорошо, теплотворность можно принимать табличную – от 7,5 до 9,0 кВт/кг.

 

КПД котла

КПД нормального твердотопливного котла принимайте как 75%, а для «ненормального», какого-нибудь пиролизного на большую закладку дров, где рекламщики пророчат 85%, — не более 70% или меньше, так как будет перерасход топлива из-за общего закоксования подоблных агрегатов и вследствие несоответствия их энергоотдачи потребностям дома в переходные сезоны – перерасход. Наиболее же экономичными являются или простые котлы с буферной емкостью, когда можно топить с максимальным расходом воздуха, или автоматизированные, сжигающие малые порции топлива, но также в оптимальном режиме с разумными максимумом воздуха и минимумом СО и сажи. В таких случаях можно принять и 80%.

 

Сколько дней топить в году и как интенсивно

Расход дров и угля будет зависеть от того насколько холодно зимой и какая продолжительность отопительного периода.

В каждом регионе установлена своя официальная продолжительность отопительного сезона, когда температура не выше +8 град С.

Продолжительность сезона холодов и уровень холода выражаются в градусо-сутках отопительного периода, Именно это значение  нужно перекрыть энергией от топлива, т.е.  количеством топлива.

Приведены выборочно, для примера, продолжительность отопления в днях и градусо-сутки по регионам.

  • Москва – 214, 4920
  • Новосибирск – 230, 6601
  • Чита – 242, 7599
  • Ростов – 171, 3523

Как видим, в Ростове и Новосибирске, исходя из градусо-суток, потребуется чуть ли не вдвое разное количество дров. Но нужно учитывать, что в холодных регионах утепленность зданий должна быть лучшей. Теплопотери домов в теплых и холодных регионах конечно одинаковыми не будут, но разницу уменьшают с с помощью утепления значительно. Поэтому усреднено принято стандартные теплопотери умножать на продолжительность отопления и на коэффициент региона. Для средней полосы он 1,0, холодных районов — 1,3, теплых – 0,7, слишком холодных — 1,6….

 

Какая температура в доме и как экономить

Но даже в одном регионе, одинаковые дома по желанию проживающих могут отапливаться с расходом дров отличающимся в 3 (три) раза.

Например.

  • В одном случае подтапливать стали как чуть похолодало, в другом – ждут настоящих холодов.
  • В одном доме топят так, чтобы было жарковато — +26 — +30 град, в другом пользуются прохладой — +20 — +22 град.
  • Нагревают все комнаты без разбора,  или отключили комнаты, которые мало используются вовсе.
  • Кочегарят круглые сутки, или пользуются временным программированием – топят только вечером, на ночь, а утром и днем, когда никого нет – холод…

 

Расчет расхода дров

Для примера посчитаем количество дров и угля в доме 100 м кв в средней полосе.

Расход дров в самые холодные сутки считаем так – умножаем теплопотери в киловаттах на 24 часа и делим на теплотворность топлива и коэффициент котла (КПД котла/100) – d=10х24/4×0,75= 80 кг — максимальный пиковый суточный расход древесины, чтобы перекрыть все теплопотери.

Тогда за целый самый холодный месяц – соответственно 30х80=2,400 кг. Но, на практике, конечно, обычно меньше, вступает в дело коэффициент экономии-холода, так как хозяева часто под «похолодало», смиряются с некоторой прохладой и не нагружают отопление по максимуму, тогда применяют 0,75, —  расход дров не более, 1,8 т за 30 самых холодных дней.

За весь же отопительный сезон, с учетом теплой погоды межсезонья, принимаются половинные теплопотери, которые умножаются на количество дней отопительного сезона (можно взять из таблицы) D = 200х80/2 = 8,0 тонн. Обычно коэффициент экономии не более 0,8, тогда, — 6,4 тонны.

Доставку обычно делают грузовиками, считают в кубометрах. Если цельные поленья 0,33 метра, то соответственно понадобится 13 кубов, а если мелконаколотые —  16,5 м куб.

Но, как показывает практика, хозяева умудряются экономить больше, и для 100 м кв «нехолодного» дома втискиваются в 12 куб мелких дров, а в хорошо-утепленном и вовсе — 10 м куб. за сезон. Но это не может быть рекомендацией, лучше в первый раз взять с запасом — кубов 18 — полежат под навесом, суше будут.

Для угля насыпная плотность принимается 1,0 тонны/м куб. Исходя из теплотворности 3 тонны в хорошо утепленном доме при экономии бывает достаточно, но обычно заказывают не менее 5,0 тонн — уголь не пропадает со временем.

В кузове «Газона» до 7,5 м куб мелких дров в навалку, или примерно 2,7 тонны, если древесина сухая

Продолжительность отопительного сезона в разных городах, ТАБЛИЦА — градусо-сутки отопительного сезона, температура средняя за период отопления

 

Город Температура наружного воздуха в холодный период года, град.C Продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха не более +8oC, сутки Средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха не более +8oC, град. C градусо-сутки отопительного периода при tвн=20oC
РОССИЯ
Абакан -40 225 -9.7 6683
Анадырь 311 -10.5 9486
Архангельск -31 253 -4.4 6173
Астрахань -23 167 -1.2 3540
Барнаул -39 221 -7.7 6122
Белгород 191 -1.9 4183
Благовещенск -34 218 -10.6 6671
Брянск -28 205 -2.3 4572
Владивосток -24 196 -3.9 4684
Владикавказ 8 174 0. 4 3410
Владимир -28 213 -3.5 5006
Волгоград -25 178 -2.2 3952
Вологда -31 231 -4.1 5567
Воронеж -26 196 -3.1 4528
Вятка 231 -5.4 5867
Грозный -18 160 0.9 3056
Екатеринбург -35 230 -6 5980
Ижевск 222 -5.6 5683
Иркутск -37 240 -8.5 6840
Казань -32 215 -5.2 5418
Калининград -18 193 1. 1 3648
Калуга -27 210 -2.9 4809
Кемерово -39 231 -8.3 6537
Кострома -31 222 -3.9 5306
Краснодар -19 149 2 2682
Красноярск -40 234 -7.1 6341
Курган -37 216 -7.7 5983
Курск -26 198 -2.4 4435
Липецк -27 202 -3.4 4727
Магадан 288 -7.1 7805
Майкоп 148 2.3 2620
Махачкала -4 148 2. 7 2560
Москва -26 214 -3.1 4943
Мурманск -27 275 -3.2 6380
Нальчик 168 0.6 3259
Нарьян-Мар -37 290 -7.2 7888
Нижний Новгород -30 215 -4.1 5182
Новгород -27 221 -2.3 4928
Новосибирск -39 230 -8.7 6601
Омск -37 221 -8.4 6276
Оренбург -31 202 -6.3 5313
Орел -26 205 -2. 7 4654
Пенза -29 207 -4.5 5072
Пермь -35 229 -5.9 5931
Петрозаводск -29 240 -3.1 5544
Петропавловск-Камчатский -20 259 1.6 4766
Псков -28 212 -1.6 4579
Ростов-на-Дону -22 171 -0.6 3523
Рязань -27 208 -3.5 4888
Самара -30 203 -5.2 5116
Санкт-Петербург -26 220 -1.8 4796
Саратов -27 196 -4.3 4763
Смоленск -26 215 -2. 4 4816
Ставрополь 168 0.9 3209
Сыктывкар -36 245 -5.8 6321
Тамбов -28 201 -3.7 4764
Томск -40 236 -8.4 6702
Тула -27 207 -3 4761
Тюмень -37 225 -7.2 6120
Улан-Удэ -37 237 -10.4 7205
Ульяновск -31 212 -5.4 5385
Уфа -35 213 -5.9 5517
Хабаровск -31 221 -9.3 6475
Чебоксары -32 217 -4. 9 5403
Челябинск -34 218 -6.5 5777
Черкесск 169 0.6 3279
Чита -38 242 -11.4 7599
Элиста 173 -1.2 3668
Южно-Сахалинск 230 -4.3 5589
Якутск -55 256 -20.6 10394
Ярославль -31 221 -4 5304

 

Город Температура наружного воздуха в холодный период года, град.C Продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха не более +8oC, сутки Средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха не более +8oC, град. C градусо-сутки отопительного периода при tвн=20oC
УКРАИНА
Винница -21 180 -0.7 3726
Днепропетровск -23 172 -0.6 3543
Донецк 176 -0.9 3678
Житомир 182 -0.8 3786
Запорожье -22 166 0.3 3270
Ивано-Франковск 178 0 3560
Киев -22 176 -0.6 3626
Кировоград -22 175 -0.7 3623
Луганск -25 172 -0. 8 3578
Луцк 179 -0.1 3598
Львов -19 179 0 3580
Николаев -20 160 0.9 3056
Одесса -18 158 1.7 2891
Полтава -23 177 -1.3 3770
Ровно -21 181 -0.5 3711
Симферополь -16 153 2.6 2662
Сумы 185 -1.9 4052
Тернополь -21 183 -0.7 3788
Ужгород -18 154 1.5 2849
Умань -22 178 -0. 6 3667
Харьков -23 179 -1.5 3849
Херсон -19 163 1 3097
Хмельницкий 181 -0.5 3711
Чернигов -23 185 -1.4 3959
Черновцы 173 0 3460

 

Город Температура наружного воздуха в холодный период года, град.C Продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха не более +8oC, сутки Средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха не более +8oC, град.C градусо-сутки отопительного периода при tвн=20oC
БЕЛАРУСЬ
Брест -20 186 0. 1 3701
Витебск -26 207 -2.1 4575
Гомель 194 -1.6 4190
Гродно 194 -0.5 3977
Минск -25 202 -1.6 4363
Могилев 204 -1.9 4468
Полоцк -26 207 -1.8 4513

 

Город Температура наружного воздуха в холодный период года, град.C Продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха не более +8oC, сутки Средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха не более +8oC, град. C градусо-сутки отопительного периода при tвн=20oC
КАЗАХСТАН
Актюбинск -31 200 -6.8 5360
Алматы -25 168 -1.6 3629
Астана 215 -8.1 6042
Атырау 177 -3.4 4142
Балхаш 189 -6.5 5009
Джамбул -26 162 -0.7 3353
Караганда -32 208 -7 5616
Кзыл-Орда -24 175 -4.3 4253
Кокчетав -36 215 -7. 5 5913
Кустанай -35 212 -8.1 5957
Павлодар -37 206 -8.7 5912
Петропавловск -36 218 -8.6 6235
Семипалатинск -38 203 -7.8 5643
Талды-Курган -30 174 -3.7 4124
Тургай -32 194 -7.8 5393
Уральск -31 198 -5.9 5128
Усть-Каменогорск -39 204 -7.8 5671
Форт-Шевченко -15 157 0.9 2999
Чимкент 143 1.5 2646

 

Как выбрать уголь для отопления, его характеристики и виды

Многие твердотопливные котлы работают с любым топливом, но не все. Именно поэтому прежде чем покупать уголь, нужно точно знать какое топливо подходит вашему котлу. Для этого нужно просто посмотреть в его паспорт, где производители обязательно указывают, на каком топливе может работать котел. В том случае если паспорта нет, можно взять несколько видов угля и поочередно сжигать его в котле. Засыпать нужно одинаковое количество угля. Во время горения нужно оценивать следующие параметры: как долго горит уголь, какую максимальную температуру он дает, а также остаток золы. Виды угля отличаются друг от друга своим составом. Для создания каждого вида используют разные составляющие, от которых зависит область использования угля. Хранить уголь можно в специальных помещениях, которые можно сделать своими руками или сварить с помощью сварочного инвертора Pico 162.

Для того чтобы подобрать для своего котла идеальный уголь, нужно ознакомиться с его основными свойствами:
• Калорийность или температура сгорания.
Данные показатели определяют, какое количество тепла дает уголь. Для отопления домов, чаще всего используют бурые угли, так как температура, которую они выдают, считается наименьшей. Антрациты и коксующие угли чаще всего применяют на производствах, так как они дают самые высокие показатели тепла.
• Зольность.
Одним из основных показателей качества угля считается зольность. Чем выше зольность, тем меньше тепла будет давать уголь. Процент зольности зависит от количества примесей в топливе, которые не сгорают. Кроме того, что они снижают температуру тепла, их постоянно нужно убирать из печи.
• Влажность.

Бывает два вида влажности поверхностная и внутренняя. От поверхностной влаги можно избавиться с помощью проветривания. Внутренняя исчезает лишь вовремя горения. Поэтому чем выше будет влажность, тем ниже будет температура.

Каждому котлу подходит свой уголь, поэтому сказать какой вид лучше нельзя. Именно поэтому если в паспорте написано, какое топливо нужно использовать, не нужно искать ему замену. При выборе угля обращайте внимание на его характеристики.

Как узнать сколько нужно топлива на зиму? Необходимое количество угля зависит от нескольких параметров:
• От размера дома и от материала, из которого он сделан.
• От установки окон и дверей.
• от марки котла и вида угля.
• От погодных условий.

Все выше перечисленные пункты очень важны, так как именно от них зависит, будет ли тепло в доме зимой или нет. Люди, которые не могут приобретать необходимое количество угля, могут воспользоваться угольными брикетами. Они хорошо дают тепло, горят практически без дыма, а зольность у них даже ниже чем у угля. С их помощью можно хорошо отапливать дом и немного экономить.

Другие новости:

во сколько обходится отопление дома зимой?

В зимний сезон большинство глав семей Узбекистана задумываются, как уберечь свою семью, сохранить здоровье близких до тёплых дней весны. Однако, отопление дома обходится недёшево.

Подавляющее большинство жителей Узбекистана до сих пор отапливают дома не природным газом, а углем и дровами.

Корреспондент Kun.uz ознакомился с ценами на рынках угля и дров Андижанской области, и изучил, сколько средств затрачивают люди на отопление жилья в зимние холода.

На рынке угля и дров

Мы побывали на угольных рынках, расположенных по улице Найман города Андижана и в кишлаке Куштепа Алтынкульского района, дабы узнать цены на топливную продукцию.

На этих рынках предприниматели продают угольную продукцию, поставляемую из соседних Казахстана и Кыргызстана. Цена одного килограмма угля колеблется от 800-1200 сумов, в зависимости от качества и размера.

Продавцы рынка показали нам, как горит в печах дешёвый уголь, который вспыхивает и быстро сгорает, и, для сравнения, дорогой уголь, жар от которого держится подольше.

«Мы не продаём узбекистанский уголь. Потому что наш уголь в основном распределяется государством, МСГ. Поставляем продукцию из соседних Кыргызстана и Казахстана. Наладили услугу по доставке угля на дом по желанию покупателя» — рассказывают предприниматели.

Дровяной рынок находится на территории «Нового рынка» города Андижана. По словам продавцов, в прошлом году дрова были дешевле. Сейчас цена готовых наколотых дров абрикосового дерева, помещающихся в автомобиль «Labo», составляет 400 тысяч сумов, а мешок с дровами – 15-20 тысяч сумов.

По словам продавцов, дрова дорогие, потому что их привозят из Ташкента, да ещё их нужно колоть.

«Всё заработанное летом тратим зимой»

Узнав цены на угольную и дровяную продукцию для отопления жилья, мы поинтересовались, сколько топлива используется для отопления дома.

В доме Дадахона Азамова из кишлака Насриддинобод Балыкчинского района проживают три семьи, 15 человек. Три комнаты дома отапливаются печью.

«Основная проблема для сельского населения зимой – это как уберечь свою семью, чтобы все остались здоровыми до весны. У нас в махалле нет природного газа, отапливаем дома в основном, углём и дровами.

В печке одной комнаты сжигаем 15 кг угля в день. Если посчитать, что уголь стоит тысячу сумов за килограмм, в день получается 15 тысяч сумов. За десять дней расходуется 150 тысяч, в месяц – 450 тысяч сумов.

Одной машины дров за 400 тысяч хватает на два месяца. Если прибавить ещё и дрова, то для отопления одной комнаты в месяц уходит 650 тысяч сумов.

Учитывая, что у нас в доме три печки, общая сумма составляет 1 млн 950 тысяч сумов.

У нас в домах печи горят с середины ноября до середины марта. На отопление дома в осенне-зимний сезон тратим около 8 млн сумов.

Если покупать дешёвый уголь в махалле – это лишняя головная боль. В любое время уголь там купить нельзя. Качество тоже плохое. Когда в махаллю привозят дешёвый уголь, там нередко разгораются скандалы. Лучше купить на рынке подороже» — говорит хозяин дома.

«Если вдруг приходят гости, их негде принимать»

Дадахон Азамов добавил, что в доме, отапливаемом углем и дровами, почернели все стены, поэтому нужен ремонт. А на ремонт, естественно, тоже необходимы средства.

«В кишлаках проблема с работой. Люди в основном живут возделыванием земли, или едут на заработки за границу. Многие не в состоянии тратить 1-2 млн сумов в месяц на отопление дома.

У узбеков бытует старинная поговорка: «Зимний очаг небольшой, отправляйся к себе домой». Три месяца целой семье приходится ютиться в одной комнате. А если вдруг приходят гости, их негде принимать.

Мы тоже хотим пользоваться газовым отоплением, тёплыми полами, кондиционерами. Но свет постоянно отключают, поэтому устанавливать их бесполезно. Жители отдалённых районов живут в ожидании решения этих проблем.

Элмурод Эрматов,
Джахонгир Махмудов

перевод: Вадим Султанов,
Анастасия Ткачёв

Ископаемое топливо Энергия зимнего сезона

Сезон отпусков наполнен большим количеством тепла и света не только из-за радости и щедрости, которые приносит сезон, но и из-за начала более темных и холодных дней, которые требуют значительно больше тепло и электричество, чтобы дома оставались теплыми и освещенными.

Хотя зима только началась, многие американцы уже почувствовали мороз, вызванный недавними зимними бурями. После Дня Благодарения Северо-Восток, Средний Запад, Средняя Атлантика, Юг, Скалистые горы и Великие равнины испытали сильные зимние штормы, принесшие низкие температуры и перебои с подачей электроэнергии.

Декабрь приносит не только зимние бури, но и сезон отпусков, в результате чего американцы потребляют больше энергии. Отопление наших домов, украшение праздничными огнями, приготовление больших блюд — все это может вызвать всплески энергопотребления в жилых помещениях.

Этот повышенный спрос требует стабильного и надежного энергоснабжения, и ископаемое топливо играет важную роль в удовлетворении этого спроса. Фактически, почти половина всех домохозяйств в США использует природный газ для отопления своих домов, еще 5 процентов домохозяйств используют домашнее печное топливо, а 5 процентов домов используют пропан.

Электроэнергия обеспечивает еще 40 процентов отопления домов, а ископаемое топливо является основным источником топлива для производства электроэнергии. Например, в 2017 году ископаемое топливо было одним из наиболее часто используемых источников для производства электроэнергии в 35 штатах. В 18 из этих штатов уголь обеспечивал наибольшую долю топлива для производства электроэнергии.

Потребность в большем количестве тепла и электроэнергии может создать нагрузку на электросеть, особенно во время экстремальных погодных явлений. Но ископаемое топливо обеспечивает стабильный источник выработки электроэнергии для поддержания работоспособности энергосистемы. И если сильные ураганы прервут доставку топлива для отопления домов, у Министерства энергетики есть программы, которые помогут.

Например, в Управлении запасов нефти Управления ископаемой энергии находится Северо-восточный домашний запас мазута (NEHHOR). NEHHOR — это запас дизельного топлива объемом 1 миллион баррелей, который служит дополнительным запасом мазута для домов и предприятий на северо-востоке США в случае перебоев с поставками. Поскольку большинство домов, в которых используется печное топливо, расположено на северо-востоке США, NEHHOR обеспечивает этих жильцов резервным запасом печного топлива, которое может быть использовано при определенных условиях.

Чтобы узнать больше о том, как ископаемое топливо помогает питать американские дома и предприятия во время праздников и в течение зимнего сезона, посетите веб-сайт Office of Fossil Energy.

Китай отказывается от угля для отопления миллионов домов этой зимой — кварц бороться с его смертельным загрязнением.

Согласно сообщению Reuters, этой зимой около 4 миллионов домов начнут пользоваться газом.

В понедельник (2 октября) Тайюань, столица китайской угольной провинции Шаньси, заявила, что запретит продажу, транспортировку и сжигание угля частными лицами и компаниями. Запрет может сократить использование угля на 2 миллиона метрических тонн (2,2 миллиона тонн), или около 90% от общего потребления в городе с населением более 3 миллионов человек. Вместо этого этой зимой город будет обогревать около 134 000 домохозяйств возобновляемой энергией или природным газом.

Аналогичные изменения произойдут во многих домохозяйствах в ряде городов северного Китая, на которые распространяется политика Китая по реке Хуай, которая с 1950-х годов предоставляет субсидируемый уголь для отопления помещений домов к северу от реки Хуай, где температура опускается намного ниже нуля. .Страна сжигает около 300 миллионов метрических тонн (ссылка на китайском языке) (330 миллионов тонн) угля для отопления каждый год, сказал в этом году Бай Ронгчунь, бывший чиновник Национального управления энергетики Китая (NEA). По данным Национального бюро статистики Китая, это составляет около 7 % (ссылка на китайском языке) от годового потребления угля.

Массовое использование угля стало одной из главных причин загрязнения воздуха зимой в Китае, похожего на «аэропокалипсис». Уголь является самым грязным из ископаемых видов топлива, производя наименьшее количество энергии и наибольшее количество загрязняющих веществ (например, конкретных веществ) на килограмм.В сентябре исследователи обнаружили, что политика зимнего отопления сократила продолжительность жизни людей более чем на три года из-за сердечно-легочных заболеваний, таких как рак легких, по сравнению с жителями южных городов.

В марте министерство окружающей среды Китая выбрало Пекин, Тяньцзинь и города в провинции Хэбэй — одни из самых загрязненных в стране — для начала перехода на более чистое отопление. Министерству потребовалось от 50 000 до 100 000 домохозяйств (ссылка на китайском языке) в 28 городах для замены угольных систем отопления к концу октября. Вчера (3 октября) NEA и комиссия Китая по развитию и реформам заявили, что страна хочет использовать больше геотермальной энергии, чтобы к 2020 году довести долю угля в своем энергетическом балансе до менее 58% по сравнению с нынешними 62%.

Китай также начал вдвое сокращать производство стали в крупных центрах производства стали и попросил производителей сократить на одну треть (платный доступ) производство коксующегося угля.

Еще неизвестно, сработает ли замена энергии. В 2013 году более 44 000 домохозяйств (ссылка на китайском языке) в центре Пекина перешли на газ и электричество.Но в конце декабря и начале января в городе по-прежнему наблюдается сильное загрязнение воздуха, от которого задыхается 21 миллион жителей города.

Некоторые выразили обеспокоенность по поводу того, как ограничения на уголь повлияют на северо-восточные промышленные районы Китая в периоды пикового спроса. В августе две шахты во Внутренней Монголии, принадлежащие китайской Shenhua Energy, крупнейшей государственной угледобывающей компании страны, приостановили работу. Huadian Energy, которая закупает уголь для зимнего отопления у Shenhua, заявила (ссылка на китайском языке), что сокращение производства повлияет на зимнее отопление и безопасность.Энергетическая компания обеспечивает зимнее отопление домов и заводов на площади более 100 квадратных километров (почти 40 квадратных миль).

Новости Долины — До сих пор есть дома, которые отапливаются углем. Да, уголь

КОНКОРД — Уголь, когда-то преобладавший вид топлива для отопления зданий и развития промышленности в Новой Англии, почти полностью исчез из поля зрения. Джули Кинни может указать на один остаток, который, как она хотела бы, исчезнет вместе с ним.

«Сейчас у нас есть куча пепла. В какой-то момент нам придется поговорить с тем, кто сюда переедет, как от этого избавиться», — сказал Кинни.

В течение многих лет Кинни из Дерри, штат Нью-Хэмпшир, был частью небольшого сегмента жителей Нью-Гэмпшира — маленьких и становящихся меньше — , которые отапливают свои дома углем, сжигаемым в небольших печах или котлах. В 2005 году она выбрала угольную печь по той же причине, по которой она подпитывала промышленную революцию и отапливала большинство американских домов во время Второй мировой войны: это мощная штука, содержащая больше энергии, чем что-либо по эту сторону урана.

«БТЕ невероятные», — сказал Кинни, используя аббревиатуру британской тепловой единицы, единицы измерения выходной энергии.«Я могу обогревать свой дом всю зиму примерно за 1000 долларов и ходить в трусиках, если захочу».

Просто спросите Harris Energy в Литтлтоне, штат Нью-Хэмпшир, которая поставляет уголь для отопления примерно 250 клиентам в Нью-Гемпшире и Вермонте, некоторые из которых находятся на расстоянии до 100 миль.

«Они очень рады, что у них есть это из-за количества тепла, которое они выделяют», — сказал владелец Кэрролл Лукас. «Они говорят: «Это немного больше работы, но я держу свой дом на 75 вместо 65».

Но у угля есть серьезная слабость: это грязная штука. Сжигание угля в энергетике и промышленности является основным источником парниковых газов, которые искажают климат, и загрязнение становится все ближе, о чем свидетельствует куча пепла Кинни. При сжигании угольных гранул остается от 20% до 30% их веса в виде золы, что как минимум в 10 раз больше, чем при сжигании древесных гранул.

«Когда вы вытряхиваете ведро для золы, вы думаете: «О боже, я не должен был вытирать пыль», — сказал Кинни. Это ее последняя зима с углем; она собирается переключиться на пропан.

Когда-то широко распространенный

Уголь когда-то был основным источником отопления домов в Нью-Гэмпшире. По данным переписи населения США, еще в 1940 году им пользовались 34,8% домов штата. Домашнее использование угля было так же распространено на большей части территории США, не говоря уже о за границей: лондонские дома сжигали столько угля, что создавали печально известный «лондонский туман», пока Великий смог 1952 года не убил сотни людей и не привел к принятию в этой стране законов о чистом воздухе. .

В Нью-Гемпшире нефть и электричество, а затем природный газ вытеснили уголь.По оценкам государственных чиновников, около 611 домов в Нью-Гэмпшире отапливаются в основном углем, что составляет около одной девятой процента всех домов в штате.

Уголь в Нью-Хэмпшире теперь связан со станцией Мерримак в Боу, которая сжигает тысячи тонн угля как последняя угольная электростанция в Новой Англии. Меньшее количество компаний даже производит печи — Vermont Castings, например, несколько лет назад отказалась от своей модели — и лишь немногие магазины продают их.

«Спрос был очень ограниченным», — сказал Пол Барлетт, торговый представитель с 1979 года в Stove Shoppe в Виндхэме, Северная Каролина.Х., почему несколько лет назад перестали продавать угольные печи. Так было не всегда, сказал он.

«В начале 80-х каждый вечер понедельника я проводил уроки по сжиганию угля, потому что мы продавали 50-60 угольных печей в неделю», — сказал он. Класс отразил сложность с угольными печами: они требуют усилий. «Потребуется пару часов уроков о том, как его сжечь, заполнить, как вытряхнуть пепел — не бросайте его в свой сад, его нельзя использовать таким образом — как обнаружить угарный газ (проблемы). ”

Действительно, угольная зола может быть токсичной. Его утилизация является одной из основных проблем при сжигании топлива в любом количестве.

Кроме того, если у вас есть печь, найти уголь непросто, так как лишь немногие магазины продают 40-фунтовые мешки с антрацитовым углем в размерах, известных как рис, горох и орех, или доставляют его в дома с печами. (Антрацит является наименее грязным из всех видов угля, и он давно заменил в домах более дешевый, но более грязный битуминозный уголь.) также обеспечивает нефть и дрова для отопления.

«Мы начинали как грузовик год. Мы выросли до (обеспечиваем) от 300 до 500 тонн в год. Может быть, 250 клиентов», — сказал владелец Лукас. Чтобы представить это число в контексте, у компании примерно в пять раз больше клиентов, которые сжигают древесные гранулы в качестве дополнительного или основного источника тепла, но она продает почти в 10 раз больше фунтов древесных гранул.

Лукас добавил уголь в ассортимент продукции компании, когда купил ее в 2006 году, проработав там полдюжины лет. Он знал, что в Северной стране, куда еще не доведены газопроводы, достаточно бизнеса.

«У некоторых людей есть в доме угольная печь или котел 40-50-летней давности. Некоторые люди вернули его, может быть, 5 или 6 лет назад, когда (дрова) пеллетные печи были настолько популярны, что производители не могли удовлетворить спрос. Они хотели уйти от нефти из-за высоких цен», — сказал он.

Нет никаких признаков снижения интереса, сказал он.

Редко и становится все реже

Вещи немного отличаются на реке Коннектикут, где угольное отопление так же редко: исследование UNH в Вермонте в 2019 году обнаружило только 529 домов в штате, которые отапливались в основном углем, и 402 дома, которые отапливались в качестве второго источник.

Вермонт пытается сократить это число с помощью программы замены угля, проводимой в рамках Программы стимулирования возобновляемой энергии малого масштаба Вермонта. Он платит до 7000 долларов для домов и 27000 долларов для предприятий, чтобы перейти от сжигания угля к сжиганию древесины. Запущенный в июле прошлого года с 300 000 долларов, он должен закончиться в следующем месяце, если он не будет продлен дальше из Фонда развития чистой энергии. По словам Сюзанны Элоусон, менеджера Государственного центра ресурсов по возобновляемым источникам энергии, компания провела 10 замен.

Дэвид Франк, совладелец Sunwood Biomass в Вергеннесе, штат Вирджиния, произвел несколько замен. Причины клиентов были разными. Частью этого является беспокойство по поводу изменения климата, поскольку уголь является худшим источником топлива с точки зрения парниковых газов, но практические соображения берут верх.

«Распространенная тема о том, что уголь грязный, и они устали с ним обращаться. И, честно говоря, доступность стала проблемой», — сказал он. «Действительно, здесь трудно представить себе использование угля.Это долгий путь.

В Литтлтоне Лукас говорит, что изменение климата не сильно влияет на решение людей о том, стоит ли сжигать уголь.

«Я никогда не слышал этого от покупателя здесь наверху. У меня никогда не было клиентов, которые говорили: «Мне это нравится, но я ненавижу воздействие этого на окружающую среду», — сказал он.

В целом воздействие на окружающую среду не так уж важно. Электростанция Merrimack Station в Боу в 2018 году сожгла около полумиллиона тонн угля, что более чем в 1000 раз больше, чем все дома Нью-Гэмпшира, использующие уголь, вместе взятые.Если завтра каждый из этих домов перейдет на уголь, это не будет даже ошибкой округления в статистике изменения климата.

Однако это не причина не переключаться. Ученые сходятся во мнении, что чем раньше мы по какой-либо причине перестанем сжигать ископаемое топливо, тем меньше нам придется справляться с ущербом, нанесенным планете поколениями. Даже если это не главное преимущество, это преимущество. Хотя, как и многие экологические варианты, он требует небольших затрат.

«Я буду скучать по этой жаре», — признался Кинни.

С Дэвидом Бруксом можно связаться по телефону 603-369-3313 или по электронной почте [email protected] com.


Объяснение единиц энергии и калькуляторов

  • Бочки или галлоны для жидкого нефтяного топлива (такого как бензин, дизельное топливо и топливо для реактивных двигателей) и биотоплива (этанол и биодизель)
  • Кубические футы для природного газа
  • Тонны угля ( короткая тонна равна 2000 фунтов; метрическая тонна равна примерно 2205 фунтов)
  • Киловатт-часы электроэнергии

Чтобы сравнить виды топлива друг с другом, нам необходимо привести их измерения к одним и тем же единицам измерения.

Баррель — это единица объема или веса, которая различается в зависимости от того, кто использует этот термин и что он содержит.

  • 1 баррель (b) нефти или родственных продуктов = 42 галлона США
  • 1 баррель портландцемента = 376 фунтов
  • 1 баррель муки = 196 фунтов
  • 1 баррель свинины или рыбы = 200 фунтов
  • 1 бочка (U.S.) сухая мера = 3,29122 бушеля или 4,2104 кубических фута
  • Бочка может называться бочкой , но обычно бочка вмещает 55 галлонов.
  • Бочка достаточно большая, чтобы перебросить человека через Ниагарский водопад.

Единицы сравнения энергии

Некоторые популярные единицы измерения энергии включают британские тепловые единицы (БТЕ), баррели нефтяного эквивалента, метрические тонны нефтяного эквивалента, метрические тонны угольного эквивалента и тераджоули.

В Соединенных Штатах БТЕ, мера тепловой энергии, является наиболее распространенной единицей для сравнения источников энергии или топлива. Поскольку энергия, используемая в разных странах, поступает из разных мест, содержание БТЕ в топливе незначительно варьируется от страны к стране.

Содержание БТЕ каждого вида топлива, указанного ниже (за исключением сырой нефти), представляет собой среднее теплосодержание топлива, потребляемого в Соединенных Штатах.

БТЕ Содержание обычных энергетических единиц (предварительные оценки на 2020 год 1 )

  • 1 баррель (42 галлона) сырой нефти, произведенной в США = 5 691 000 БТЕ
  • 1 галлон готового автомобильного бензина (содержащего около 10% топливного этанола по объему) = 120 286 БТЕ
  • 1 галлон дизельного топлива или мазута (с содержанием серы менее 15 частей на миллион) = 137 381 БТЕ
  • 1 галлон мазута (с содержанием серы от 15 до 500 частей на миллион) = 138 500 БТЕ
  • 1 баррель мазута = 6 287 000 БТЕ
  • 1 кубический фут природного газа = 1037 БТЕ
  • 1 галлон пропана = 91 452 БТЕ
  • 1 короткая тонна (2000 фунтов) угля (потребляемого электроэнергетическим сектором) = 18 856 000 БТЕ
  • 1 киловатт-час электроэнергии = 3412 БТЕ

Примеры преобразования источников энергии в различных физических единицах в БТЕ


Пример 1:

В вашем доме есть газовая печь, в которой прошлой зимой для отопления использовалось 67 000 кубических футов природного газа. У вашего соседа есть печь, которая сжигает мазут, который прошлой зимой израсходовал 500 галлонов мазута. Вы можете преобразовать данные о потреблении природного газа и мазута в БТЕ, чтобы определить, какой дом использует больше энергии для отопления.

  • 67 000 кубических футов (ваш дом)
  • х
  • 1037 БТЕ на кубический фут
  • =
  • 69 479 000 БТЕ
  • 500 галлонов (дом соседа)
  • х
  • 137 381 БТЕ на галлон
  • =
  • 68 690 476 БТЕ

Результат: Вы использовали больше энергии для обогрева дома.(Обратите внимание, что на количество энергии, фактически используемой домохозяйством для отопления, влияет множество факторов.)

Пример 2:

Вы и ваш сосед хотите сравнить цены на топливо для отопления вашего дома на равной основе. Вы можете сравнить цены на топливо в долларах за миллион БТЕ, разделив цену за единицу топлива на содержание БТЕ в топливе в миллионах БТЕ за единицу.

  • 11,72 доллара за тысячу кубических футов
  • ÷
  • 1.037 миллионов БТЕ на тысячу кубических футов
  • =
  • 11,30 долл. США за миллион БТЕ
  • 2,53 доллара за галлон
  • ÷
  • 0,137381 млн БТЕ на галлон
  • =
  • 18,42 долл. США за миллион БТЕ

Результат: Цена природного газа за миллион БТЕ составляет менее половины цены мазута за миллион БТЕ.

Последнее обновление: 12 мая 2021 г.

10 причин, по которым уголь является хорошим источником энергии:

 

 

 

 

 

 

 

 

 


10 причин, почему уголь — это хорошая энергия источник:
  1. Самый дешевый источник энергии.Это далеко дешевле атомной, природного газа, нефти. Гидро обычно быть немного дешевле. Однако к проблемам с гидросистемой относятся: никаких новых объектов из-за общественного протеста, когда река долины запружены; и проблемы времени пикового спроса (реки работает всухую в разгар лета, когда кондиционирование воздуха пик необходимо, и реки замерзают в разгар зимы, когда нужен пиковый нагрев).

  2. Уголь

    также является стабильным источником энергии (никаких арабских нефтяных эмбарго, никакого внезапного дефицита, как у вас опыт работы с природным газом) и есть очень много поставка обоих в U.С. и в других зарубежных странах.

  3. Уголь — не что иное, как древняя древесина который находился под давлением в течение миллионов лет. это не зловещее, как вам, возможно, внушили поверить.

  4. Уголь обеспечивает множество рабочих мест. в отличие от других виды энергии (ядерная, природный газ, нефть, гидроэнергетика), уголь обеспечивает множество рабочих мест по добыче угля из земли, транспортировать его в коммунальное предприятие, сжигать и надлежащим образом удаление угольной золы.

  5. Уголь

    американского производства. Мы не должны импортировать этот продукт в эту страну.

  6. Уголь можно добывать и сжигать с минимальными затратами. воздействие на окружающую среду. были достигнуты огромные успехи в экологическая ответственность при добыче угля и сжигании каменный уголь. Тем не менее, по-прежнему существует давление глобального потепления. Если мы будем сжигать меньше ископаемого топлива, что, с практической точки зрения, наша энергетическая альтернатива? Ядерный? Гидро? Солнечная (есть не является практическим способом обеспечить огромное количество электричество, необходимое для работы нашей страны через солнечную энергии — в настоящее время это считается нецелесообразным)?

  7. Уголь рекультивация полезных ископаемых может дать землевладельцу гораздо больше варианты развития своего участка.В горах местность, процесс добычи полезных ископаемых может вызвать удаление вершины горы создать очень ценную и полезную ровную землю для поверхности владелец. Владелец поверхности не только обустраивает свою землю, ему обычно платят 50 центов за тонну за неудобства использование его поверхности. Добыча открытым способом невозможна без конкретное согласие собственника поверхности. Если поверхность владельцу посчастливилось владеть правами на уголь, он ищет еще за 2 доллара. 00 за тонну для выплаты роялти. В 1977 г. был принят федеральный закон о открытой добыче полезных ископаемых, который требовал, чтобы угольные компании восстанавливали землю в таком же, если не в лучшем, состоянии, которое существовало до добычи. Мы отлично справляемся с рекультивацией. Я бы посоветовал вам пойти в http://www.osmre.gov/. Это веб-сайт федерального агентства, которое контролирует добычу угля с экологической точки зрения.

  8. Предусмотрительное использование угля позволит U.S. время, необходимое для разработки жизнеспособной альтернативной энергии источники — прежде всего солнечные технологии и топливо из зерно — без какого-либо отрицательного воздействия на нашу национальную экономику.

  9. Уголь обеспечивает 56% потребляемой электроэнергии в стране каждый день. Он обеспечивает 95% населения Кентукки. электричество. Тарифы на электроэнергию в Кентукки на втором месте самый низкий в стране — из-за угля.

  10. Уголь полезен для экономики Кентукки. То Угольная промышленность Кентукки принесла Кентукки 3,1 миллиарда долларов из других штатов в 1996-97 финансовом году через уголь продажи клиентам в 29 других штатах и ​​​​15 зарубежных страны. В Кентукки он заплатил более 800 миллионов долларов в виде прямых выплат. заработной платы, непосредственно наняв более 19 000 человек и косвенно создание дополнительных 60 000 рабочих мест. В дополнение ко всему обычные налоги на бизнес, угольная промышленность в Кентукки платила дополнительные 160 миллионов долларов в виде налога на добычу полезных ископаемых государству.

Назад к FAQ

 

 

 

 

 

SA: учебник по энергетике для студентов, изучающих экологические науки AP,

Даже для практикующих ученых и инженеров энергетические концепции и терминология иногда могут быть запутанными и неоднозначными. Путаница возникает из-за того, что в разных дисциплинах часто используются разные системы измерения и специализированная лексика, уникальная для конкретной отрасли. Ситуация может быть особенно неприятной для начинающего студента-эколога, который, возможно, не закончил даже первый курс физики. И проблема не решается типичным учебником по окружающей среде, в котором энергетические термины вводятся лишь фрагментарно по мере необходимости в контексте конкретной экологической темы.Таким образом, начинающий студент, изучающий науку об окружающей среде, часто получает фрагментарное, запутанное и неудовлетворительное введение в концепции и терминологию в области энергетики. Это вызывает особую тревогу, поскольку использование энергии лежит в основе большинства экологических проблем. Более того, эколог должен уметь общаться с людьми из самых разных областей. Соответственно, он или она должны быть знакомы с различными системами измерения и уметь легко переходить из одной в другую. Эта статья представляет собой краткое введение в основные системы измерения, используемые в науке и технике, с особым акцентом на термины, связанные с энергией, полезные для экологов.

Системы измерения

В мире широко используются две системы измерения: обычная система США (USCS, ранее называвшаяся британской системой) футов, фунтов и секунд, используемая в повседневном использовании в Соединенных Штатах, и метрическая система метров. , килограммы и секунды, используемые повсеместно. В 1960 году метрическая система была принята международным комитетом в Париже в качестве всемирного стандарта для науки и теперь называется Système International или SI.США — единственная крупная страна, которая до сих пор использует британскую систему измерения (даже Великобритания перешла на метрическую!), но эта система прочно укоренилась в американском обществе и вряд ли скоро упадет. Подмножеством метрической системы является система сантиметр-грамм-секунда (cgs), которая обычно используется в атомной физике и химии.

Все физические величины, такие как скорость, ускорение, сила, импульс и энергия, в конечном итоге могут быть выражены в терминах трех основных единиц длины, массы и времени. Эти три величины называются фундаментальными единицами , потому что они могут использоваться для определения всех других элементов в конкретной системе измерения. В таблице ниже приведены основные единицы для трех распространенных систем измерения.

Система Длина Масса Время
СИ (мкс) метр килограмм секунд
СИ (сгс) сантиметр грамм секунд
USCS (кадр/с) футов пуля секунд

Поскольку единица массы slug встречается редко, USCS называется системой фут-фунт-секунда (fps), но, строго говоря, фунт (lb) является единицей силы, а не массы.И наоборот, в системе СИ единица массы килограмм часто используется для выражения силы (силы тяжести), например, веса человека. В этом смысле удобным коэффициентом преобразования между системами является использование «эквивалента веса» 2,2 фунта для массы в 1 кг.

Работа и энергия

Физики определяют энергию как «способность совершать работу», но в некотором смысле это вызывает вопрос, поскольку сама работа все еще не определена. Термин «работа» в физике определяется как произведение силы на расстояние, на которое действует сила.Таким образом, мы получаем представление о том, что энергия есть свойство, позволяющее перемещать предметы с одного места на другое и тем самым выполнять какой-либо физический труд или «работу». Сама энергия может проявляться в различных формах — например, солнечная энергия, электрическая энергия, химическая энергия, тепловая энергия и ядерная энергия — но суть в том, что все формы могут быть использованы для выполнения работы. Таким образом, все единицы энергии должны быть в конечном счете сведены к единицам работы, т. е. сила x расстояние. Из закона Ньютона мы знаем, что сила равна массе, умноженной на ускорение.Таким образом, расширяя приведенную выше таблицу, мы имеем:

Система Сила = Масса х Ускорение
СИ (мкс) ньютон кг м/с 2
СИ (сгс) дина грамм см/с 2
USCS (кадр/с) фунтов пуля фут/с 2

И, наконец, у нас есть таблица для энергии:

Система Энергия = Сила х Расстояние
СИ (мкс) джоулей ньютон метр
СИ (сгс) эрг дина см
USCS (кадр/с) фут-фунт фунтов футов

Обратите внимание, что хотя ньютон и джоуль названы в честь людей, они не пишутся с заглавной буквы при использовании в качестве единицы измерения. Однако соответствующие символы (N и J) пишутся с заглавной буквы при независимом использовании.

Ньютон

Единица силы в системе СИ, ньютон (Н), конечно же, названа в честь Исаака Ньютона. Из вышеизложенного мы видим, что 1 Н = 1 кг-м/с 2 , что эквивалентно примерно 0,225 фунта. Обратите внимание, что 1 Н не равен весу 1 кг.

Джоуль

Подобно единице силы, джоуль (Дж) назван в честь сэра Джеймса Прескотта Джоуля, известного британского ученого 19-го века, который провел множество точных экспериментов с энергией.Один джоуль — это работа, совершаемая силой в один ньютон, действующей на расстоянии одного метра. С практической, бытовой точки зрения джоуль — это относительно небольшое количество энергии, но чаще всего он используется в научной работе. Энергетическая ценность одного большого пончика, например, составляет около 10 6 джоулей.

Калорийность

С помощью серии искусно спланированных экспериментов со шкивами, грузами, гребными колесами и точно измеренными температурами в сосудах с водой Джоуль убедительно продемонстрировал эквивалентность между механической энергией и теплотой. До этого времени люди думали, что теплота — это какое-то эфемерное свойство материалов, вроде жидкости, которая высвобождается, когда твердые предметы разбиваются на более мелкие части. Они назвали это свойство калорией , от чего происходит термин калорий . Джоуль показал, что теплота и механическая энергия эквивалентны, и его тщательные измерения дали нам то, что мы сегодня называем «механическим эквивалентом теплоты»:

.

1 калория = 4,186 джоуля.

Вы, наверное, помните, что одна калория — это количество тепла, необходимое для повышения температуры одного грамма воды на один градус Цельсия.Одна килокалория повысит температуру 1 кг воды на столько же. Килокалория иногда упоминается как «большая» калория и пишется с большой буквы C, а именно как Калория. Очевидно, что такая практика может привести к путанице, поэтому читатель должен постоянно следить за намерением автора, когда он говорит о калориях. Чтобы еще больше запутать проблему, пищевые калории всегда являются «большими» калориями. Таким образом, когда кто-то говорит о 100 калориях в ломтике хлеба, например, подразумевается, что 100 килокалорий или 4.186 x 10 5 Дж будет высвобождаться при сжигании высушенной биомассы.

Содержание энергии в топливе измеряется путем его сжигания до полного истощения и улавливания выделяющегося тепла. Это тепло может передаваться, скажем, сосуду с водой, где измеряется повышение температуры. Знание того, что для повышения температуры воды требуется одна калория на грамм, позволяет определить содержание энергии в топливе в калориях. Затем это число может быть преобразовано в другие единицы энергии с использованием коэффициента преобразования Джоуля.

БТУ

Другой популярной единицей измерения тепловой энергии является БТЕ (британская тепловая единица). Одна БТЕ – это количество тепла, необходимое для повышения температуры одного фунта воды на один градус по Фаренгейту. Используя коэффициенты пересчета 2,2 фунта/кг и 1,8 F°/C°, а также эквивалент Джоуля, мы находим, что:

1 БТЕ = 252 кал = 105 5 Дж.

Одна британская тепловая единица приблизительно соответствует количеству тепла, выделяемому при сжигании одной большой кухонной спички.

BTU обычно используются в Соединенных Штатах для оценки водонагревателей, печей и кондиционеров.Например, типичный бытовой водонагреватель, работающий на природном газе, может иметь мощность 40 000 БТЕ/ч, а печь — вдвое больше, или 80 000 БТЕ/ч. Эти цифры, конечно же, дают скорость, с которой горелки этих агрегатов могут производить тепло. Теплотворная способность топлива часто выражается в британских тепловых единицах на единицу веса. Уголь, например, имеет типичную теплотворную способность 25 миллионов БТЕ/тонну, а нефть – 37 миллионов БТЕ/тонну.

Терм

Газовые компании в США часто измеряют продажи в терминах «тепловых единиц» или терм .Один терм определяется как 100 000 БТЕ, а природный газ при нормальной температуре и давлении имеет теплотворную способность 1 030 БТЕ/фут 3 . Таким образом, один терм почти равен 100 кубическим футам природного газа:

.

1 терм = 105 БТЕ / 1030 БТЕ/фут 3 = 97,1 фута 3 ≈ 100 футов 3 .

Газовые компании также используют терминологию «American Engineering» вместо стандартной научной нотации SI. В этих обозначениях латинские сокращения C для 100 и M для 1000 используются в качестве числовых префиксов, но из-за возможной путаницы между стандартными научными обозначениями C для санти (10 -2 ) и M для мега (10 ). 6 ), инженерные сокращения обычно не пишутся с заглавной буквы.Например, 1 ccf = 100 кубических футов, 1 mcf = 1000 кубических футов, а один миллион кубических футов записывается как 1000 x 1000 кубических футов или 1 мм кубических футов.

Мощность

Мощность — это термин, который используется для описания потока энергии. Мощность определяется как «скорость выполнения работы во времени» и обычно измеряется в джоулях в секунду. В системе СИ единицей мощности является ватт (Вт), названный в честь Джеймса Уатта, изобретателя паровой машины.

1 ватт = 1 джоуль в секунду.

В системе СГС за питанием не закреплен отдельный блок.В системе USCS мощность измеряется в «практических» единицах лошадиных сил (л.с.), где 1 л.с. = 550 фут-фунтов/с. Это эквивалентно 746 Вт или около 0,75 кВт.

Возможно, из-за того, что большинство электроприборов оцениваются с точки зрения их требований к мощности, мощность и энергию часто путают, когда речь идет об электрической энергии. Но точно так же, как при заполнении бака вашего автомобиля на заправке вы должны в конечном итоге платить за общее количество прокачанных галлонов, а не за скорость, с которой вы его прокачивали, так и с электричеством мы платим за общее количество джоулей потребленной электрической энергии. , а не мощность или скорость, с которой он был доставлен.

В США электрическая энергия обычно измеряется в киловатт-часах (кВтч), потому что это практичная единица измерения как для коммунальной компании, так и для потребителя. Соотношение между киловатт-часами и джоулями определить легко:

1 кВтч = 1000 Дж/с x 3600 с = 3,6 x 10 6 Дж.

Опять же, мы видим, насколько мал джоуль с практической точки зрения. Один кВтч — это энергия, необходимая для питания десяти 100-ваттных лампочек в течение одного часа. Средний дом в США.С. потребляет около 10 000 кВтч электроэнергии в год.

Электростанции

Электростанции общего пользования оцениваются по их мощности по выработке электроэнергии. Например, большая угольная или атомная электростанция может иметь мощность 1000 МВт (мегаватт). Нижний индекс «e» на W означает «электрический» и указывает на то, что рейтинг относится к «выходной» мощности установки, а не к потребляемой энергии. Энергия на входе обычно измеряется теплотворной способностью топлива — например, британских тепловых единиц угля.Если установка работает, скажем, с КПД 40 %, то потребление энергии, необходимой для такой установки, можно рассчитать следующим образом:

Вход = Выход/40% = 1000 МВт/0,4 = 2500 МВт = 2500 x 10⁶ Дж/с x 3600 с/ч / 1054 Дж/БТЕ = 8,54 x 10⁹ БТЕ/ч

Если эта энергия обеспечивается за счет угля с теплотворной способностью 25 x 10 6 БТЕ/т, то уголь необходимо будет вводить в количестве:

8,54 х 10 дюймов БТЕ/ч / 25 x 10⁶ БТЕ/тонна = 342 тонны/час.

Работая на полную мощность 24 часа в сутки, такая установка потребляла бы около трех миллионов тонн угля в год.

Солнечная энергия

Еще одно ценное использование энергии в анализе окружающей среды связано с солнечной энергией. Солнце, конечно, обеспечивает лучистой энергией все живое на Земле, и скорость, с которой эта энергия поступает, называется солнечным потоком , представляющим мощность на единицу площади, полученную в данном месте. В положении на орбите Земли это число составляет около 1400 Вт/м 2 и называется солнечной постоянной . Это означает, что плоская панель размером 1 м 2 , расположенная вне атмосферы Земли и ориентированная перпендикулярно солнечным лучам, будет получать 1400 Дж в секунду солнечной энергии.

Атмосфера поглощает примерно половину этой энергии, так что 700 Вт/м 2 — это максимальное количество, достигающее Земли в жаркий летний день в тропиках. При усреднении дня и ночи для всех сезонов и всех широт это значение дополнительно уменьшается примерно до 240 Вт/м 2 как среднее солнечное излучение, получаемое на поверхности Земли. Облачность и другие факторы еще больше снижают эти цифры. В США, например, в Тусоне, штат Аризона, среднегодовой солнечный поток составляет 250 Вт/м 2 , а в Кливленде — только 160 Вт/м 2 .Очевидно, что такие цифры имеют отношение к преимуществам солнечного нагрева и охлаждения, а также к росту биомассы в различных местах.

Резюме

Поскольку энергия играет фундаментальную роль во всех экологических проблемах, учащимся надлежит на раннем этапе ознакомиться с энергетическими концепциями и терминологией. Ученый-эколог также должен привыкнуть к специализированным терминам, которые используются в различных дисциплинах и отраслях. Газовая компания не будет конвертировать для вас кубические футы в британские тепловые единицы, так же как и электрическая компания не будет конвертировать кВтч в джоули.Студент-эколог несет ответственность за то, чтобы иметь возможность ставить единицы на общую основу, чтобы делать достоверные сравнения. Например, является ли печь на природном газе более экономичной или экологически безопасной, чем электрическое отопление плинтуса для среднего дома? Может ли солнечная энергия удовлетворить все потребности в отоплении дома в Кливленде? Сколько электроэнергии можно получить, установив солнечные батареи на крыше дома в Аризоне? Сколько биомассы можно вырастить на акре земли в Миссури? Глубокое понимание единиц измерения энергии и терминологии в значительной степени поможет экологу сделать такой анализ простым и привычным.

Практические вопросы

1. Учитывая, что для повышения температуры 1 кг воды на 1°С требуется 1 ккал тепла:

  1. Сколько ккал потребуется, чтобы нагреть 100 кг воды на 20°С для бани?
  2. Сколько это джоулей?
  3. Сколько БТЕ?
  4. Если ваш водонагреватель может обеспечить 40 кБТЕ/ч, сколько времени потребуется для нагрева этой воды?

2.

  1. Учитывая, что 1 кВтч = 3,6 МДж и 1 БТЕ = 1055 Дж, покажите, что 1 кВтч = 3412 БТЕ.
  2. Почему было бы неправильно использовать этот коэффициент преобразования непосредственно для определения количества угля, необходимого для выработки электроэнергии на электростанции?

3. Обычному дому на севере США в среднем зимой может потребоваться 120 МБте тепла.

  1. Если бы это тепло поставлялось печью, работающей на природном газе, работающей с КПД 60 процентов, сколько кубических футов газа необходимо было бы купить?
  2. При стоимости $0,90/куб. куб. фута сколько будет стоить отопление этого дома в течение одного сезона?
  3. Если бы можно было установить новую печь с 80-процентным КПД стоимостью 4000 долларов, сколько времени потребуется, чтобы окупить затраты на эту печь при условии, что цены на газ останутся прежними?

4.Предположим, что рассматриваемый дом 3 расположен в Кливленде, где среднегодовой поток солнечной энергии составляет 160 Вт/м 2 2 . Если в этом доме было установлено 10 м 2 солнечных панелей, работающих с эффективностью 20 процентов, для сбора и хранения солнечной энергии в виде горячей воды:

  1. Сколько энергии можно получить за год таким образом?
  2. Какая это часть годовой потребности в отоплении?
  3. Используя требования к нагреву горячей водой для бани из вопроса 1(c), сколько горячих бань обеспечит эта энергия за один год?

5.Среднегодовой солнечный поток в Тусоне составляет 250 Вт/м 2 . Предположим, что 10 м 2 солнечных электрических панелей, работающих с 10-процентной эффективностью, были установлены в этом доме.

  1. Сколько кВт/ч электроэнергии могут быть собраны этими панелями за год?
  2. Какую долю годовой потребности в электроэнергии в 10 000 кВтч для среднего дома составляет эта цифра?
  3. Сколько квадратных метров солнечных батарей потребуется для производства 10 000 кВтч в год?

6.Солнечная энергия естественным образом преобразуется в древесную биомассу с эффективностью около 0,1 процента. Предположим, лесной участок площадью 100 га (10 6 м 2 ) расположен в штате Миссури, где среднегодовой поток солнечного света составляет 200 Вт/м 2 . Учитывая, что теплотворная способность древесины составляет 12 МБТЕ/т, сколько тонн древесины может быть произведено на этом объекте каждый год?

7. При умеренном ветре современный большой ветряк может вырабатывать около 250 кВт электроэнергии, а крупная атомная электростанция – 1000 МВт.

  1. Сколько потребуется ветряных турбин, чтобы обеспечить мощность, равную мощности одной атомной электростанции?
  2. Обсудите некоторые преимущества и недостатки обеспечения электроэнергией каждого метода.

8. Аккумуляторы обычно оцениваются в ампер-часах, что указывает на ток, который элемент способен обеспечить в течение определенного времени. Типичная батарея D-элемента для фонарика, например, может быть рассчитана на 3 ампер-часа. Полная электрическая энергия, доступная от такой батареи, находится путем умножения номинала в ампер-часах на напряжение батареи.Таким образом, эта же D-ячейка на 1,5 вольта могла вырабатывать 4,5 ватт-часа электроэнергии.

 

Преобразуйте эту энергию в кВтч и сравните стоимость электроэнергии, полученной таким образом, со стоимостью стандартной электроэнергии, получаемой из сети. Предположим, что батарея стоит 1 доллар, а электроэнергия от энергетической компании доступна по цене 0,10 доллара за кВтч.

9. В таблице ниже приведены цены и содержание тепловой энергии для различных видов топлива, которые обычно используются для отопления домов.Цены на топливо указаны как стоимость единицы топлива, доставленного на дом. Заполните таблицу, заполнив две последние колонки, и таким образом сравните стоимость отопления дома этими различными способами. В ваших расчетах предположим, что дому требуется 120 МБТЕ тепла в течение сезона, а газовые или жидкотопливные печи работают с эффективностью 80 процентов. Предположим, что электрическое отопление имеет 100-процентный КПД.

Топливо Цена Содержание энергии в топливе Стоимость за МБТЕ Стоимость отопления дома
Нац.газ 1,14 долл. США/см3 1030 БТЕ/куб. футов    
Пропан 1,69 долл. США за галлон 92 тыс. БТЕ/галлон    
Мазут 1,93 долл. США за галлон 133 тыс. БТЕ/гал    
Электричество 0,10 долл. США/кВтч 3412 БТЕ/кВтч    

Ответы

1.а. 2000 ккал; б. 8,37 х 10 6 Дж = 8,37 МДж; в. 7940 БТЕ; д. 11,9 минут.

2. б. Второй закон термодинамики предотвращает 100-процентное преобразование тепла в механическую или электрическую энергию. Типичная угольная электростанция работает с КПД около 33 процентов, а это означает, что только одна треть энергии, содержащейся в угле, преобразуется в электричество.

3. а. 1941 куб. фут; б. 1748 долларов США; в. 9,2 года

4. а. 9,57 МБте; б. 8 процентов; в. 1 200

5.а. 2190 кВтч; б. 21,9 процента; в. 45,7 м 2

6. 498 тонн

7. а. 4000; б. Ответы разные

8. Энергия батареи: 4,5 Втч = 4,5 х 10 3 кВтч.
Стоимость за кВтч: 1,00 долл. США / 4,5 x 10 3 кВтч = 222 долл. США/кВтч.
Сравнение: электроэнергия от батареи стоит 222 долл. США / 0,10 долл. США = в 2220 раз больше, чем энергия, поставляемая энергетической компанией.

9.

Топливо Цена 1 Содержание энергии в топливе Стоимость за МБТЕ Стоимость отопления дома 1
Нац.газ 1,14 долл. США/см3 1030 БТЕ/куб. фут 11,07 $ 1660 долларов США
Пропан 1,69 долл. США за галлон 92 кБТЕ/гал 18,37 $ 2755 долларов США
Мазут 1,93 долл. США за галлон 133 тыс. БТЕ/гал 14,51 $ 2177 долларов
Электричество 0,10 долл. США/кВтч 3,412 БТЕ/кВтч 29 долларов.31 3 517 долл. США 3

Примечания

1. Цены указаны для доставки на дом соответствующего топлива по ставкам, действующим на севере центральной части США в 2005 году.
2. Расчеты предполагают, что потребность в отоплении составляет 120 МБТЕ для «среднего» дома в северной части США. Предполагается, что КПД составляет 80 процентов. для газовых или жидкотопливных печей. Предполагается, что тепло от электричества доставляется в дом со 100-процентной эффективностью.
3. Дома, предназначенные для электрического отопления, обычно изолируются более тщательно, чем те, которые предназначены для газового или жидкого отопления.

Топливо, которое вы используете для отопления, зависит от того, где вы живете

В США на пороге зимнего сезона отопления домов, какое топливо вы используете для обогрева своего дома?

Ответ на этот вопрос во многом зависит от того, где вы живете, а также от вашего углеродного следа.

Кредит: Центральный климат

По всей стране природный газ отапливает большинство домов. Но на региональном уровне преобладают другие виды топлива.

По данным Бюро переписи населения США, около 48 процентов всех домов в США используют природный газ для отопления, а электричество используется в 37 процентах. Около 14 процентов используют другие виды топлива.

Воздействие на климат топлива, используемого для отопления, может быть значительным, особенно в то время, когда электроэнергетический сектор начинает длительный переход от угля к природному газу, поскольку администрация Обамы разрабатывает политику, направленную на сокращение выбросов CO2 от электростанций. .

Климатическая политика, разрабатываемая в настоящее время, благоприятствует использованию природного газа вместо угля в качестве доминирующего источника электроэнергии в США, но недавние исследования показали, что климатические преимущества перехода с угля на природный газ для производства электроэнергии далеко не доказаны.

Сегодня природный газ, подаваемый непосредственно в дома, является доминирующим источником топлива для отопления во всех регионах, кроме юга, где в 2013 году более 60 процентов домохозяйств использовали электричество. Юг также является регионом, в котором наблюдается наибольший отказ от угля. и к природному газу для производства электроэнергии.

На Среднем Западе больше всего природного газа используется для отопления: более 65 процентов домов используют газ.

Но использование природного газа для отопления сокращается. Согласно отчету EIA, опубликованному в четверг, во всех регионах США, кроме северо-востока, наблюдается небольшое снижение в пользу электричества.

По данным EIA, все больше людей могут использовать электричество для отопления вместо природного газа, потому что они могут переезжать в новые дома, которые используют электричество и используют его более эффективно, чем старые дома с электрическим отоплением.

На Северо-Востоке происходит обратное, где использование мазута сокращается в пользу природного газа. О топочном мазуте почти ничего не слышно за пределами Северо-Востока, что составляет около 80 процентов всего использования печного топлива в США.

В 2005 году более 30 процентов всех домохозяйств на северо-востоке использовали печное топливо. В 2013 году это число упало до менее 25 процентов. продаваться с более низким уровнем содержания серы.

Вам также могут понравиться:
Три десятилетия до того, как будет съеден углеродный бюджет
НАСА считает этот август самым теплым за всю историю наблюдений
Арктический морской лед достигнет шестого наименьшего размера за всю историю наблюдений

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.