17.10.2021

Температурный график отопления: Температурный график подачи теплоносителя в систему отопления

Содержание

подача теплоносителя, температура наружного воздуха для расчета, отопительный сезон

Содержание:

Существуют определенные закономерности, по которым меняется температура теплоносителя в центральном отоплении. Для того, чтобы адекватно прослеживать эти колебания, существуют специальные графики.

Причины температурных изменений

Для начала важно понять несколько моментов:

  1. Когда изменяются погодные условия, это автоматически влечет за собой изменение теплопотерь. При наступлении холодов для поддержания в жилище оптимального микроклимата тратится на порядок больше тепловой энергии, чем в теплый период. При этом уровень расходуемого тепла рассчитывается не точной температурой уличного воздуха: для этого используется т.н. «дельта» разницы между улицей и внутренними помещениями. К примеру, +25 градусов в квартире и -20 за ее стенами повлекут за собой точно такие же затраты тепла, как при +18 и -27 соответственно.
  2. Постоянство теплового потока от батарей отопления обеспечивается стабильной температурой теплоносителя. При снижении температуры в помещении будет наблюдаться некоторый подъем температуры радиаторов: этому способствует увеличение дельты между теплоносителем и воздухом в помещении. В любом случае, это не сможет адекватно компенсировать возрастание тепловых потерь посредством через стены. Объясняется это установкой ограничений для нижней границы температуры в жилище действующим СНиПом на уровне +18-22 градусов.

Логичнее всего решить возникшую проблему увеличения потерь повышением температуры теплоносителя. Важно, чтобы ее возрастание происходило параллельно снижению температуры воздуха за окном: чем там холоднее, тем большие потери тепла нуждаются в восполнении. Для облегчения ориентации в этом вопросе на каком-то этапе было решено создать специальные таблицы согласования обоих значений. Исходя из этого, можно сказать, что под температурным графиком системы отопления подразумевается выведение зависимости уровня нагрева воды в подающем и обратном трубопроводе по отношению к температурному режиму на улице.

Особенности температурного графика

Вышеупомянутые графики встречаются в двух разновидностях:

  1. Для сетей теплоподачи.
  2. Для системы отопления внутри дома.

Для понимания того, чем отличаются оба этих понятия, желательно для начала разобраться в особенностях работы централизованного отопления.

Связка между ТЭЦ и тепловыми сетями

Назначением этой комбинации является сообщение теплоносителю должного уровня нагрева, с последующей транспортировкой его к месту потребления. Теплотрассы обычно имеют длину в несколько десятков километров, при общей площади поверхности в десятки тысяч квадратных метров. Хотя магистральные сети и подвергаются тщательной теплоизоляции, без теплопотерь обойтись невозможно.

По ходу движения между ТЭЦ (или котельной) и жилыми помещениями наблюдается некоторое остывание технической воды. Сам по себе напрашивается вывод: чтобы донести до потребителя приемлемый уровень нагрева теплоносителя, его необходимо подавать внутрь теплотрассы из ТЭЦ в максимально нагретом состоянии.

Повешение температуры ограничено точкой кипения. Ее можно сместить в сторону повышения температуры, если увеличивать давление в трубах.


Стандартный показатель давления в подающей трубы теплотрассы находится в пределах 7-8 атм. Данный уровень, несмотря на потери напора по ходу транспортировки теплоносителя, дает возможность обеспечить эффективную работу отопительной системы в зданиях высотой до 16 этажей. При этом дополнительные насосы обычно не нужны.

Очень важно то, что такое давление не создает опасности для системы в целом: трассы, стояки, подводки, смесительные шланги и другие узлы сохраняют свою работоспособность длительное время. Учитывая определенный запас для верхнего предела температуры подачи, его значение берется, как +150 градусов. Пролегание самых стандартных температурных графиков подачи теплоносителя в систему отопления проходит в промежутке между 150/70 — 105/70 (температуры подающей и обратной трассы).

Особенности подачи теплоносителя в систему отопления

Домовая система отопления характеризуется наличием ряда дополнительных ограничений:

  • Значение наибольшего нагрева теплоносителя в контуре ограничено показателем +95 градусов для двухтрубной системы и +105 для однотрубной системы отопления. Следует заметить, что дошкольные воспитательные учреждения характеризуются наличием более строгих ограничений: там температура батарей не должна подниматься выше +37 градусов. Чтобы компенсировать такое уменьшение температуры подачи, приходится наращивать число радиаторных секций. Внутренние помещения детских садов, расположенных в регионах с особо суровыми климатическими условиями, буквально напичканы батареями.
  • Желательно добиться минимальной температурной дельты графика подачи отопления между подающим и обратным трубопроводами: в противном случае степень нагрева радиаторных секций в здании будет иметь большую разницу. Для этого теплоноситель внутри системы должен двигаться максимально быстро. Однако тут есть своя опасность: из-за высокой скорости циркуляции воды внутри отопительного контура ее температура на выходе обратно в трассу будет излишне высокой. В итоге это может привести к серьезным нарушениям в работе ТЭЦ.

Для преодоления возникшей проблемы каждый дом оснащается одним или несколькими элеваторными модулями. Благодаря им поток воды из подающего трубопровода разбавляется порцией из обратки. Используя эту смесь, можно добиться быстрой циркуляции значительных объемов теплоносителя, не подвергая при этом опасности излишнего нагрева обратный трубопровод магистрали. Система отопления внутри жилищ задается отдельным температурным графиком отопления, где учитывается наличие элеватора. Двухтрубные контуры обслуживаются отопительным температурным графиком 95-70, однотрубные — 105-70 (такие схемы почти не встречаются в многоэтажных зданиях). Читайте также: «Какая температура должна быть в батареях центрального отопления – нормы и стандарты».

Влияние климатических зон на температуру наружного воздуха

Главным фактором, напрямую влияющим на составление температурного графика на отопительный сезон, выступает расчетная зимняя температура. По ходу составления стараются добиться того, чтобы наибольшие значения (95/70 и 105/70) при максимальных морозах гарантировали нужную СНиП температуру. Температура наружного воздуха для расчета отопления берется из специальной таблицы климатических зон.


Особенности регулировки

Параметры тепловых трасс находятся в зоне ответственности руководства ТЭЦ и теплосетей. В то же время за параметры сети внутри здания отвечают работники ЖЭКа. В основном жалобы жильцов на холод касаются отклонений в нижнюю сторону. Намного реже встречаются ситуации, когда замеры внутри тепловиков свидетельствуют о повышенной температуре обратки.

Существует несколько способов нормализации параметров системы, которые можно реализовать самостоятельно:

  • Рассверливание сопла. Решить проблему занижения температуры жидкости в обратке можно путем расширения элеваторного сопла. Для этого нужно закрыть все задвижки и вентили на элеваторе. После этого модуль снимают, вытаскивают его сопло и рассверливают на 0,5-1 мм. После сборки элеватора его запускают для стравливания воздуха в обратном порядке. Паронитовые уплотнители на фланцах рекомендуется заменить резиновыми: их изготовляют по размеру фланца из автомобильной камеры.
  • Глушение подсоса. В экстремальных случаях (при наступлении сверхнизких морозов) сопло можно вообще демонтировать. В таком случае возникает угроза того, что подсос начнет выполнять функцию перемычки: чтобы это не допустить, его глушат. Для этого используется стальной блин толщиной от 1 мм. Данный способ является экстренным, т.к. это может спровоцировать скачок температуры батарей до +130 градусов.
  • Управление перепадом. Временным способом решения проблемы повышения температуры является корректировка перепада элеваторной задвижкой. Для этого необходимо перенаправить ГВС на подающую трубу: обратка при этом оснащается манометром. Входную задвижку обратного трубопровода полностью закрывают. Далее нужно понемногу открывать вентиль, постоянно сверяя свои действия с показаниями манометра.

Просто закрытая задвижка может спровоцировать остановку и разморозку контура. Снижение разницы достигается благодаря росту давления на обратке (0,2 атм./сутки). Температуру в системе необходимо проверять каждый день: она должна соответствовать отопительному температурному графику.


Температурный график отопления — AQUEO.RU

Подача тепла в помещение связана с простейшим температурным графиком. Температурные значения воды, которая подается из котельной, не изменяются в помещении. Они имеют стандартные значения и находятся в пределах от +70ºС до +95ºС. Такой температурный график системы отопления является самым востребованным.

Регулировка температуры воздуха в доме

Не везде на территории страны есть централизованное отопление, поэтому многие жители устанавливают независимые системы. Их температурный график отличается от первого варианта. В этом случае температурные показатели значительно снижены. Они зависят от эффективности современных котлов отопления.

Если температура доходит до +35ºС, то котел будет работать на максимальной мощности. Это зависит от нагревательного элемента, где тепловая энергия может забираться уходящими газами. Если температурные значения будут больше +70ºС, то производительность котла падает. В таком случае в его технической характеристике указывается КПД 100%.

Температурный график и его расчет

Как будет выглядеть график, зависит от температуры наружного воздуха. Чем больше отрицательное значение наружной температуры, тем больше теплопотери. Многие не знают, откуда брать данный показатель. Эта температура прописана в нормативных документах. За расчетное значение принимают температуры самой холодной пятидневки, причем берется самое низкое значение за последние 50 лет.

График зависимости наружной и внутренней температуры

На графике представлена зависимость наружной и внутренней температуры. Допустим, температура наружного воздуха равна -17ºС. Проведя вверх линию до пересечения с t2, получим точку, характеризующую температуру воды в системе отопления.

Благодаря температурному графику, можно подготовить систему отопления даже под самые суровые условия. Также он сокращает материальные затраты на установку отопительной системы. Если рассматривать этот фактор с точки зрения массового строительства, экономия является существенной.

Температура внутри помещения зависит от температуры теплоносителя, а также других факторов:

  • Температура наружного воздуха. Чем она меньше, тем отрицательнее это сказывается на отоплении;
  • Ветер. При возникновении сильного ветра теплопотери увеличиваются;
  • Температура внутри помещения зависит от теплоизоляции конструктивных элементов здания.

За последние 5 лет принципы строительства изменились. Строители увеличивают стоимость дома с помощью теплоизоляции элементов. Как правило, это касается подвалов, крыш, фундаментов. Эти дорогостоящие мероприятия впоследствии позволяют жильцам экономить на системе отопления.

Температурный график отопления

На графике показывается зависимость температуры наружного и внутреннего воздуха. Чем ниже температура наружного воздуха, тем выше будет температура теплоносителя в системе.

Температурный график разрабатывается для каждого города во время отопительного периода. В малых населенных пунктах составляется температурный график котельной, которая обеспечивает необходимое количество теплоносителя потребителю.

Изменять температурный график можно несколькими способами:

  • количественным – характеризуется изменением расхода теплоносителя, подаваемого в систему отопления;
  • качественным – состоит в регулировании температуры теплоносителя перед подачей в помещения;
  • временным – дискретный метод подачи воды в систему.

Температурный график представляет собой график отопительных трубопроводов, который распределяет отопительную нагрузку и регулируется с помощью централизованных систем. Существует также повышенный график, он создается для замкнутой системы отопления, то есть для обеспечения подачи горячего теплоносителя в подключаемые объекты. При применении открытой системы необходимо проводить корректировку температурного графика, так как теплоноситель расходуется не только на отопление, но и бытовое водопотребление.

Расчет температурного графика производится по простому методу. Чтобы его построить, необходимы исходные температурные данные воздуха:

  • наружного;
  • в помещении;
  • в подающем и обратном трубопроводе;
  • на выходе из здания.

Кроме того, следует знать номинальную тепловую нагрузку. Все остальные коэффициенты нормируются справочной документацией. Расчет системы производится для любого температурного графика, в зависимости от назначения помещения. Например, для крупных промышленных и гражданских объектов составляется график 150/70, 130/70, 115/70. Для жилых домов этот показатель составляет 105/70 и 95/70. Первый показатель показывает температуру на подачи, а второй — на обратке. Результаты расчетов заносятся в специальную таблицу, где показывается температура в определенных точках отопительной системы, в зависимости от наружной температуры воздуха.

Основным фактором при расчете температурного графика является наружная температура воздуха. Расчетная таблица должна быть составлена так, чтобы максимальные значения температуры теплоносителя в системе отопления (график 95/70) обеспечивали обогрев помещения. Температуры в помещении предусмотрены нормативными документами.

Температура отопительных приборов

Температура отопительных приборов

Основной показатель — температура отопительных приборов. Идеальным температурным графиком для отопления является 90/70ºС. Добиться такого показателя невозможно, так как температура внутри помещения должна быть не одинаковой. Она определяется в зависимости от назначения помещения.

В соответствии со стандартами, температура в угловой жилой комнате составляет +20ºС, в остальных – +18ºС; в ванной – +25ºС. Если наружная температура воздуха равна -30ºС, то показатели увеличиваются на 2ºС.

Кроме того, существует нормы для других типов помещений:

  • в помещениях, где находятся дети – +18ºС до +23ºС;
  • детские учебные учреждения – +21ºС;
  • в культурных заведениях с массовым посещением – +16ºС до +21ºС.

Такая область температурных значений составлена для всех видов помещений. Она зависит от выполняемых движений внутри комнаты: чем их больше, тем меньше температура воздуха. Например, в спортивных учреждениях люди много двигаются, поэтому температура составляет всего +18ºС.

Температура воздуха в помещении

Существуют определенные факторы, от которых зависит температура отопительных приборов:

  • Температура наружного воздуха;
  • Вид системы отопления и перепад температур: для однотрубной системы – +105ºС, а для однотрубной – +95ºС. Соответственно перепады в для первой области составляют 105/70ºС, а для второй – 95/70ºС;
  • Направление подачи теплоносителя в отопительные приборы. При верхней подаче разница должна быть 2 ºС, при нижней – 3ºС;
  • Вид отопительных приборов: теплоотдачи отличаются, поэтому будет отличаться температурный график.

В первую очередь, температура теплоносителя зависит от наружного воздуха. Например, на улице температура равна 0ºС. При этом температурный режим в радиаторах должен быть равен на подаче 40-45ºС, а на обратке – 38ºС. При температуре воздуха ниже нуля, например, -20ºС, эти показатели изменяются. В данном случае температура подачи становится равна 77/55ºС. Если показатель температуры доходит до -40ºС, то показатели становятся стандартными, то есть на подаче +95/105ºС, а на обратке – +70ºС.

Дополнительные параметры

Чтобы определенная температура теплоносителя дошла до потребителя, необходимо следить за состоянием наружного воздуха. Например, если она составляет -40ºС, котельная должна подавать горячую воду с показателем в +130ºС. По ходу теплоноситель теряет тепло, но все равно температура остается большой при поступлении в квартиры. Оптимальное значение +95ºС. Для этого в подвалах монтируют элеваторный узел, служащий для смешивания горячей воды из котельной и теплоносителя с обратного трубопровода.

За теплотрассу отвечает несколько учреждений. За подачу горячего теплоносителя в систему отопления следит котельная, а за состоянием трубопроводов – городские тепловые сети. За элеваторный элемент несет ответственность ЖЕК. Поэтому чтобы решить проблему подачи теплоносителя в новый дом, необходимо обращаться в разные конторы.

Монтаж отопительных приборов производят в соответствии с нормативными документами. Если собственник сам производит замену батареи, то он отвечает за функционирование отопительной системы и изменение температурного режима.

Способы регулировки

Демонтаж элеваторного узла

Если за параметры теплоносителя, выходящего из теплого пункта, отвечает котельная, то за температуру внутри помещения должны отвечать работники ЖЕКа. Многие жильцы жалуются на холод в квартирах. Это происходит из-за отклонения температурного графика. В редких случаях бывает, что температура повышается на определенное значение.

Регулировку параметров отопления можно произвести тремя способами:

  • Рассверливание сопла.

Если температура теплоносителя на подаче и обратке существенно занижена, то необходимо увеличить диаметр сопла элеватора. Таким образом, через него будет проходить больше жидкости.

Как это осуществить? Для начала перекрывается запорная арматура (домовые задвижки и краны на элеваторном узле). Далее снимается элеватор и сопло. Затем его рассверливают на 0,5-2 мм, в зависимости от того, насколько необходимо повысить температуру теплоносителя. После этих процедур, элеватор монтируется на прежнее место и запускается в эксплуатацию.

Чтобы обеспечить достаточную герметичность фланцевого соединения, необходимо заменить паронитовые прокладки на резиновые.

  • Глушение подсоса.

При сильных холодах, когда возникает проблема замерзания отопительной системы в квартире, сопло можно полностью снять. В этом случае подсос может стать перемычкой. Для этого необходимо его заглушить с помощью стального блина, толщиной в 1 мм. Такой процесс выполняется только в критических ситуациях, так как температура в трубопроводах и отопительных приборах будет достигать 130ºС.

  • Регулировка перепада.

В середине отопительного периода может возникнуть значительное повышение температуры. Поэтому необходимо регулировать ее с помощью специальной задвижки на элеваторе. Для этого подачу горячего теплоносителя переключают на подающий трубопровод. На обратку монтируется манометр. Регулировка происходит путем закрытия задвижки на подающем трубопроводе. Далее задвижка приоткрывается, при этом следует контролировать давление с помощью манометра. Если ее просто открыть, то возникнет просадка щечек. То есть повышение перепада давления происходит на обратном трубопроводе. Каждый день показатель увеличивается на 0,2 атмосферу, причем температуру в системе отопления необходимо постоянно контролировать.

Теплоснабжение. Видео

Как устроено теплоснабжение частных и многоквартирных домов, можно узнать из видео ниже.

При составлении температурного графика отопления необходимо учитывать различные факторы. В этот список входят не только конструктивные элементы здания, но температура наружного воздуха, а также вид системы отопления.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Температурный график системы отопления: нормы, таблицы, работа теплосетей

Для поддержания комфортной температуры в доме в отопительный период необходимо контролировать температуру теплоносителя в трубах тепловых сетей. Работниками системы центрального теплоснабжения жилых помещений разрабатывается специальный температурный график, который зависит от погодных показателей, климатических особенностей региона. Температурный график может отличаться в разных населенных пунктах, также он может меняться при модернизации сетей отопления.

Зависимость температуры теплоносителя от погоды

Составляется график в тепловой сети по простому принципу – чем ниже температура на улице, тем выше должна быть она у теплоносителя.

Такое соотношение является важным основанием для работы предприятий, которые обеспечивают город теплом.

Для расчета был применен показатель, в основе которого лежит среднедневная температура пяти наиболее холодных дней в году.

ВНИМАНИЕ! Соблюдение температурного режима является важным не только для поддержания тепла в многоквартирном доме. Он также позволяет сделать расход энергоресурсов в системе отопления экономичным, рациональным.

График, в котором указывается температура теплоносителя в зависимости от наружной температуры, позволяет самым оптимальным образом распределить между потребителями многоквартирного дома не только тепло, но и горячую воду.

Как регулируется тепло в системе отопления

Регулирование тепла в многоквартирном доме в отопительный период может осуществляться двумя методами:

  • Изменением расхода воды определенной постоянной температуры. Это количественный метод.
  • Изменением температуры теплоносителя при постоянном объеме расхода. Это качественный метод.

Экономным и практичным является второй вариант, при котором соблюдается режим температуры в помещении независимо от погоды. Подача достаточного тепла в многоквартирный дом будет стабильной, даже если отмечается резкий перепад температур на улице.

ВНИМАНИЕ!. Нормой считается температура 20-22 градуса в квартире. Если температурные графики соблюдаются, такая норма поддерживается весь отопительный период, независимо от погодных условий, направления ветра.

При понижении температурного показателя на улице осуществляется передача данных на котельную и автоматически увеличивается градус теплоносителя.

Конкретная таблица соотношения показателей температуры на улице и теплоносителя зависит от таких факторов, как климат, оборудования котельных, технико-экономических показателей.

Причины использования температурного графика

Основой работы каждой котельной, обслуживающей жилые, административные и другие здания, на протяжении отопительного периода является температурный график, в котором указываются нормативы показателей теплоносителя в зависимости от того, какой является фактическая наружная температура.

  • Составление графика дает возможность подготовить отопление к понижению температуры на улице.
  • Также это экономия энергоресурсов.

ВНИМАНИЕ! Для того, чтобы контролировать температуру теплоносителя и иметь право на перерасчет из-за несоблюдения теплового режима, теплодатчик должен быть установлен в систему централизованного отопления. Приборы учета должны проходить ежегодную проверку.

Современные строительные компании могут увеличивать стоимость жилья за счет использования дорогих энергосберегающих технологий при возведении многоквартирных зданий.

Несмотря на изменение строительных технологий, применение новых материалов для утепления стен и других поверхностей здания, соблюдение в системе отопления нормы температуры теплоносителя – оптимальный способ поддержать комфортные жилищные условия.

Особенности расчета внутренней температуры в разных помещениях

Правила предусматривают поддержание температуры для жилого помещения на уровне 18˚С, но существуют некоторые нюансы в этом вопросе.
  • Для угловой комнаты жилого здания теплоноситель должен обеспечить температуру 20˚С.
  • Оптимальный температурный показатель для ванной комнаты — 25˚С.
  • Важно знать, сколько градусов должно быть по нормативам в помещениях, предназначенных для детей. Установлен показатель от 18˚С до 23˚С. Если же это детский бассейн, нужно поддерживать температуру на уровне 30˚С.
  • Минимальная температура, допустимая в школах — 21˚С.
  • В заведениях, где проходят культурно-массовые мероприятия по нормативам поддерживается максимальная температура 21˚С, но показатель не должен опускаться ниже цифры 16˚С.

Для увеличения температуры в помещениях при резких похолоданиях или сильном северном ветре, работники котельной повышают градус отпуска энергии для отопительных сетей.

На теплоотдачу батарей влияет наружная температура, вид отопительной системы, направленность поступления теплоносителя, состояние коммунальных сетей, тип отопительного прибора, роль которого может выполнять как радиатор, так и конвектор.

ВНИМАНИЕ! Дельта температур между подачей на радиатор и обраткой не должна быть значительной. В противном случае будет ощущаться большая разница теплоносителя в разных комнатах и даже квартирах многоэтажного здания.

Главным фактором, все же, является погода, вот почему измерения наружного воздуха для поддержания температурного графика является первоочередной задачей.

Если на улице мороз до 20˚С, теплоноситель в радиаторе должен иметь показатель 67-77˚С, при этом норма для обратки 70˚С.

Если уличная температура нулевая, норма для теплоносителя 40-45˚С, а для обратки – 35-38˚С. Стоит отметить, что разница температур между подачей и обраткой не является большой.

Для чего потребителю нужно знать нормы подачи теплоносителя?

Оплата коммунальных услуг в графе отопление должна зависеть от того, какую температуру в квартире обеспечивает поставщик.

Таблица температурного графика, по которой должна осуществляться оптимальная работа котла, показывает, при какой температуре окружающего мира и на сколько котельная должна повышать градус энергии для источников тепла в доме.

ВАЖНО! Если параметры температурного графика не соблюдаются, потребитель может требовать перерасчет за коммунальные услуги.

Чтобы измерить показатель теплоносителя, необходимо слить немного воды с радиатора и проверить ее градус тепла. Также успешно используются тепловые датчики, приборы учета тепла, которые можно установить дома.

Датчик является обязательным оборудованием и городских котельных, и ИТП (индивидуальных тепловых пунктов).

Без таких приборов невозможно сделать работу отопительной системы экономичной и продуктивной. Измерение теплоносителя осуществляется и в системах Гвс.

Полезное видео

В данном видео даны несколько рекомендаций по созданию комфортной температуры в квартире.

Температурный график подачи теплоносителя в систему отопления в 2020 году

В Российской Федерации, а особенно в ее холодных регионах, отопление необходимо по меньшей мере на протяжении полугода.

А нагрев батарей, и следовательно, тепло в доме зависит от температурного графика подачи теплоносителя в отопительную систему.

Как правило, градусы воды зависят от погодных условий на улице, и на этом основывается вся работа коммунальных организаций.

Существуют и санитарные нормы, согласно которым, климату на улице соответствуют определенные показатели подачи теплоносителя, это стоит учитывать, поскольку при несоответствующих показателях можно подать заявление на перерасчет.

Причины его использования

Чем ниже температура на улице, тем быстрее помещения избавляются от тепла, и чтобы скомпенсировать теплопотери, коммунальщики подают воду с большим нагревом.

Имеет значение нормативный показатель, согласно которому составляется график, он устанавливается на среднем показателе термометра за 5 самых холодных дней года. А вычисления проводится на основании 8-ми самых холодных зим за последние 50 лет.

Установление графика позволяет коммунальным службам не только приготовиться к самым большим морозам, но и минимизировать выход из строя систем снабжения теплом.

Только максимально рассчитанная нагрузка позволит подготовить трубопроводы и запорную арматуру, а также сэкономить на коммуникации.

Поскольку мощность отопления повышается с повышением градусов теплоносителя, можно сказать, что также влияние на комфорт жизни оказывает климат на улице, показатели ветра, а также теплоизоляция МКД.

Также важно учитывать трубы, которые применяются при подаче тепла в жилище граждан, ведь однотрубные системы теряют тепло наиболее сильно, а двухтрубная система дает большую теплоотдачу.

Поэтому в первом случае нужно разогревать воду сильнее, а во втором — можно ограничиться 95 градусами.

Для того, чтобы вода не кипела в трубах, она подается под давлением, и это дает запас тепла, но изношенность труб не позволяет этого обеспечивать, и не все жилища соответствуют уровню комфорта.

Также важно направление подачи воды в батареи, и тип приборов, ведь параметры радиатора и конвектора отличаются по теплоотдаче в пользу первых приборов.

Требования к работе систем отопления по СНиПу

Есть санитарные нормы 41-01-2003, в которых оговариваются требования к работе отопительных систем, причем большое внимание уделяется безопасности в отопительный период.

В этом случае особо опасен теплоноситель, ведь в случае прорыва из батарей хлынет кипяток, поэтому температура ограничивается 95 градусами.

Но это в зданиях общественного и жилого назначения, а во внутреннем трубопроводе носитель может нагреваться более 100 градусов.

Но в случае высокого нагревания требы либо кладутся в специальные шахты, в которых при прорыве вода останется, либо же трубы оснащены специальными устройствами, которые препятствуют вскипанию воды.

Полимерные трубы налагают свои нюансы, и греться они не должны больше 90 градусов. Поверхность отопительных приборов не должна быть горячее 90 градусов, и если превышение есть, то начинаются отрицательные проявления.

Прежде всего, выгорает краска на батареях и пыль в воздухе, что приводит к образованию вредных веществ, и конечно, страдает внешность радиаторов.

Поскольку ограничения были созданы для безопасности, то СНИП также заставляет ответственных лиц ограждать приборы, нагревшиеся более 75 градусов, с помощью решеток.

В лечебных учреждениях СНиП позволяет устанавливать минимальный показатель нагрева батарей на уровне 85 гр., а максимально горячую воду возможно подавать на следующие объекты:

  • вестибюли;
  • отапливаемые пешеходные дорожки;
  • лестничные площадки;
  • технические помещения;
  • здания производственного назначения, при условии, что в них нет легковоспламеняющихся веществ и большого количества пыли.

Температурный график подачи теплоносителя в систему отопления применяется только в соответствующий период, то есть холодное время года, а в теплое время регулируется только вентиляция и кондиционирование помещений.

Но в любом случае отопительный график должен обеспечивать комфортный для жизни климат в жилище, а это 20-22 градуса со знаком плюс.

Как выглядит данный график

Чтобы отследить зависимость внешней температуры от показателей теплоносителя, следует ознакомиться со специальной таблицей, действующей и в 2020 году.

Чем ниже столбик термометра на улице, тем больше показатели на входе, и они снижаются не только после поступления в отопительную систему, но и в приборы, находящиеся в пространстве жилого помещения города Москва и любого другого населенного пункта.

Температура на улице, градусы Показатели воды на входе в здание Характеристики в системе отопления, минимум Нагрев теплоносителя после прохождения системы
8 45-52 40 34
7 47-55 41 35
6 49-57 43 36
5 50-59 44 37
4 52-61 45 38
3 54-64 47 39
2 56-66 48 40
1 57-69 50 41
0 59-71 51 42
-1 61-73 52 43
-2 62-76 54 44
-3 64-78 55 45
-4 66-80 56 45
-5 67-82 57 46
-6 69-85 59 47
-7 71-87 60 48
-8 72-89 61 49
-9 74-92 63 49
-10 75-94 64 50
-15 83-105 70 54
-20 91-116 76 58
-25 98-128 82 62
-30 106-138 88 67
-35 114-149 94 69

Коммунальщики СПб проводят контрольные замеры, чтобы выявить соответствие нормам, но есть нюансы, связанные с трубами для горячего теплоносителя и обраткой.

Цифры на входе указываются без потерь тепла, которые наличествуют при транспортировке горячей воды.

При этом график нужен не только поставщикам, но и потребителям, которые при недостаточных показателях, не соответствующих норме, могут потребовать перерасчета.

В жалобе следует указать, какая температура наружного воздуха сохраняется в помещении, и на этом основании подается обращение.

На основании этого контролеры проводят исследования теплоносителя, и если он не соответствует разработанному графику, то организация выплатит компенсацию и будет обязана наладить нормальное снабжение потребителя.

Расчет внутренней температуры в разных помещениях дома

Чтобы нахождение дома было для человека комфортным, нужно иметь в виду существующие санитарные нормы касательно воздуха в разных комнатах.

Они зависят от времени суток и не могут опускаться ниже таких показателей:

В угловых комнатах днем Ниже 20-ти градусов
Центральные комнаты днем Менее 18-ти градусов
Угловые комнаты в ночное время Меньше, чем 17 градусов тепла
Центральные комнаты в ночной период Менее 15-ти градусов

Если необходимо рассчитать теплопотери помещений, то следует понимать, что формула очень сложная, и при этом используется только специалистами для определения нужной теплоты подачи.

Но для комфортной жизни необходимо, чтобы в разных помещениях не было резкого перепада тепла и холода, а перемещение по жилым комнатам было максимально удобным.

Так, в помещениях для детей необходимо выдержать 18-23 градуса со знаком “плюс”, в детских учебных учреждениях действует режим, согласно которому нужно соблюдать 21 градус тепла.

Чтобы в ванной не было ощущения сырости, следует установить там 25 градусов тепла, поскольку при высокой влажности и прохладе будет чувствоваться влага, а также возникнет грибок.

Чем больше люди двигаются в помещении, тем меньше должны быть значения термометра, и если речь о спортивном учреждении, то там оптимально будет установить режим в +18 гр.

Теплоснабжение потребителей производится несколькими организациями, за тем, что вода дошла в отопительную систему, следит персонал котельной, а трубы и их состояние контролируется теплосетями населенного пункта.

Элеватор, который находится в подвале и приводит воду в оптимальное состояние путем смешивания, обслуживается ЖЭКом, поэтому для решения разных проблем необходимо направлять обращения в разные учреждения.

Видео: расширительный бак закрытого типа

Способы регулировки

Если параметры поступающей воды приходят в несоответствующее состояние по пути к дому, это проблема, которую решает котельная, но движение теплоносителя, а соответственно и климат в жилых помещениях — это сфера ответственности управляющих компаний.

И если у жильцов в домах холодно, причиной этому является несоблюдение графика. Но отрегулировать показатели отопления можно несколькими методами.

Прежде всего, показатели ниже нормы на подаче и обратке, то следует расширить сопло элеватора для большей пропускаемости.

Это делается путем рассверливания детали, на время чего приостанавливается подача тепла в дом. Также есть метод глушения подсоса, когда сопло снимается, и подсос глушится миллиметровым стальным блином.

В результате вода в трубах будет подаваться при 130 градусах, но применяется метод только в экстренных ситуациях.

Посреди отопительного сезона показатель может намного повыситься, поэтому ее регулируют использованием специальной задвижки на самом элеваторе.

Подача горячей воды передается на подающий трубопровод, а на обратку при этом ставится манометр.

Регуляция осуществляется закрытием задвижки на подающей трубе, после чего она немного приоткрывается, а манометр служит для контроля давления.

Температурный режим в Российской Федерации разрабатывается, чтобы обеспечивать нужный микроклимат в жилых помещениях, а также подавать тепло даже при большом морозе на улице.

Соблюдение режима поставки контролируется как управляющей компанией, так и самими потребителями, и когда теплоноситель не соответствует установленным нормам, человек, который владеет жильем, может обратиться для перерасчета и принятия мер.

Эти нормы действуют только в холодное время года, и для теплых месяцев попросту неприменимы.

Температурные графики при расчёте газовой котельной | Архив С.О.К. | 2018

Рассмотрим два одинаковых 24-этажных здания с тепловой нагрузкой отопления 0,6 Гкал/ч. Первое отапливается городской теплосетью (теплопункт расположен в подвальном помещении) с температурным графиком, заданным в технических условиях, вида 150/90/70 °C. Второе здание отапливается газовой котельной, расположенной на крыше (такой же теплопункт в подвальном помещении), с температурным графиком 90/70 °C. После пуска систем отопления внутри зданий установилась температура +24 °C. Расход теплоносителя в котельной второго здания 18 м³/ч, расход в первом здании — 6 м³/ч. Системы работают без сбоев, замечаний к работе систем нет, про оплату за потреблённое тепло на этапе пусконаладочных работ никто не задумывался.

Однако далее, поскольку жильцы в здания не заселены, была поставлена задача жёстко экономить денежные средства, для чего необходимо поддерживать температуру в зданиях около +12 °C. Специалисты настроили управляющие контроллеры систем на соответствующие температурные графики. Оба здания оснащены системами диспетчеризации и управления с использованием веб-технологий. Имеется возможность в режиме «онлайн» просматривать текущие параметры. По архивным данным можно анализировать отчёты за дневной и недельный период работы оборудования, а также корректировать параметры системы.

Системы с новыми настройками контроллеров проработали два дня. Проанализировав графики подающего и «обратного» теплоносителя и показания теплосчётчика за день, выяснилась следующая картина:

1. В первом здании оплата за тепло по теплосчётчику составила 30 единиц, колебания температуры подающего теплоносителя происходили в пределах 6 °C с периодом в два часа.

Наблюдались совпадения температур подающего и «обратного» теплоносителей в течение 20 минут.

При работе системы отопления расход теплоносителя по теплосчётчику колеблется в пределах G = 2 м³/ч, наружная температура при этом не изменялась.

2. Во втором здании оплата за газ (по счётчику газа) составила 55 единиц и котельная работала в автоколебательном режиме.

Отсюда возникает вопрос: почему разная оплата за потреблённое тепло и почему происходят автоколебательные процессы в системах?

Проанализируем два разработанных и согласованных со всеми инстанциями проекта. По формуле (1) в проектной документации произведён расчёт расхода теплоносителя:

где G — расход теплоносителя, м³/ч; Q — тепловая нагрузка здания в Гкал/ч; tп — температура в подающем трубопроводе; tо — температура в «обратном» трубопроводе. 

Расход теплоносителя в первом здании составляет G = 7,5 м³/ч, в теплопункте установлены ограничительные «шайбы» соответствующих диаметров. Во втором случае расход составляет G = 30 м³/ч.

Расход теплоносителя для отопления абсолютно одинаковых зданий отличается в четыре раза! В реальности температурные графики подаваемого в систему теплоносителя для обоих зданий совершенно одинаковые. Привычка при проектировании не задумываться об использовании температурных графиков — это одна из причин, которая и приводит к некорректной работе в дальнейшем. При «шайбировании» расхода 7,5 м³/ч мощности вышеприведённой котельной достаточно для того, чтобы отопить четыре здания.

Технологическая схема системы приведена на рис. 1 (поскольку теплопункты одинаковы, оба варианта подачи теплоносителя для отопления здания представлены на одном рисунке). На рис. 1 задвижка типа «баттерфляй» с приводом обозначается цифрой 1, седельные клапаны с приводом — 2, частотный преобразователь — 3. Рассмотрим работу контура теплопункта. В передаточных функциях замкнутый контур теплопункта изображён на рис. 2.

Седельный регулирующий клапан 2 на рис. 1 (с линейной характеристикой) поддерживает заданный температурный график для обеспечения в здании внутренней температуры +12 °C.

Проанализировав графики системы диспетчеризации, увеличиваем интегральную составляющую закона — PIDрегулирования — и следим в онлайн-режиме за изменением температур теплоносителя. Переходный процесс в контуре теплопункта становится апериодическим, колебаний нет. Температура подающего теплоносителя отличается от температуры «обратного» на 4 °C. При внешний температуре +1 °C температура подающего теплоносителя — +28 °C, а «обратного» — +24 °C. Расход теплоносителя при этом G = 1,4 м³/ч, при этом оплата за тепло уменьшилась. Работу теплового пункта можно считать идеальной.

Работа котельной представляется несколькими замкнутыми контурами.

Первый, стандартный контур (показан на рис. 3) — это защита котла от низкотемпературной «обратки». Для регулирования температуры применяется задвижка типа «баттерфляй» с приводом 1 (рис. 1), которая имеет нелинейную характеристику управления. Второй контур (рис. 4) поддерживает перепад давления в системе насосом с частотным преобразователем 3 (рис. 1). Необходимый перепад давления, поддерживаемый контуром, составляет 0,8 бар.

Третий контур управляет горелкой котла по датчику температуры, установленному в подающем трубопроводе (в данном случае это 70 °C). При закрытии клапанов 2 (рис. 1) до необходимого расхода теплоносителя G = 1,4 м³/ч весь теплоноситель через открытую задвижку вида «баттерфляй» первого контура проходит в обратный трубопровод. Температуры подающего и «обратного» теплоносителей выравниваются. Контур, управляющий газовой горелкой, останавливает подачу газа, и котёл затухает.

Через 20–30 минут котёл необходимо запускать, так как клапаны 2 (рис. 1) начинают открываться, и цикл повторяется. Таким образом, система работает в автоколебательном режиме.

Самый простой и часто применяемый выход из данной ситуации — это перевод клапанов 2 (рис. 1) в ручной режим и их открытие на 50 % хода штока, то есть обеспечение отдачи тепла в окружающую среду и обеспечение расхода для сетевых насосов. Для нормальной работы котла необходимы минимальный сброс тепла и расход теплоносителя. Таким образом работает большинство систем: обеспечивается сброс тепла и минимально возможный расход теплоносителя для сетевых насосов, и котёл не затухает. В данном случае минимальный расход теплоносителя составляет 12 м³/ч. Поэтому и оплата за газ в данном случае больше, чем оплата по теплосчётчику.

Выводы

Из всего вышесказанного можно сделать несколько выводов:

1. Для расчёта котельных необходимо применять следующий температурный график — 150/90/70 °C с 20 %-м запасом по расходу теплоносителя. При использовании такого температурного графика мощности котельной будет достаточно для обогрева только одного здания, а не квартала.

2. При проектировании котельных следует рассчитывать минимальный расход теплоносителя, на котором может работать котельная, а в документации представлять работу систем в передаточных функциях для упрощения пусконаладочных работ.

3. Настройкой контуров невозможно добиться нормальной работы котельной при 5 %-м расходе теплоносителя от проектного.

4. Для регулирования нежелательно применять исполнительные механизмы с нелинейной характеристикой (например, задвижку типа «баттерфляй»).

Температурный график. Качество связи

Физической основой услуги отопления являются нормативы темпе­ратуры теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах системы те­плоснабжения дома в зависимости от температуры атмосферного воз­духа. Этот норматив называется температурным графиком, он может различаться в зависимости от региона и режима теплоснабжения. В до­говоре на теплоснабжение температурный график обычно формируется в виде таблицы со значениями параметров: температура теплоносителя в сетевом трубопроводе — прямом (Т1) и обратном (Т2), температура во внутреннем трубопроводе — прямом (ТЗ) в зависимости от темпера­туры наружного воздуха (Tнв). В нашем примере приведены указанные параметры для стандартных режимов теплоснабжения 150/70; 130/70; 105/70; 95/70. Все значения температур приведены в градусах Цельсия.

Тнв

Т1

ТЗ

Т2

150/70

130/70

105/70

95/70

8

53

50

43

41

36

0

72

67

56

52

43

-5

84

76

64

59

48

-10

95

86

71

65

52

-15

107

95

78

72

56

-20

118

104

85

78

59

-25

129

ИЗ

92

84

63

-30

139

121

99

89

67

-35

150

130

105

95

70

Надо отметить, что температурным графиком твердо фиксируются значения температуры теплоносителя, возвращаемого в тепловую сеть. Это требование поставщика объясняется условием нормального функ­ционирования котлового оборудования. Вместе с тем надо понимать, что фактически УО никак не может повлиять на температуру воды в об­ратном трубопроводе — ни в сетевом (Т2), ни во внутреннем (Т4). Счи­тается, что обычное потребление тепла, согласно расчетным проектным данным, само по себе должно обеспечить приведенные в графике значе­ния. Однако неточности расчета потребности здания в тепловой энергии могут привести к значительным отклонениям фактических данных Т2 от договорных величин. Те же явления могут возникать из-за проведения популярных сегодня мероприятий по повышению энергоэффективности здания, особенно при наличии так называемых перетопов.

Последняя тема требует особого внимания, так как при неоправ­данно высоких режимах теплоснабжения либо дорогостоящая энер­гия улетает на улицу через открытые форточки, либо несоблюдение режима теплопотребления может привести к серьезным штрафам, возлагаемым на УО, за отклонения от температурного графика. У недобросовестного поставщика тепла в руках оказывается вполне легальный рычаг для необоснованного обогащения тем или иным способом. Защитой от необоснованных затрат потребителя должно служить отдельное положение, предусмотренное в договоре с тепло­снабжающим предприятием, о возможности перехода с одного тем­пературного режима на другой в достаточно короткие сроки после заявления УО. Именно с этой целью следует в температурном гра­фике (как приложению к договору на поставку тепла) зафиксировать несколько температурных режимов, допустимых к применению для вашего здания. Штрафы за несоблюдение температурного графика должны быть предусмотрены договором теплоснабжения — зеркаль­ными для обеих сторон РСО и УО.

За качество услуги отопления в МКД по действующему законода­тельству отвечает исполнитель коммунальных услуг, т. е. управляющая организация. Это обязывает У О предусмотреть в договоре поставки тепла ответственность поставщика за ряд технических параметров. Кроме уже упомянутых — режима теплоснабжения и соблюдения тем­пературного графика, необходимо закрепить документально значение рабочего давления в сетевом трубопроводе и нормативные требования к химическому составу теплоносителя. Только грамотно составленный договор на поставку тепла может служить гарантией комфортной тем­пературы в помещениях и защитой от лишних финансовых затрат на отопление.

В зоне ответственности УО остается подготовка внутридомовой системы к отопительному сезону, технического состояния тепловых сетей и оборудования, поддержание рабочего давления и циркуляции теплоносителя во внутренних сетях, нормированный расход теплоноси­теля (контроль утечек), температура теплоносителя в обратном сетевом трубопроводе и, в конце концов, температура воздуха в помещениях. Согласно нормативам, температура воздуха в жилых помещениях для центрального региона должна быть не менее +18 °С, в угловых поме­щениях — не менее +20 °С.

Дата начала (и окончания) отопительного сезона устанавливается ежегодно органами местного самоуправления в соответствии с норма­ми Правил № 354, по среднесуточной температуре наружного воз­духа, которая должна быть ниже (или выше — для окончания сезона) 8 °С в течение 5 дней кряду.

Кто составляет температурный график системы отопления

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Кто составляет температурный график системы отопления». Также Вы можете бесплатно проконсультироваться у юристов онлайн прямо на сайте.

В 90-е годы вескими причинами, которыми объясняли радикальное снижение проектного температурного графика, считались изношенность тепловых сетей, арматуры, компенсаторов, а также невозможность обеспечить необходимые параметры на тепловых источниках в связи с состоянием теплообменного оборудования.

Температурный график определяет режим работы тепловых сетей, обеспечивая центральное регулирование отпуска тепла. По данным температурного графика определяется температура подающей и обратной воды в тепловых сетях, а также в абонентском вводе в зависимости от температуры наружного воздуха.

Сообщество «защита потребителей в сфере жкх»

Для того, чтобы Excel расчитал и построил график достаточно ввести несколько исходных значений:

  • расчетная температура в подающем трубопроводе тепловой сети Т1
  • расчетная температура в обратном трубопроводе тепловой сети Т2
  • расчетная температура в подающем трубопроводе системы отопления Т3
  • Температура наружного воздуха Тн.в.
  • Температура внутри помещения Тв.п.
  • коэффициент «n» (он, как правило, не изменен и равен 0,25)
  • Минимальный и максимальный срез температурного графика Срез min, Срез max.

Все. больше ничего от вас не требуется. Результаты вычислений будут в первой таблице листа. Она выделена жирной рамкой.

Графики температур и расходов воды в тепловой сети и местной системе отопления при качественном и количественном регулировании отпуска тепла для отопительного комплекса с элеваторным узлом при ведены на рис. 5.3.

В некоторых случаях нормативный документ допускает полное освобождение пострадавших жильцов от оплаты.

Применяется также, диаграмма возвращённого теплоносителя. Котельная или ТЭЦ по такой схеме может оценить КПД источника. Он считается высоким, когда возвращённая жидкость поступает охлаждённая.

Для того, чтобы контролировать температуру теплоносителя и иметь право на перерасчет из-за несоблюдения теплового режима, теплодатчик должен быть установлен в систему централизованного отопления. Приборы учета должны проходить ежегодную проверку.

Для потребителей, подключенных по независимой схеме присоединения температура воды в прямом трубопроводе определяется по графе 4 таблицы, а в обратном трубопроводе по графе 8 таблицы.

Благодаря ему температура в жилище поддерживается на оптимальном уровне. Графики могут быть разными. Для их разработки учитываются многие факторы. Любой график перед применением на практике нуждается в утверждении в уполномоченном учреждении города.

Раньше, на 10 ти этажные постройки, вводилась схема с расчётными данными 95-70°C. Здания выше имели свою диаграмму 105-70°C. Современные новостройки могут иметь другую схему, на усмотрение проектировщика. Чаще, встречаются диаграммы 90-70°C, а могут быть и 80-60°C.

Вы платите за тепло не зависимо от температуры «за бортом». Если установить индивидуальные теплосчетчики, то будете платить за фактически использованную энергию.

Для расчетной температуры воды в подаче принимается та цифра, которая равняется температуре воды на выходе из котла, согласно его паспортным данным.
Например, для жилой квартиры температура воздуха не должна быть менее +18 градусов. В детских садах, больницах этот показатель выше: +21 градус.

Глава Березовского сельсовета А.М.Стрещенко Березовского сельсовета Ордынского района о графиках аварийного ограничения режимов потребления тепловой энергии потребителями на территории Березовского сельсовета Ордынского района Новосибирской области Аварийные ограничения осуществляются в соответствии с графиками аварийного ограничения.

Если увеличивается расход через отопительный контур, вода будет возвращаться не охлаждённой, так как возрастёт скорость поступления. И наоборот, при минимальном расходе, обратная вода будет достаточно охлаждена.

Климатические зоны Основной фактор, определяющий алгоритм составления графика — расчетная зимняя температура. Таблица температур теплоносителя должна быть составлена таким образом, чтобы максимальные значения (95/70 и 105/70) в пик морозов обеспечивали соответствующую СНиП температуру в жилых помещениях.

Надо отметить, что температура воды в батареях центрального отопления должна быть такой, которая позволит хорошо прогреть здание.

Климатические зоны Основной фактор, определяющий алгоритм составления графика — расчетная зимняя температура. Таблица температур теплоносителя должна быть составлена таким образом, чтобы максимальные значения (95/70 и 105/70) в пик морозов обеспечивали соответствующую СНиП температуру в жилых помещениях.

Надо отметить, что температура воды в батареях центрального отопления должна быть такой, которая позволит хорошо прогреть здание.

В городах практически все жилые дома подключены к центральной системе отопления. Чтобы обеспечить комфортные условия проживания зимой, приходится контролировать температуру теплоносителя, подача которого осуществляется ТЭЦ и котельными. Для этого сотрудниками теплосетей разрабатывается температурный график, зависящий от климатических условий региона и температуры воздуха на улице.

Необходимость выполнения построений и расчетов

Согласно правилам, после поступления жалобы в течение 2 часов техниками-смотрителями должна быть произведена проверка.
По результатам проверки составляется акт, подписываемый проверяющими и пострадавшей стороной. При необходимости может быть назначена дополнительная экспертиза, чью стоимость оплачивает поставщик тепла.

Ну вот и проблема в чем: составил я акт в одной квартире. А их в доме 80. А недотоп не один день. Постоянный. Счетчик это фиксирует. Декабрь, Январь, Февраль вообще катастрофа. По 8-12 градусов не хватает в теплоносителе. Что мне в суде показывать? Ежедневные акты по 80 квартирам *3месяца? Это же нереально.

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав!

Для поддержания комфортной температуры в доме в отопительный период необходимо контролировать температуру теплоносителя в трубах тепловых сетей.

Расчет поверхностной мощности батарей

Подача достаточного тепла в многоквартирный дом будет стабильной, даже если отмечается резкий перепад температур на улице.

Обогрев лестничной клетки Раз уж речь зашла о многоквартирном доме, то следует упомянуть лестничные клетки. Нормы температуры теплоносителя в системе отопления гласят: градусная мера на площадках не должна опускаться ниже 12 °С.

ОРДЫНСКОГО РАЙОНА НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ Об утверждении Положения о графиках аварийного ограничения режимов потребления тепловой энергии потребителями на территории Березовского сельсовета Ордынского района Новосибирской области 1.

В данной ситуации Вам необходимо требовать перерасчета у ресурсоснабжающей организации (далее — РСО).

При наличии общедомового прибора учета, плата за отопление зависит от объема полученного многоквартирным домом теплоносителя.

К.т.н. Петрущенков В.А., НИЛ “Промышленная теплоэнергетика”, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Петра Великого», г.

Все графики работы источников и местных систем могут быть другими и определяются по решению проектной и энергоснеабжающей организации. Схема присоединения системы отопления выбирается при проектировании в соответствии с требованиями правилам.

Это означает, что применение “срезки” температур сегодня является вполне законным мероприятием, как с точки зрения Перечня национальных стандартов и сводов правил, так и с точки зрения актуализированной редакции профильного СНиП “Тепловые сети”.

Переодичность утверждения температурных графиков котельной

При выполнении вычислений не учитывались характеристики здания, климатические особенности региона. Но даже несмотря на это их можно использовать в качестве основы для создания температурного графика отопительной системы.

За параметры теплотрассы отвечают сотрудники теплосетей и ТЭЦ, а температурные показатели внутри строений находятся в ведомстве ЖЭКа. Для регулирования температуры помещения в отопительный период можно использовать два метода.

Выбирается метод регулирования, затем делается расчёт. Во внимание берётся расчётно-зимний и обратный порядок поступления воды, величина наружного воздуха, порядок в точке излома диаграммы. Существуют две диаграммы, когда в одной из них рассматривается только отопление, во второй отопление с потреблением горячей воды.

Для составления правильного графика сначала необходимо рассчитать разницу между температурой поступающего в здание теплоносителя и обраткой.

Произведенное понижение температурного графика владельцами тепловых источников обычно официально оформлялось, как работа по проектному графику 150-70°С со “срезкой” при пониженной температуре 110…130°С. При более низких температурах теплоносителя предполагалась работа системы теплоснабжения по диспетчерскому графику. Расчетные обоснования такого перехода автору статьи не известны.
Переход на пониженный температурный график, например, 110-70 °С с проектного графика 150-70 °С должен повлечь за собой ряд серьезных последствий, которые диктуются балансовыми энергетическими соотношениями.

Рассмотрим пример как пользоваться графиком. Предположим, на улице температура «минус 10 градусов».

Основой работы каждой котельной, обслуживающей жилые, административные и другие здания, на протяжении отопительного периода является температурный график, в котором указываются нормативы показателей теплоносителя в зависимости от того, какой является фактическая наружная температура.

Используя данные таблицы 5, построим отопительно-бытовой, а также повышенный графики температур сетевой воды.

Существует несколько типов температурных графиков, каждый из которых влияет на норматив температуры радиаторов отопления. Выбор конкретного вида зависит от нескольких факторов.

Для оптимизации мощности отопления необходимо сделать теплоизоляцию наружных стен дома. Этим уменьшатся тепловые потери и расход энергоносителя. Расчет температурного режима Неравномерное распределение тепла в радиаторе Для определения оптимального температурного режима необходимо учитывать характеристики компонентов отопления – радиаторов и батарей.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники


Похожие записи:

Кривая нагрева воды

| Введение в химию

Цель обучения
  • Обсудите кривую нагрева воды.

Ключевые моменты
    • Кривая нагрева графически представляет фазовые переходы, которым подвергается вещество при добавлении к нему тепла.
    • Плато на кривой отмечают фазовые изменения. Температура остается постоянной во время этих фазовых переходов.
    • Вода имеет высокую температуру кипения из-за сильных водородных связей между молекулами воды; он одновременно является донором и акцептором сильной водородной связи.
    • Первое изменение фазы — таяние, во время которого температура не меняется, а вода тает. Второе изменение фазы — кипение, так как при переходе в газ температура не меняется.

Условия
  • водородная связь Сильная межмолекулярная связь , в которой атом водорода в одной молекуле притягивается к сильно электроотрицательному атому (обычно азоту или кислороду) в другой молекуле.
  • удельная теплоемкость Количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 г вещества на 1 градус Цельсия.

Как и многие вещества, вода может существовать в различных фазах вещества: жидкой, твердой и газовой. Кривая нагрева показывает, как изменяется температура, когда вещество нагревается с постоянной скоростью.

Построение кривой нагрева

Температура откладывается по оси ординат, а по оси абсцисс отложено добавленное тепло. Предполагается постоянная скорость нагрева, так что ось абсцисс также можно рассматривать как количество времени, которое проходит, когда вещество нагревается.На измеренной кривой есть два основных наблюдения:

  • регионов, где температура повышается при добавлении тепла
  • плато, где температура остается постоянной.

Именно на этих плато происходит фазовый переход.

Кривая нагрева воды Фазовые переходы воды.

Анализ кривой нагрева

Если смотреть слева направо на график, можно увидеть пять отдельных частей кривой нагрева:

  1. Твердый лед нагревается, и температура повышается до тех пор, пока не будет достигнута нормальная точка замерзания / плавления, равная нулю градусов Цельсия.Количество добавленного тепла, q , можно рассчитать следующим образом: [латекс] q = m \ cdot C_ {H_2O (s)} \ cdot \ Delta T [/ latex], где m — масса пробы воды. , C — удельная теплоемкость твердой воды, или льда, а [latex] \ Delta T [/ latex] — это изменение температуры во время процесса.
  2. Первая фаза — таяние; при плавлении вещества температура не меняется. Для воды это происходит при 0 o C. Вышеприведенное уравнение (описанное в части 1 кривой) нельзя использовать для этой части кривой, потому что изменение температуры равно нулю! Вместо этого используйте тепла fusion ([latex] \ Delta H_ {fusion} [/ latex]), чтобы вычислить, сколько тепла было вовлечено в этот процесс: [latex] q = m \ cdot \ Delta H_ {fusion } [/ latex], где м масса пробы воды.
  3. После того, как все твердое вещество превратилось в жидкость, температура жидкости начинает повышаться по мере поглощения тепла. Затем можно рассчитать тепло, поглощаемое: [латексом] q = m \ cdot C_ {H_2O (l)} \ cdot \ Delta T [/ latex]. Обратите внимание, что удельная теплоемкость жидкой воды отличается от теплоемкости льда.
  4. Жидкость закипит, когда раствор поглотит достаточно тепла, чтобы температура достигла точки кипения, где снова температура остается постоянной, пока вся жидкость не станет газообразной водой.При атмосферном давлении 1 атм этот фазовый переход происходит при температуре 100 o C (нормальная точка кипения воды). Жидкая вода становится водяным паром или паром, когда переходит в газовую фазу. Используйте тепла испарения ([латекс] \ Delta H_ {vap} [/ latex]), чтобы вычислить, сколько тепла было поглощено в этом процессе: [латекс] q = m \ cdot C_ {H_2O (g)} \ cdot \ Delta T [/ latex], где м — масса пробы воды.
  5. После того, как вся жидкость будет преобразована в газ, температура будет продолжать повышаться по мере добавления тепла.Опять же, добавленное тепло, которое приводит к определенному изменению температуры, определяется следующим образом: [латекс] q = m \ cdot C_ {H_2O (g)} \ cdot \ Delta T [/ latex]. Обратите внимание, что удельная теплоемкость газообразной воды отличается от теплоемкости льда или жидкой воды.
  6. Вода имеет высокую температуру кипения из-за наличия обширных взаимодействий водородных связей между молекулами воды в жидкой фазе (вода является одновременно донором и акцептором водородных связей). Когда тепло впервые применяется к воде, она должна разорвать межмолекулярные водородные связи в образце.После разрыва связей тепло поглощается и преобразуется в увеличенную кинетическую энергию молекул для их испарения.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

кривых нагрева и охлаждения (также называемых температурными кривыми)

Цели обучения

  • Список изменений состояния.
  • Свяжите изменение состояния с изменением температуры.

Примеры

Почему пароходы содержат столько энергии?

Во времена Марка Твена (настоящее имя Сэмюэл Лангхорн Клеменс, 1835–1910) пароход был основным средством передвижения по рекам и озерам Соединенных Штатов. Сам Твен какое-то время был пилотом парохода на реке Миссисипи и взял свой псевдоним из измерения глубины воды (двенадцать футов, которая была безопасной глубиной для лодок).Лодки получали энергию от пара — жидкая вода превращалась в газ при высоких температурах. Пар толкал поршни двигателя, заставляя гребные колеса вращаться и приводить в движение лодку.

Кривые нагрева

Представьте, что у вас есть кусок льда с температурой -30 ° C, что значительно ниже его точки плавления . Лед находится в закрытой емкости. По мере того, как к ледяному блоку постоянно добавляется тепло, молекулы воды начнут вибрировать все быстрее и быстрее, поскольку они поглощают кинетическую энергию.В конце концов, когда лед нагреется до 0 ° C, добавленная энергия начнет разрушать водородные связи, которые удерживают молекулы воды на месте, когда он находится в твердой форме . По мере таяния льда его температура не повышается. Вся энергия, вкладываемая в лед, идет на процесс таяния, а не на повышение температуры. В процессе плавления два состояния — твердое и жидкое — находятся в равновесии друг с другом. Если в этот момент система была изолирована и энергия не поступала и не уходила, смесь льда с водой при 0 ° C осталась бы.Температура всегда постоянна при изменении состояния.

Продолжение нагрева воды после полного таяния льда теперь увеличит кинетическую энергию молекул жидкости, и температура повысится. Предполагая, что атмосферное давление является стандартным, температура будет постоянно повышаться, пока не достигнет 100 ° C. В этот момент добавленная энергия тепла вызовет испарение жидкости. Как и при предыдущем изменении состояния, температура останется на уровне 100 ° C, пока молекулы воды переходят из жидкого состояния в состояние , газ, или пар.После того, как вся жидкость полностью выкипит, дальнейшее нагревание пара (помните, что контейнер закрыт) повысит его температуру выше 100 ° C.

Описанный выше эксперимент может быть представлен в виде графика, называемого кривой нагрева ( Рисунок ниже):

Рисунок 13.23

На кривой нагрева воды температура отображается как постоянное добавление тепла. Изменения состояния происходят во время плато, потому что температура постоянна.

Изменение состояния всех веществ может быть представлено кривой нагрева этого типа. Точки плавления и кипения вещества можно определить по горизонтальным линиям или плато на кривой. Другие вещества, конечно, будут иметь точки плавления и кипения, отличные от температуры кипения воды. Единственным исключением из этой точной формы нагрева может быть такое вещество, как диоксид углерода, которое сублимируется, а не плавится при стандартном давлении. Кривая нагрева диоксида углерода будет иметь только одно плато при температуре сублимации CO 2 .

Весь эксперимент можно провести в обратном порядке. Пар с температурой выше 100 ° C можно постоянно охлаждать до 100 ° C, после чего он конденсируется в жидкую воду. Затем воду можно было охладить до 0 ° C, после чего продолжающееся охлаждение превратило бы воду в лед. Затем лед можно было охладить до некоторой точки ниже 0 ° C. Это можно было бы изобразить в виде кривой охлаждения, которая была бы обратной кривой нагрева.

Сводка изменений состояния

Все изменения состояния, которые происходят между твердым телом, жидкостью и газом, суммированы на диаграмме на рисунке ниже. Замораживание противоположно плавлению, и оба представляют собой равновесие между твердым и жидким состояниями. Испарение происходит, когда жидкость превращается в газ. Конденсация противоположна испарению, и оба представляют собой равновесие между жидким и газообразным состояниями. Осаждение противоположно сублимации, и оба представляют собой равновесие между твердым и газообразным состояниями.

Рисунок 13.24

Состояния твердого тела, жидкости и газа с условиями для каждого изменения состояния, которое происходит между ними.

Основные выводы

Сводка
  • Изменение состояния может быть вызвано подачей тепла в систему или удалением его из системы.
  • Температура системы не изменится до тех пор, пока вещество претерпевает изменение от твердого состояния к жидкости или жидкости к газу, а также наоборот.

Упражнения

Практика

Вы можете экспериментировать с давлением, температурой и фазами, используя это моделирование

http: // www.pbs.org/wgbh/nova/physics/states-of-matter.html

Измените температуру, давление и вещество и запишите свои наблюдения.

Упражнения

Обзор

Вопросы

  1. Что происходит, когда температура льда достигает 0 ° C?
  2. Что такое сублимация?
  3. Что произойдет с паром, если его охладить до 100 ° C?

Глоссарий

  • конденсация: Процесс превращения газа в жидкость.Противоположность испарению, и оба представляют собой равновесие между жидким и газовым состояниями.
  • осаждения: Процесс превращения газа в твердое тело. Противоположность сублимации, и оба представляют собой равновесие между твердым и газообразным состояниями.
  • испарение: Происходит, когда жидкость превращается в газ.
  • замораживание: Процесс превращения жидкости в твердое тело. Противоположно плавлению, и оба представляют собой равновесие между твердым и жидким состояниями.
  • gas: Материальное состояние, заполняющее все доступное пространство.
  • жидкость: Состояние вещества определенного объема, принимающее форму своего сосуда.
  • плавка: Процесс превращения твердого тела в жидкость.
  • твердое тело: Состояние вещества определенной формы и объема.
  • сублимация: Процесс превращения твердого тела в газ.

ChemTeam: График время-температура

ChemTeam: График время-температура

График время-температура


Будем нагревать емкость, в которой 72.В нем 0 граммов льда (жидкой воды еще нет!). Чтобы упростить иллюстрацию, учтите, что 100% подводимого тепла уходит в воду. Нет потери тепла при нагревании контейнера, и тепло не теряется в воздухе.

Предположим, что лед начинается при -10,0 ° C, а давление всегда составляет одну атмосферу. Мы закончим пример паром с температурой 120,0 ° C.

Есть пять основных шагов, которые следует обсудить по очереди, прежде чем эта проблема будет полностью решена. Они здесь:

1) температура льда повышается от −10.От 0 до 0,00 ° C.
2) лед тает при 0,00 ° C.
3) температура жидкой воды повышается от нуля до 100,0 ° C.
4) жидкая вода закипает при 100,0 ° C.
5) температура пара затем повышается со 100,0 до 120,0 ° C.

С каждым из этих шагов будет связано вычисление. ВНИМАНИЕ: можно написать много домашних заданий и контрольных вопросов, в которых используется менее пяти шагов. Например, предположим, что температура воды в указанной выше задаче начиналась с 10,0 ° C. Тогда для решения потребуются только шаги 3, 4 и 5.

Справа — тип графика, который обычно используется для отображения этого процесса во времени.

Команда ChemTeam надеется, что вы сможете выяснить, что пять пронумерованных разделов на графике относятся к пяти пронумерованным частям списка непосредственно над графиком.

Также обратите внимание, что числа 2 и 4 представляют собой фазовые переходы: твердое вещество в жидкость в № 2 и жидкость в газ в № 4.

Вот несколько символов, которые будут использоваться, МНОГО !!

1) Δt = изменение температуры от начала до конца в градусах Цельсия (° C)
2) m = масса вещества в граммах
3) C p = удельная теплоемкость.Его единица измерения — Джоуль на грамм-градус Цельсия (Дж / г ° C — это один способ записать единицу; Дж г ¯ 1 ° C ¯ 1 — другой)
4) q = количество вовлеченного тепла, измеренное в Джоулях или килоджоулях (символы = Дж и кДж) 901 · 10 5) моль = моль вещества.
6) ΔH fus — символ молярной теплоты плавления, а ΔH vap — символ молярной теплоты испарения.
Нам также потребуется молярная масса вещества. В этом примере это вода, поэтому молярная масса равна 18.0 г / моль.

Кстати, p означает, что удельная теплоемкость измеряется при постоянном давлении; существует связанная с этим удельная теплоемкость, которую мы не будем обсуждать (пока), которая измеряется при постоянном объеме. Не удивительно (надеюсь), что он имеет обозначение C v .


Шаг первый: температура твердого льда повышается

Когда мы прикладываем тепло, лед будет нагреваться до тех пор, пока не достигнет своей нормальной точки плавления, равной нулю по Цельсию.

Когда он достигает нуля, Δt становится равным 10.0 ° С.

Вот важный момент: ЛЕД ЕЩЕ НЕ РАТАЛ.

В конце этого шага у нас есть ТВЕРДЫЙ лед с нулевым градусом. Еще не растаял. Это важный момент.

Каждый грамм воды требует постоянного количества энергии, чтобы подняться на каждый градус Цельсия. Это количество энергии называется удельной теплоемкостью и обозначается символом C p .

Перейдите по этой ссылке, чтобы рассчитать энергию, используемую на этом этапе.


Шаг второй: тает твердый лед

Теперь мы продолжаем добавлять энергию, и лед начинает таять.

Однако температура НЕ МЕНЯЕТСЯ. Он остается равным нулю, пока тает лед.

Для таяния каждого моля воды потребуется постоянное количество энергии. Это количество называется молярной теплотой плавления и обозначается как ΔH fus . Молярная теплота плавления — это энергия, необходимая для плавления одного моля вещества при его нормальной температуре плавления. Один моль твердой воды, один моль твердого бензола, один моль твердого свинца. Это не имеет значения. Каждое вещество имеет свою ценность.

В это время энергия используется для преодоления притяжения молекул воды друг к другу, разрушая трехмерную структуру льда.

Единица измерения — кДж / моль. Иногда можно встретить более старые ссылки, в которых используется значение ккал / моль. Преобразование калорий в джоули составляет 4,184 Дж = 1,000 кал.

Иногда вы также видите это число, выраженное «на грамм», а не «на моль». Например, молярная теплота плавления воды составляет 6,02 кДж / моль. В пересчете на грамм это 334.16 Дж / г.

Обратите внимание, как я перешел на Джоули вместо килоджоулей. Это было сделано для того, чтобы число оставалось в пределах от единиц до сотен. Для записи значения с использованием кДж потребуется написать 0,33416. Понятнее написать 334.16.

Обычно термин «теплота плавления» используется со значением «на грамм».

Перейдите по этой ссылке, чтобы рассчитать энергию, используемую на этом этапе.


Шаг третий: температура жидкой воды повышается

Как только лед полностью растает, температура может снова начать повышаться.

Он продолжает расти до тех пор, пока не достигнет своей нормальной точки кипения 100,0 ° C.

Поскольку температура упала от нуля до 100, Δt равно 100.

Важный момент: ЖИДКОСТЬ ЕЩЕ НЕ КИПИЛАСЬ.

В конце этого шага у нас есть жидкая вода с температурой 100 градусов. Пока не превратилось в пар.

Каждый грамм воды требует постоянного количества энергии, чтобы подняться на каждый градус Цельсия. Это количество энергии называется удельной теплоемкостью и обозначается символом C p .В зависимости от вещества, находящегося в твердой, жидкой или газовой фазе, потребуется другое значение.

Перейдите по этой ссылке, чтобы рассчитать энергию, используемую на этом этапе.


Шаг четвертый: кипение жидкой воды

Теперь мы продолжаем добавлять энергию, и вода закипает.

Однако температура НЕ МЕНЯЕТСЯ. Он остается на уровне 100, пока вода закипает.

Для кипения каждого моля воды требуется постоянное количество энергии.Это количество называется молярной теплотой парообразования и обозначается как ΔH vap . Молярная теплота парообразования — это энергия, необходимая для кипячения одного моля вещества при его нормальной температуре кипения. Один моль жидкой воды, один моль жидкого бензола, один моль жидкого свинца. Это не имеет значения. Каждое вещество имеет свою ценность.

В это время энергия используется для преодоления притяжения молекул воды друг к другу, позволяя им перемещаться из близких друг к другу (жидкость) на довольно большое расстояние (состояние газа).

Единица измерения — кДж / моль. Иногда можно встретить более старые ссылки, в которых используется значение ккал / моль. Преобразование калорий в джоули составляет 4,184 Дж = 1,000 кал.

Иногда вы также видите это число, выраженное «на грамм», а не «на моль». Например, молярная теплота испарения воды составляет 40,7 кДж / моль. В пересчете на грамм это 2259 Дж / г или 2,259 кДж / г. Кстати, это значение может меняться в зависимости от используемой молярной теплоты сгорания и молярной массы используемой воды. Например:

40670 Дж / моль / 18.0 г / моль = 2257,56 Дж / г

Вас предупредили!

Обычно термин «теплота парообразования» используется со значением «на грамм».

Перейдите по этой ссылке, чтобы рассчитать энергию, используемую на этом этапе.


Шаг пятый: температура пара повышается

После того, как вода полностью превратилась в пар, температура может снова начать повышаться.

Он продолжает расти, пока мы не перестанем добавлять энергию. В этом случае дайте температуре подняться до 120 ° C.

Поскольку температура изменилась со 100 до 120, Δt равно 20.

Каждый грамм воды требует постоянного количества энергии, чтобы подняться на каждый градус Цельсия. Это количество энергии называется удельной теплоемкостью и обозначается символом C p . В зависимости от вещества, находящегося в твердой, жидкой или газовой фазе, потребуется другое значение.

Перейдите по этой ссылке, чтобы рассчитать энергию, используемую на этом этапе.

Перейдите по этой ссылке для окончательного подведения итогов и ответа.


8.1: Кривые нагрева и изменения фаз

Навыки для развития

  • Описать процессы, представленные типичными кривыми нагрева и охлаждения, и вычислить тепловые потоки и изменения энтальпии, сопровождающие эти процессы
  • Объясните устройство и использование типовой фазовой диаграммы
  • Используйте фазовые диаграммы для определения стабильных фаз при заданных температурах и давлениях и для описания фазовых переходов, возникающих в результате изменения этих свойств
  • Описать сверхкритическую жидкую фазу вещества

Кривые нагрева и охлаждения

В блоке термохимии была введена связь между количеством тепла, поглощенного или связанного веществом q, и сопутствующим ему изменением температуры ΔT:

где m — масса вещества, а c — его удельная теплоемкость.Это отношение применимо к веществу, которое нагревается или охлаждается, но не изменяется в состоянии. Когда нагреваемое или охлаждаемое вещество достигает температуры, соответствующей одному из его фазовых переходов, дальнейшее накопление или потеря тепла является результатом уменьшения или усиления межмолекулярного притяжения вместо увеличения или уменьшения молекулярной кинетической энергии. Пока вещество претерпевает изменение состояния, его температура остается постоянной. На рисунке \ (\ PageIndex {1} \) показана типичная кривая нагрева.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \) : Типичная кривая нагрева вещества отображает изменения температуры, которые возникают в результате того, что вещество поглощает все большее количество тепла. Плато на кривой (области постоянной температуры) проявляются при фазовых переходах вещества.

Рассмотрим пример нагрева кастрюли с водой до кипения. Горелка печи будет поставлять тепло с примерно постоянной скоростью; изначально это тепло служит для повышения температуры воды.Когда вода достигает точки кипения, температура остается постоянной, несмотря на постоянное поступление тепла от горелки печи. Такую же температуру поддерживает вода, пока она кипит. Если настройки горелки увеличиваются, чтобы обеспечить более высокую скорость нагрева, температура воды не повышается, а вместо этого кипение становится более интенсивным (быстрым). Такое поведение наблюдается и для других фазовых переходов: например, температура остается постоянной, пока происходит изменение состояния.

Пример \ (\ PageIndex {1} \): Общее количество тепла, необходимое для изменения температуры и фазы для вещества

Сколько тепла требуется, чтобы превратить 135 г льда при –15 ° C в водяной пар при 120 ° C?

Решение

Описанный переход включает следующие шаги:

  1. Нагреть лед от −15 ° C до 0 ° C
  2. Тающий лед
  3. Нагревать воду от 0 ° C до 100 ° C
  4. Кипяток
  5. Нагреть пар от 100 ° C до 120 ° C

Теплота, необходимая для изменения температуры данного вещества (без изменения фазы), составляет: q = м × c × Δ T (см. Предыдущую главу по термохимии).Тепло, необходимое для того, чтобы вызвать заданное изменение фазы, равно q = n × Δ H .

Используя эти уравнения с соответствующими значениями удельной теплоты льда, воды и пара, а также энтальпий плавления и испарения, получаем:

\ [\ begin {align *}
q_ \ ce {total} & = (m⋅c⋅ΔT) _ \ ce {ice} + n⋅ΔH_ \ ce {fus} + (m⋅c⋅ΔT) _ \ ce {вода} + n⋅ΔH_ \ ce {vap} + (m⋅c⋅ΔT) _ \ ce {steam} \\ [7pt]
& = \ mathrm {(135 \: g⋅2.09 \: Дж / г ° C⋅15 ° C) + \ left (135⋅ \ dfrac {1 \: mol} {18.02 \: g} ⋅6.01 \: кДж / моль
\ right)} \\ [7pt]
& \ mathrm {+ (135 \: g⋅4.18 \: Дж / г⋅ ° C⋅100 ° C) + \ left (135 \: g⋅ \ dfrac {1 \: mol} {18.02 \: g} ⋅40.67 \: кДж / моль \ right)} \\ [7pt]
& \ mathrm {+ (135 \: g⋅1.84 \: Дж / г⋅ ° C⋅20 ° C)} \\ [7pt]
& = \ mathrm {4230 \: J + 45.0 \: кДж + 56,500 \: J + 305 \: кДж + 4970 \: J}
\ end {align *} \]

Преобразование величин из Дж в кДж позволяет суммировать их, получая общее необходимое количество тепла:

\ [\ mathrm {= 4,23 \: кДж + 45,0 \: кДж + 56,5 \: кДж + 305 \: кДж + 4,97 \: кДж = 416 \: кДж} \ nonumber \]

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Сколько всего тепла выделяется, когда 94.0 г воды при 80,0 ° C охлаждается с образованием льда при -30,0 ° C?

Ответ

40,5 кДж

В предыдущем блоке было описано изменение равновесного давления пара жидкости в зависимости от температуры. Учитывая определение точки кипения, графики зависимости давления пара от температуры показывают, как точка кипения жидкости изменяется с давлением. Также было описано использование кривых нагрева и охлаждения для определения точки плавления (или замерзания) вещества.Выполнение таких измерений в широком диапазоне давлений дает данные, которые могут быть представлены графически в виде фазовой диаграммы. Фазовая диаграмма объединяет графики зависимости давления от температуры для равновесия фазового перехода жидкость-газ, твердое тело-жидкость и твердое тело-газ в веществе. Эти диаграммы показывают физические состояния, которые существуют при определенных условиях давления и температуры, а также обеспечивают зависимость от давления температур фазовых переходов (точки плавления, точки сублимации, точки кипения).Типичная фазовая диаграмма чистого вещества показана на рисунке \ (\ PageIndex {2} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Физическое состояние вещества и температуры его фазовых переходов графически представлены на фазовой диаграмме.

Чтобы проиллюстрировать полезность этих графиков, рассмотрим фазовую диаграмму для воды, показанную на рисунке \ (\ PageIndex {3} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Оси давления и температуры на этой фазовой диаграмме воды приведены не в постоянном масштабе, чтобы проиллюстрировать несколько важных свойств.

Мы можем использовать фазовую диаграмму для определения физического состояния образца воды при заданных условиях давления и температуры. Например, давление 50 кПа и температура -10 ° C соответствуют области диаграммы, обозначенной «лед». В этих условиях вода существует только в твердом виде (лед). «Водной» области соответствуют давление 50 кПа и температура 50 ° C — здесь вода существует только в виде жидкости. При 25 кПа и 200 ° C вода существует только в газообразном состоянии.Обратите внимание, что на фазовой диаграмме H 2 O оси давления и температуры не приведены в постоянном масштабе, чтобы можно было проиллюстрировать некоторые важные особенности, как описано здесь.

Кривая BC на рисунке \ (\ PageIndex {3} \) представляет собой график зависимости давления пара от температуры, как описано в предыдущем модуле этой главы. Эта кривая «жидкость-пар» разделяет жидкую и газообразную области на фазовой диаграмме и обеспечивает точку кипения воды при любом давлении.Например, при 1 атм температура кипения составляет 100 ° C. Обратите внимание, что кривая жидкость-пар заканчивается при температуре 374 ° C и давлении 218 атм, что указывает на то, что вода не может существовать как жидкость выше этой температуры, независимо от давления. По физическим свойствам вода в этих условиях занимает промежуточное положение между ее жидкой и газообразной фазами. Это уникальное состояние вещества называется сверхкритической жидкостью, и эта тема будет описана в следующем разделе этого модуля.

Кривая твердое тело-пар, обозначенная AB на рисунке \ (\ PageIndex {3} \), показывает температуры и давления, при которых лед и водяной пар находятся в равновесии.Эти пары данных температура-давление соответствуют точкам сублимации или осаждения воды. Если бы мы могли увеличить масштаб линии твердое тело-газ на рисунке \ (\ PageIndex {2} \), мы бы увидели, что давление паров льда составляет около 0,20 кПа при -10 ° C. Таким образом, если мы поместим замороженный образец в вакуум с давлением менее 0,20 кПа, лед возгонится. Это основа для процесса «сублимационной сушки», часто используемого для консервирования продуктов, таких как мороженое, показанное на рисунке \ (\ PageIndex {4} \).

>

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Лиофилизированные продукты, такие как это мороженое, обезвоживаются путем сублимации при давлениях ниже тройной точки для воды.(кредит: ʺlwaoʺ / Flickr)

Кривая твердое тело-жидкость, обозначенная BD, показывает температуру и давление, при которых лед и жидкая вода находятся в равновесии, представляя точки плавления / замерзания воды. Обратите внимание, что эта кривая имеет небольшой отрицательный наклон (сильно преувеличенный для ясности), что указывает на то, что температура плавления воды немного снижается с увеличением давления. Вода — необычное вещество в этом отношении, так как большинство веществ демонстрируют повышение температуры плавления с увеличением давления.Такое поведение частично отвечает за движение ледников, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {5} \). Дно ледника испытывает огромное давление из-за своего веса, которое может растопить часть льда, образуя слой жидкой воды, по которому ледник может легче скользить.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Огромное давление под ледниками приводит к частичному таянию и образованию слоя воды, который обеспечивает смазку, помогающую движению ледников.На этом спутниковом снимке показан приближающийся край ледника Перито-Морено в Аргентине. (кредит: НАСА)

Точка пересечения всех трех кривых обозначена буквой B на рисунке \ (\ PageIndex {3} \). При давлении и температуре, представленных этой точкой, все три фазы воды сосуществуют в равновесии. Эта пара данных температура-давление называется тройной точкой. При давлениях ниже тройной точки вода не может существовать в виде жидкости независимо от температуры.

Видео \ (\ PageIndex {1} \): Циклогексан в тройной точке.

Пример \ (\ PageIndex {2} \): определение состояния воды

Используя фазовую диаграмму для воды, приведенную на рисунке 10.4.2, определите состояние воды при следующих температурах и давлениях:

  1. −10 ° C и 50 кПа
  2. 25 ° C и 90 кПа
  3. 50 ° C и 40 кПа
  4. 80 ° C и 5 кПа
  5. −10 ° C и 0,3 кПа
  6. 50 ° C и 0,3 кПа

Решение

Используя фазовую диаграмму для воды, мы можем определить, что состояние воды при каждой заданной температуре и давлении следующее: (а) твердое; (б) жидкость; (c) жидкость; (г) газ; (д) твердые; (е) газ.

Упражнение \ (\ PageIndex {2} \)

Какие фазовые изменения могут претерпеть вода при изменении температуры, если давление поддерживается на уровне 0,3 кПа? Если давление удерживается на уровне 50 кПа?

Ответ:

При 0,3 кПа: с г при -58 ° C. При 50 кПа: с⟶ л при 0 ° C, л ⟶ г при 78 ° C

Рассмотрим фазовую диаграмму для диоксида углерода, показанную на рисунке \ (\ PageIndex {6} \) в качестве другого примера. Кривая твердое тело-жидкость имеет положительный наклон, что указывает на то, что температура плавления CO 2 увеличивается с давлением, как и для большинства веществ (вода является заметным исключением, как описано ранее).Обратите внимание, что тройная точка намного выше 1 атм, что указывает на то, что диоксид углерода не может существовать в виде жидкости в условиях атмосферного давления. Вместо этого охлаждение газообразного диоксида углерода до 1 атм приводит к его осаждению в твердом состоянии. Точно так же твердый диоксид углерода не плавится при давлении 1 атм, а вместо этого сублимируется с образованием газообразного CO 2 . Наконец, обратите внимание, что критическая точка для углекислого газа наблюдается при относительно умеренных температуре и давлении по сравнению с водой.

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \) : Показана фазовая диаграмма для диоксида углерода. Ось давления нанесена в логарифмическом масштабе, чтобы учесть широкий диапазон значений.

Пример \ (\ PageIndex {3} \): определение состояния двуокиси углерода

Используя фазовую диаграмму для диоксида углерода, показанную на рисунке 10.4.5, определите состояние CO 2 при следующих температурах и давлениях:

  1. −30 ° C и 2000 кПа
  2. −60 ° C и 1000 кПа
  3. −60 ° C и 100 кПа
  4. 20 ° C и 1500 кПа
  5. 0 ° C и 100 кПа
  6. 20 ° C и 100 кПа

Решение

Используя приведенную фазовую диаграмму для диоксида углерода, мы можем определить, что состояние CO 2 при каждой заданной температуре и давлении следующее: (a) жидкость; (б) твердые; (c) газ; (г) жидкость; е) газ; (е) газ.

Упражнение \ (\ PageIndex {3} \)

Определить фазовые изменения, которым диоксид углерода претерпевает при изменении его температуры, таким образом поддерживая его давление постоянным на уровне 1500 кПа? При 500 кПа? При каких примерных температурах происходят эти фазовые переходы?

Ответ

при 1500 кПа: с⟶ л при -45 ° C, л⟶ г при -10 ° C; при 500 кПа: с г при −58 ° C

Сверхкритические жидкости

Видео \ (\ PageIndex {2} \): Наблюдайте за поведением сверхкритических жидкостей.

Если мы поместим образец воды в герметичный контейнер при 25 ° C, удалим воздух и позволим установиться равновесию испарение-конденсация, у нас останется смесь жидкой воды и водяного пара под давлением 0,03 атм. Четко прослеживается четкая граница между более плотной жидкостью и менее плотным газом. По мере увеличения температуры давление водяного пара увеличивается, что описывается кривой жидкость-газ на фазовой диаграмме для воды (рис. \ (\ PageIndex {3} \)), а также двухфазным равновесием жидкости и газовые фазы остаются.При температуре 374 ° C давление пара повысилось до 218 атм, и любое дальнейшее повышение температуры приводит к исчезновению границы между жидкой и паровой фазами. Вся вода в контейнере теперь находится в одной фазе, физические свойства которой являются промежуточными между газообразным и жидким состояниями. Эта фаза вещества называется сверхкритической жидкостью, а температура и давление, выше которых эта фаза существует, являются критической точкой (рисунок \ (\ PageIndex {5} \)).Выше критической температуры газ не может быть сжижен независимо от того, какое давление приложено. Давление, необходимое для сжижения газа при его критической температуре, называется критическим давлением. Критические температуры и критические давления некоторых распространенных веществ приведены в таблице \ (\ PageIndex {1} \).

Таблица \ (\ PageIndex {1} \) : Критические температуры и критические давления некоторых веществ
Вещество Критическая температура (K) Критическое давление (атм.)
водород 33.2 12,8
азот 126,0 33,5
кислород 154,3 49,7
диоксид углерода 304,2 73,0
аммиак 405,5 111,5
диоксид серы 430.3 77,7
вода 647,1 217,7

Видео \ (\ PageIndex {3} \): Переход жидкости в сверхкритическую жидкость для диоксида углерода.

Подобно газу, сверхкритическая жидкость будет расширяться и заполнять контейнер, но ее плотность намного больше, чем типичная плотность газа, обычно близкая к плотности жидкости.Подобно жидкостям, эти жидкости способны растворять нелетучие растворенные вещества. Однако они практически не проявляют поверхностного натяжения и обладают очень низкой вязкостью, поэтому они могут более эффективно проникать в очень маленькие отверстия в твердой смеси и удалять растворимые компоненты. Эти свойства делают сверхкритические жидкости чрезвычайно полезными растворителями для широкого спектра применений. Например, сверхкритический диоксид углерода стал очень популярным растворителем в пищевой промышленности, который используется для удаления кофеина из кофе, удаления жиров из картофельных чипсов и экстракции вкусовых и ароматических соединений из цитрусовых масел.Это нетоксично, относительно недорого и не считается загрязняющим веществом. После использования CO 2 можно легко восстановить, снизив давление и собрав образовавшийся газ.

Рисунок \ (\ PageIndex {7} \): (a) Герметичный контейнер с жидким диоксидом углерода немного ниже его критической точки нагревается, что приводит к (b) образованию сверхкритической жидкой фазы. Охлаждение сверхкритической жидкости снижает ее температуру и давление ниже критической точки, что приводит к восстановлению отдельных жидких и газообразных фаз (c и d).Цветные поплавки показывают разницу в плотности между жидким, газообразным и сверхкритическим состояниями текучей среды. (кредит: модификация работы «mrmrobin» / YouTube)

Пример \ (\ PageIndex {4} \): критическая температура диоксида углерода

Если встряхнуть углекислый огнетушитель в прохладный день (18 ° C), мы услышим, как внутри цилиндра плещется жидкий CO 2 . Однако в жаркий летний день (35 ° C) в этом же цилиндре нет жидкости. Объясните эти наблюдения.

Решение

В прохладный день температура CO 2 ниже критической температуры CO 2 , 304 K или 31 ° C (Таблица \ (\ PageIndex {1} \)), поэтому жидкий CO 2 присутствует в цилиндре. В жаркий день температура CO 2 превышает его критическую температуру 31 ° C. Выше этой температуры никакое давление не может привести к сжижению CO 2 , поэтому в огнетушителе нет жидкого CO 2 .

Упражнение \ (\ PageIndex {4} \)

Аммиак можно сжижать путем сжатия при комнатной температуре; кислород не может быть сжижен в этих условиях. Почему два газа ведут себя по-разному?

Ответ

Критическая температура аммиака составляет 405,5 К, что выше комнатной температуры. Критическая температура кислорода ниже комнатной; таким образом кислород нельзя сжижать при комнатной температуре.

Кофе без кофеина с использованием сверхкритического CO

2

Кофе — второй по популярности товар в мире после нефти.Во всем мире люди любят кофе за аромат и вкус. Многие из нас также зависят от одного компонента кофе — кофеина — который помогает нам двигаться утром или оставаться бодрым днем. Но в конце дня стимулирующий эффект кофе может помешать вам уснуть, поэтому вы можете пить кофе без кофеина вечером.

С начала 1900-х годов для обеззараживания кофе использовалось множество методов. У всех есть свои преимущества и недостатки, и все они зависят от физических и химических свойств кофеина.Поскольку кофеин представляет собой несколько полярную молекулу, он хорошо растворяется в воде, полярной жидкости. Однако, поскольку многие из более чем 400 соединений, которые влияют на вкус и аромат кофе, также растворяются в H 2 O, процессы декофеинизации горячей водой также могут удалить некоторые из этих соединений, отрицательно влияя на запах и вкус кофе без кофеина. Дихлорметан (CH 2 Cl 2 ) и этилацетат (CH 3 CO 2 C 2 H 5 ) имеют аналогичную полярность с кофеином и поэтому являются очень эффективными растворителями для экстракции кофеина, но оба также удаляют некоторые компоненты вкуса и аромата, а их использование требует длительного времени экстракции и очистки.Поскольку оба эти растворителя токсичны, высказывались опасения по поводу воздействия остаточного растворителя, остающегося в кофе без кофеина.

Рисунок \ (\ PageIndex {8} \): (a) Молекулы кофеина имеют как полярные, так и неполярные области, что делает его растворимым в растворителях различной полярности. (b) На схеме показан типичный процесс удаления кофеина с участием сверхкритического диоксида углерода.

Сверхкритическая флюидная экстракция с использованием диоксида углерода в настоящее время широко используется как более эффективный и экологически безопасный метод удаления кофеина (Рисунок \ (\ PageIndex {8} \)).При температурах выше 304,2 К и давлениях выше 7376 кПа CO 2 представляет собой сверхкритическую жидкость со свойствами как газа, так и жидкости. Как газ, он проникает глубоко в кофейные зерна; как жидкость, он эффективно растворяет определенные вещества. Сверхкритическая экстракция углекислым газом из пропаренных кофейных зерен удаляет 97-99% кофеина, оставляя неизменными вкусовые и ароматические соединения кофе. Поскольку CO 2 представляет собой газ при стандартных условиях, его удаление из экстрагированных кофейных зерен легко выполняется, как и извлечение кофеина из экстракта.Кофеин, полученный из кофейных зерен с помощью этого процесса, является ценным продуктом, который впоследствии можно использовать в качестве добавки к другим продуктам питания или лекарствам.

Сводка

Видео \ (\ PageIndex {4} \): Обзор фазовых переходов и фазовых диаграмм.

Температуры, при которых происходят фазовые переходы, определяются относительной силой межмолекулярного притяжения и, следовательно, зависят от химической идентичности вещества.Условия температуры и давления, при которых вещество находится в твердом, жидком и газообразном состояниях, суммированы на фазовой диаграмме для этого вещества. Фазовые диаграммы представляют собой комбинированные графики трех кривых равновесия давления-температуры: твердое тело-жидкость, жидкость-газ и твердое тело-газ. Эти кривые представляют отношения между температурами фазовых переходов и давлениями. Точка пересечения всех трех кривых представляет тройную точку вещества — температуру и давление, при которых все три фазы находятся в равновесии.{−ΔH_ \ ce {vap} / RT} \)

  • \ (\ ln P = — \ dfrac {ΔH_ \ ce {vap}} {RT} + \ ln A \)
  • \ (\ ln \ left (\ dfrac {P_2} {P_1} \ right) = \ dfrac {ΔH_ \ ce {vap}} {R} \ left (\ dfrac {1} {T_1} — \ dfrac {1} {T_2} \ справа) \)
  • Глоссарий

    критическая точка
    температура и давление, выше которых газ не может конденсироваться в жидкость
    фазовая диаграмма
    График давление-температура, обобщающий условия, при которых могут существовать фазы вещества
    сверхкритическая жидкость
    вещество при температуре и давлении выше его критической точки; обладает промежуточными свойствами между газообразным и жидким состояниями
    тройная точка
    температура и давление, при которых паровая, жидкая и твердая фазы вещества находятся в равновесии

    Авторы

    • Пол Флауэрс (Университет Северной Каролины — Пембрук), Клаус Теопольд (Университет Делавэра) и Ричард Лэнгли (Стивен Ф.Austin State University) с участвующими авторами. Учебный контент, созданный OpenStax College, находится под лицензией Creative Commons Attribution License 4.0. Загрузите бесплатно по адресу http://cnx.org/contents/85abf193-2bd…[email protected]).

    • Аделаида Кларк, Технологический институт Орегона
    • Crash Course Physics: ускоренный курс является подразделением Complexly, и видео можно бесплатно транслировать в образовательных целях.

    Обратная связь

    Хотите оставить отзыв об этом тексте? Кликните сюда.

    Нашли опечатку и хотите получить дополнительный балл? Кликните сюда.

    11.7: Кривая нагрева воды

    Замерзание, конденсация и осаждение, противоположные плавлению, сублимации и испарению, являются экзотермическими. Таким образом, тепловые насосы, использующие хладагенты, по сути являются кондиционерами, работающими в обратном направлении. Тепло из окружающей среды используется для испарения хладагента, который затем конденсируется в жидкость в змеевиках внутри дома для обеспечения тепла.Изменения энергии, происходящие во время фазовых переходов, можно количественно оценить с помощью кривой нагрева или охлаждения.

    Кривые нагрева

    На рисунке \ (\ PageIndex {3} \) показана кривая нагрева, график зависимости температуры от времени нагрева для образца воды весом 75 г. Первоначально образец представляет собой лед при температуре 1 атм и температуре –23 ° C; по мере добавления тепла температура льда линейно увеличивается со временем. Наклон линии зависит как от массы льда, так и от удельной теплоемкости ( C s ) льда, которая представляет собой количество джоулей, необходимое для повышения температуры 1 г льда на 1 ° C.По мере того, как температура льда увеличивается, молекулы воды в кристалле льда поглощают все больше и больше энергии и вибрируют более энергично. В точке плавления у них достаточно кинетической энергии, чтобы преодолевать силы притяжения и перемещаться друг относительно друга. По мере добавления большего количества тепла температура системы , а не увеличивается, но остается постоянной на уровне 0 ° C до тех пор, пока весь лед не растает. Как только весь лед превратился в жидкую воду, температура воды снова начинает повышаться.Однако теперь температура увеличивается медленнее, чем раньше, потому что удельная теплоемкость воды на больше, чем у льда. Когда температура воды достигает 100 ° C, вода закипает. Здесь также температура остается постоянной на уровне 100 ° C до тех пор, пока вся вода не превратится в пар. В этот момент температура снова начинает повышаться, но на быстрее, чем , чем в других фазах, потому что теплоемкость пара на меньше на , чем у льда или воды.

    Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): кривая нагрева воды. Этот график температуры показывает, что происходит с образцом льда массой 75 г первоначально при 1 атм и -23 ° C, когда тепло добавляется с постоянной скоростью: A – B: нагревание твердого льда; B – C: тающий лед; C – D: нагрев жидкой воды; D – E: испаряющаяся вода; E – F: греющий пар.

    Таким образом, температура системы не изменяется во время фазового перехода . В этом примере, пока присутствует даже небольшое количество льда, температура системы остается на уровне 0 ° C во время процесса таяния, и пока присутствует даже небольшое количество жидкой воды, температура системы остается при 100 ° C в процессе кипячения.Скорость добавления тепла , а не не влияет на температуру смеси лед / вода или вода / пар, потому что добавленное тепло используется исключительно для преодоления сил притяжения, которые удерживают вместе более конденсированную фазу. Многие повара думают, что еда будет готовиться быстрее, если увеличить температуру, чтобы вода закипела быстрее. Вместо этого кастрюля с водой быстрее закипит досуха, но температура воды не зависит от того, насколько сильно она кипит.

    Температура образца не изменяется во время фазового перехода.

    Если тепло добавляется с постоянной скоростью, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {3} \), то длина горизонтальных линий, представляющих время, в течение которого температура не изменяется, прямо пропорциональна величине энтальпии, связанные с фазовыми изменениями. На рисунке \ (\ PageIndex {3} \) горизонтальная линия при 100 ° C намного длиннее, чем линия при 0 ° C, потому что энтальпия испарения воды в несколько раз превышает энтальпию плавления.

    Перегретая жидкость — это образец жидкости при той температуре и давлении, при которых он должен быть газом.Перегретые жидкости нестабильны; жидкость со временем закипит, иногда очень сильно. Явление перегрева вызывает «толчки», когда жидкость нагревается в лаборатории. Когда, например, пробирка с водой нагревается над горелкой Бунзена, одна часть жидкости может легко стать слишком горячей. Когда перегретая жидкость превращается в газ, она может вытолкнуть или «выбить» остальную жидкость из пробирки. Помещение палочки для перемешивания или небольшого кусочка керамики («кипящего куска») в пробирку позволяет пузырькам пара образовываться на поверхности объекта, так что жидкость кипит, а не перегревается.Перегрев — это причина, по которой жидкость, нагретая в гладкой чашке в микроволновой печи, может не закипеть, пока чашка не будет перемещена, когда движение чашки позволяет образовываться пузырькам.

    Кривые охлаждения

    Кривая охлаждения, график зависимости температуры от времени охлаждения, на рисунке \ (\ PageIndex {4} \) показывает зависимость температуры от времени при охлаждении образца пара массой 75 г, первоначально при 1 атм и температуре 200 ° C. Хотя можно ожидать, что кривая охлаждения будет зеркальным отображением кривой нагрева на рисунке \ (\ PageIndex {3} \), кривая охлаждения — это , а не — идентичное зеркальное отображение.По мере отвода тепла от пара температура падает до 100 ° C. При этой температуре пар начинает конденсироваться в жидкую воду. Дальнейшего изменения температуры не происходит, пока весь пар не превратится в жидкость; затем температура снова понижается по мере охлаждения воды. Мы можем ожидать достижения другого плато при 0 ° C, где вода превращается в лед; в действительности, однако, это происходит не всегда. Вместо этого температура часто на некоторое время опускается ниже точки замерзания, о чем свидетельствует небольшой провал на кривой охлаждения ниже 0 ° C.Эта область соответствует неустойчивой форме жидкости — переохлажденной жидкости. Если жидкости дать постоять, если охлаждение продолжается, или если добавлен небольшой кристалл твердой фазы (затравочный кристалл), переохлажденная жидкость превратится в твердое вещество, иногда довольно внезапно. Когда вода замерзает, температура немного увеличивается из-за тепла, выделяемого во время процесса замерзания, а затем остается постоянной на уровне точки плавления, пока остальная вода замерзает. Впоследствии температура льда снова снижается по мере удаления из системы большего количества тепла.

    Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Кривая охлаждения воды. Этот график температуры показывает, что происходит с образцом пара массой 75 г первоначально при 1 атм и 200 ° C, когда тепло отводится с постоянной скоростью: A – B: охлаждающий пар; B – C: конденсационный пар; C – D: охлаждающая жидкая вода для получения переохлажденной жидкости; D – E: нагревание жидкости, когда она начинает замерзать; E – F: замерзающая жидкая вода; F – G: охлаждающий лед.

    Эффекты переохлаждения оказывают огромное влияние на климат Земли. Например, переохлаждение водяных капель в облаках может препятствовать выпадению облаками осадков над регионами, которые в результате являются постоянно засушливыми.Облака состоят из крошечных капелек воды, которые в принципе должны быть достаточно плотными, чтобы выпадать дождем. На самом деле, однако, капли должны объединиться, чтобы достичь определенного размера, прежде чем они смогут упасть на землю. Обычно для агрегирования капель требуется небольшая частица (ядро , ); ядром может быть частица пыли, кристалл льда или частица иодида серебра, рассеянная в облаке во время засева (метод вызывания дождя). К сожалению, маленькие капельки воды обычно остаются переохлажденной жидкостью до температуры около -10 ° C, а не замерзают в кристаллах льда, которые являются более подходящими ядрами для образования капель дождя.Один из подходов к получению осадков из существующего облака — охлаждение капель воды, чтобы они кристаллизовались и образовывали ядра, вокруг которых могут расти капли дождя. Лучше всего это сделать, диспергируя небольшие гранулы твердого CO 2 (сухой лед) в облаке с самолета. Твердый CO 2 сублимируется непосредственно в газ при давлении 1 атм или ниже, и энтальпия сублимации значительна (25,3 кДж / моль). Когда CO 2 сублимируется, он поглощает тепло из облака, часто с желаемыми результатами.

    Пример \ (\ PageIndex {1} \): Охлаждение горячего чая

    Если 50,0 г кубика льда при температуре 0,0 ° C добавить к 500 мл чая при 20,0 ° C, какова температура чая, когда кубик льда только что растопился? Предположим, что тепло не передается в окружающую среду или из нее. Плотность воды (и холодного чая) составляет 1,00 г / мл в диапазоне 0–20 ° C, удельная теплоемкость жидкой воды и льда составляет 4,184 Дж / (г • ° C) и 2,062 Дж / (г • ° C) соответственно, а энтальпия плавления льда составляет 6,01 кДж / моль.

    Дано: масса, объем, начальная температура, плотность, удельная теплоемкость и \ (ΔH_ {fus} \)

    Запрошено: Конечная температура

    Стратегия:

    Подставьте полученные значения в общее уравнение, связывающее полученное тепло с потерями тепла (Уравнение 5.39), чтобы получить конечную температуру смеси.

    Решение:

    Когда два вещества или объекта с разной температурой соприкасаются, тепло переходит от более теплого к более холодному. Количество тепла, которое течет, определяется

    \ [q = mC_sΔT \]

    , где q — тепло, м, — масса, C s — удельная теплоемкость, а Δ T — изменение температуры. В конце концов, температуры двух веществ станут равными и составят значение где-то между их начальными температурами.Вычислить температуру чая со льдом после добавления кубика льда немного сложнее. Общее уравнение, связывающее накопленное и потерянное тепло, остается в силе, но в этом случае мы также должны учитывать количество тепла, необходимое для плавления кубика льда от льда при 0,0 ° C до жидкой воды при 0,0 ° C.

    Упражнение \ (\ PageIndex {1} \): смерть от замораживания

    Предположим, вас накрыла метель во время ски-тура, и вы укрылись в палатке. Вы хотите пить, но забыли принести жидкую воду.У вас есть выбор: съесть несколько горстей снега (скажем, 400 г) при температуре −5,0 ° C сразу же, чтобы утолить жажду, или установить пропановую печь, растопить снег и нагреть воду до температуры тела перед тем, как пить. Вы помните, что в руководстве по выживанию, которое вы пролистывали в отеле, говорилось что-то о том, чтобы не есть снег, но вы не можете вспомнить, почему — в конце концов, это просто замерзшая вода. Чтобы понять рекомендации гида, рассчитайте количество тепла, которое ваше тело должно будет отдать, чтобы принести 400 г снега при температуре −5.0 ° C до внутренней температуры вашего тела 37 ° C. Используйте данные из примера \ (\ PageIndex {1} \)

    Ответ

    200 кДж (4,1 кДж для разогрева льда с -5,0 ° C до 0,0 ° C, 133,6 кДж для плавления льда при 0,0 ° C и 61,9 кДж для разогрева воды с 0,0 ° C до 37 ° C), что составляет энергия, которая не была бы израсходована, если бы вы сначала растопили снег.

    Кривые нагрева

    Давайте рассмотрим изменения тепла и энтальпии для системы, претерпевающей физические изменения.

    Хороший пример, который знаком большинству людей, — это нагрев воды. Если мы возьмем стакан, наполненный льдом (твердая вода), и поставим его на горячую плиту с температурой 120 ° C, мы все знаем, что произойдет. Сначала лед растает до жидкой воды. Тогда температура воды повысится. Тогда, наконец, вода закипит. В течение всего этого процесса температура температура плиты будет выше, чем температура стакана с водой. Таким образом, в течение всего этого процесса энергия в виде тепла будет перетекать от горячей плиты в воду.Скорее всего, мы бы описали воду как систему, а горячую плиту — как окружающую среду с постоянной температурой.

    Для этого процесса нас интересует количество тепла, поступающего из окружающей среды в систему. Помните, что жара может быть сложной задачей. Когда нет химии или фазовых переходов, тогда энергия, поступающая в систему в виде тепла, приведет к изменению температуры. Однако, когда есть химия или фазовый переход, тогда будет поступать энергия, а температура может оставаться постоянной.Почему не поднимается температура? Поступающая энергия приводит к увеличению потенциальной энергии, а не кинетической энергии. Нарушение IMF между молекулами приводит к высокой потенциальной энергии.

    Это легко увидеть на кривой нагрева, которая отображает температуру системы как функцию теплового потока в систему. Первоначально система представляет собой твердое тело, затем она имеет переход плавления, затем жидкость, затем переход к испарению, а затем — газ.

    На приведенной ниже диаграмме показана кривая нагрева воды.Температура системы отображается как функция времени. Тепло течет с постоянной скоростью, поэтому время можно интерпретировать как тепло.

    Изначально в системе используется твердая вода с температурой -20 ° C. По мере поступления тепла температура льда увеличивается. Наклон этой линии — теплоемкость твердой воды. Поскольку он находится при постоянном давлении, то \ (q = \ Delta H = mC \ Delta T \), где q — тепло, m — масса, C — удельная теплоемкость, а \ (\ Delta T \) — изменение температура.Поскольку этот график представляет собой график зависимости T от q, наклон фактически равен 1 / мкКл.

    Далее твердая фаза плавится. В это время поддерживается постоянная температура 0 ° C. Тепло поступает в систему, но температура не меняется. В начале этого перехода вся вода твердая. По мере поступления тепла в систему твердое вещество начинает плавиться в жидкость, но температура остается постоянной. Это потому, что энергия который поступает в систему, поскольку тепло переходит в потенциальную энергию преодоления межмолекулярных сил, удерживающих воду в твердой решетке.Длина линии при 0 ° C — это количество тепла, необходимое для плавления всего твердого вещества в жидкость. Это тепло называется энтальпией плавления. Фьюжн — это научный термин, обозначающий плавление. Вы могли бы назвать это энтальпией плавления, но вместо этого она называется энтальпией плавления. Энтальпия плавления обозначается как \ (\ Delta H_ {fusion} \) и обычно выражается в единицах кДж / моль -1 . Таким образом, фактическая длина линии будет \ ({n \ times \ Delta H_ {fus}} \), поскольку вам нужно умножить на количество молей твердого тела, чтобы получить общую теплоту фазового перехода.

    После того, как все твердое вещество превратилось в жидкость, температура повышается с увеличением теплового потока. Наклон этой линии снова связан с теплоемкостью. Однако на этот раз это теплоемкость жидкости. Как только температура достигает точки кипения 100 ° C, температура снова остается постоянной, так как жидкость переведен на газ. Тепло, необходимое для превращения всей жидкости в газ, называется энтальпией испарения, \ (\ Delta H_ {парообразование} \). Вы можете увидеть тепло для испарения воды требуется значительно больше тепла, чем для таяния воды.Это верно для большинства веществ. Слияние включает в себя простое разделение МВФ, чтобы позволить поступательное движение молекул; испарение требует по существу полного преодоления IMF, чтобы вывести молекулы из конденсированной фазы. Как только вся жидкость превращается в газ, температура увеличивается с наклоном, связанным с теплоемкостью газа.


    Кривая нагрева воды — рабочий пример

    Кривая отопления — что это такое и как ее настроить?

    Современное домашнее отопление полностью управляемо.Пользователь должен только ввести соответствующие настройки, в соответствии с которыми будут настраиваться отдельные параметры. Одним из важнейших показателей является так называемая кривая нагрева. В этой статье вы узнаете, что такое кривая нагрева и как ее правильно выставить.

    Что такое кривая нагрева?

    Кривая отопления — это соотношение между температурой подачи в систему отопления и температурой наружного воздуха. Кривая нагрева определяет, до какой температуры котел ЦО должен нагревать воду при заданной температуре наружного воздуха. Эта взаимосвязь описывается с помощью двух параметров: наклона кривой и ее уровня. Прототипом кривой нагрева стала так называемая «таблица Стокера», которая помогла определить требуемую температуру подачи в систему отопления в зависимости от температуры наружного воздуха. В случае кривой нагрева это выполняется автоматически благодаря погодному управлению, которое регулирует температуру подачи в зависимости от температуры наружного воздуха.

    Как выглядит кривая нагрева?

    Доступные кривые нагрева представляют собой изогнутые линии на графике.По горизонтальной оси отмечена внешняя температура, по вертикальной — подача тепла. Задача пользователя — выбрать правильную кривизну и поочередно переместить ее вверх или вниз. Оптимальная настройка кривой нагрева заключается в поддержании одинаковой температуры внутри здания при разных температурах наружного воздуха. Время, затраченное на настройку, окупается в виде более высокого теплового комфорта и меньших счетов за отопление. Когда на улице становится холоднее, контроллер автоматически повышает температуру котловой воды ЦО, предотвращая, таким образом, охлаждение помещений.

    Чем больше наклон кривой нагрева, тем теплее вода в системе отопления и тем больше тепла передается в комнаты.

    Кривая отопления и тип системы отопления

    Системы отопления дома различаются, и это необходимо учитывать при настройке кривой нагрева. Это связано с разными номинальными температурами подачи и возврата. Системы теплого пола благодаря своим особенностям эффективно работают при низких температурах, и для них подходят пологие кривые нагрева. Например, в системе теплого пола температура подачи может составлять 28 ° C, а температура обратной воды 23 ° C. Снижение температуры обратной воды системы отопления имеет решающее значение для повышения эффективности конденсационного котла. Конденсационный котел не будет конденсировать водяной пар из дымовых газов при слишком высокой температуре воды, что значительно снизит его эффективность. Следовательно, в случае конденсационных котлов и тепловых насосов очень важно обеспечить эффективную работу установки при минимально возможной температуре воды ЦО. Для современного отопления дома радиаторами верхний предел температуры радиатора составляет 60 ° C.

    Кривая нагрева и заметный тепловой комфорт

    На практике пользователи выбирают кривую нагрева методом проб и ошибок. Хотя монтажник может сделать предварительные приготовления, на самом деле каждый пользователь должен настроить кривую нагрева в соответствии с индивидуальными потребностями для достижения желаемого теплового комфорта. Изменения могут быть внесены на основании наблюдений за колебаниями температуры во время отопительного сезона. Рекомендуется действовать по принципу: когда наружная температура выше 0 ° C, изменения должны быть внесены посредством параллельного сдвига e.г. точки излома кривой нагрева, потому что это оказывает наибольшее влияние на температуру в помещениях. В холодную погоду следует отрегулировать наклон кривой нагрева, потому что этот параметр имеет решающее значение для температуры в комнатах, а также для нашего комфорта.

    Дополнительные факторы

    Помимо температуры наружного воздуха и типа системы отопления стоит учитывать и другие факторы. К ним относятся тепловая инерция здания, тепловая мощность здания (в зависимости от конструкции) и тепло от солнечного света.Оба изменения, которые включают смещение кривой, а также регулировку ее наклона, должны производиться постепенно (по одному градусу за раз) с последующим наблюдением за изменением теплового комфорта в комнатах.

    Кривая нагрева в контроллерах отопления производства TECH CONTROLLERS

    В устройствах TECH Controllers погодное управление возможно в контроллерах котлов ЦО, а также в контроллерах систем, поддерживающих смесительный клапан. Установка правильной температуры зависит от наружной температуры и выполняется с помощью клапана.Кривая нагрева строится на основе четырех предварительно заданных значений температуры. Для правильной работы клапана пользователь определяет заданную температуру (после клапана) для 4 промежуточных внешних температур: -20 ° C, -10 ° C, 0 ° C, 10 ° C. Каждая увеличение или уменьшение температуры сдвигает кривую на заданное значение. Существует взаимосвязь между количеством точек, составляющих кривую, и точностью системы: чем больше точек используется для построения кривой, тем выше ее точность.Четыре точки в случае контроллеров TECH кажутся очень хорошим компромиссом, обеспечивающим приличную точность и легкость установки курса этой кривой.
    Чтобы погодное управление работало эффективно, внешний датчик не должен подвергаться воздействию солнечного света или погодных условий. После того, как он был установлен в подходящем месте, необходимо активировать функцию управления погодой в меню контроллера.

    Погодное управление для вашего повседневного комфорта

    Погодный контроль работы и эффективности нагревательных устройств предлагает совершенно новые возможности.Благодаря такому контролю температура воды ЦО не повышается чрезмерно, и вся система достигает гораздо более высокого КПД. Предполагается, что в среднем каждое повышение температуры внутри здания на 1 ° C увеличивает расход топлива котла ЦО на целых 6%.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *