Статьи | ООО “АкваХит”

24 Марта 2022

Просмотров:  67151

Время чтения:  16 минут

Содержание

Лучевое отопление: сущность и целевое назначение

Излучающее тепло требует вентиляции

Другая сторона медали

Основные виды излучающих систем

Чугунные радиаторы

Лучевая схема отопления: лучевая разводка труб отопления

Теплый пол

Настенные и потолочные радиаторы

Теплые плинтусы

Портативные нагревательные приборы

Коротко о главном

Лучевая система отопления частного дома и конвекционное отопление – это два основных способа обогрева наших домов. Конвекционное отопление означает перемещение горячего воздуха – то, что мы обычно называем системой принудительного воздушного отопления, просто нагревает воздух и перемещает его по дому через систему вентиляторов и воздуховодов. Для принудительного воздушного отопления можно использовать любой источник энергии, генерирующий тепло в так называемой печи.

Настоящей определяющей характеристикой системы принудительного обдува является то, что в ней используется домашний воздух для перемещения тепла от источника к месту назначения.

Вариант установки

Лучевое отопление: сущность и целевое назначение

Лучевая система отопления – это тип системы отопления, в которой для обогрева помещения используются трубы или провода под полом. Существует два типа: электрическое лучевое подключение системы отопления, в котором для создания тепла используются электрические провода, и водяное лучистое отопление, при котором для создания тепла используется горячая вода, циркулирующая по трубам.

Тепло из-под пола излучается вверх, обогревая комнату снизу-вверх и теряя меньше тепла из-за сквозняков на потолках или крышах. Электрическая лучевая система отопления стоит дорого в обслуживании, поэтому она обычно используется только для обогрева небольших помещений, например, кухонного пола, в то время как водяное лучистое отопление, хотя и дорого в первоначальной установке, может использоваться для обогрева целых домов с меньшими затратами, чем коллекторно лучевая система отопления.

Коллекторно лучевая разводка отопления, как правило, более популярна.

Хотя это может показаться современным изобретением, лучевая система отопления имеет доисторические корни! Раннее у лучевой схемы отопления присутствовал дым, направляемый в траншеи под полом для обогрева жилых помещений в периоды неолита. Позже древние римляне сделали нечто подобное с гипокаустами, которые представляли собой комнаты, наполненные теплым воздухом, помещенные под полом.

Лучевое отопление имеет два аспекта: некоторое количество тепла передается с помощью энергетических волн по воздуху и нагревает любой твердый объект, на который попадает, точно так же, как солнце, а затем воздух в помещении, контактирующий с радиатором или любой нагретой поверхностью, будет собирать немного тепла и подниматься вверх, создавая в комнате циркуляцию воздуха. В системах лучистого отопления гораздо больше вариаций, чем в системах с принудительной подачей воздуха, поскольку источником энергии может быть что угодно, а тепло может генерироваться локально, как в случае с электронагревателями на плинтусе, или тепло может передаваться по дому через водопроводные трубы в помещении имеют множество конфигураций старых и новых, и, следовательно, необходима правильная лучевая разводка системы отопления.

Излучающее тепло требует вентиляции

В современных герметичных домах важно учитывать тот факт, что лучевая схема системы отопления может обеспечить воздуху в любом помещении идеальную температуру, но ничего не делает для улучшения качества воздуха в помещении – нет циркуляции воздуха, нет фильтрации. и никакой смены свежего воздуха. Во времена старых чугунных радиаторов отсутствие внимания к качеству воздуха не было проблемой, потому что дома были настолько дырявыми, что ветер постоянно доставлял свежий воздух во все комнаты.

Организация системы вентиляции

Это правда, что использование лучевой разводки отопления может быть лучшим выбором для контроля температуры, но в современных домах становится необходимым установить воздухообменник или блок HRV для всего дома, чтобы иметь дело с качеством этого идеально сбалансированного воздуха. Система принудительной подачи воздуха позволяет как подавать свежий воздух, так и фильтровать воздух по всему дому, одновременно нагревая его.

Таким образом, лучевая разводка отопления требует пристального внимания к правильному монтажу основного оборудования и дополнительных элементов.

Гидравлические или водяные системы могут использоваться для небольшой части нагрузки кондиционирования воздуха, но если трубы проложены слишком холодно, вы получите больше конденсата, чем кондиционер. Для кондиционирования воздуха обычно требуется либо открытая планировка дома, позволяющая устанавливать кондиционеры без воздуховодов, либо полностью оборудованную систему воздуховодов, такую ​​как та, которая используется с системой принудительного воздушного отопления. Ключевая задача – лучевая разводка отопления в частном доме должна быть выполнена правильно, чтобы исключить потери тепла.

Варианты водяной системы

И остерегайтесь установки воздуховодов для отопления или кондиционирования воздуха на чердаке. Это самый простой и дешевый способ добавить воздуховод к существующему дому, но почти всегда возникает проблема, связанная либо с капанием конденсата летом, либо с ледяными завалами на крыше зимой.

На российских чердаках не место воздуховодам. Необходима грамотно выполненная лучевая разводка системы отопления для комфортной жизни.

Другая сторона медали

Индустрия лучевой системы отопления часто немного нечестна в отношении требований к качеству воздуха, поскольку, не устанавливая воздуховоды, они могут установить отопление для вашего дома дешевле, чем стоимость установки печи с принудительным воздухом. Если вы действительно хотите сравнить стоимость установки двух систем, вы должны включить, по крайней мере, стоимость минимальной системы воздухообмена, способной изменять воздух в каждой комнате в доме.

Основные виды излучающих систем

В области лучевой системы отопления очень мало нового или непроверенного, только региональные различия и опыт. Позвольте нам кратко остановиться на некоторых общих вариациях и некоторых их характеристиках.

Чугунные радиаторы

Старые чугунные радиаторы хорошо известны в России уже много десятилетий, и хотя их называют «радиаторами», мы не думаем о них, когда говорим о лучевой системе отопления. Этот большой горячий кусок железа на самом деле «излучает» тепловые волны в атмосферу. Во все стороны, согревая твердые объекты. Это одна из причин того, почему они так хороши, чтобы согреть, когда вы приходите с мороза. Если оставить их открытыми, а не закрытыми в декоративных коробках, это «лучистое» отопление усилится. Чугунные радиаторы также нагревают воздух, соприкасающийся с металлом, заставляя воздух подниматься и циркулировать по потолку и вниз по другой стороне комнаты. Обеспечение свободного потока воздуха вокруг и из верхней части радиатора даст вам больше тепла на каждый рубль топлива для отопления.

Чугунный радиатор

Источником тепла для этих чугунных радиаторов является котел, обычно в подвале. Его можно отапливать газом, маслом, пропаном, электричеством, а в старину углем. Некоторые солнечные энергетические системы могут вносить вклад в это тепло, но не могут быть единственным источником отопления жилых помещений в России зимой. Старые системы, многие из которых все еще работают, не имеют насоса, а просто рассчитывают на то, что горячая вода поднимается, а холодная вода падает в трубы – гравитационная циркуляция. Это не очень эффективно и всегда рассчитывается на очень горячую воду. Все современные системы имеют более низкие температуры и циркуляционные насосы, и обычно циркуляционный насос может быть добавлен к старой гравитационной системе для улучшения ее производительности. 

Одна из основных проблем с водяными радиаторами заключается в том, что воздух может скапливаться в углах трубопроводной системы и блокировать поток воды. Вот почему в каждом радиаторе есть «спускной клапан», позволяющий избавиться от пузырей – задача, которая является своего рода искусством.

Однотрубная система

Лучевая схема отопления: лучевая разводка труб отопления

Существуют различные конфигурации лучевой разводки труб отопления в системах горячего водоснабжения.

Самая старая и самая неэффективная – это одна труба, идущая от радиатора к радиатору и, наконец, обратно к котлу. По мере продвижения вода становится холоднее, поэтому первые радиаторы всегда горячие, а последние – холодные. Немного лучше – это одна труба, которая проходит вокруг дома и обратно к котлу, причем каждый радиатор просто входит в горячую трубу и кладет ее немного дальше по линии. Лучшей является двухтрубная система, в которой одна труба с горячей водой проходит вокруг дома, обеспечивая ввод каждого излучения, а другая труба проходит по всему дому, получая холод от радиатора и возвращаясь к котлу. Таким образом, в каждый радиатор будет намного больше шансов получить воду одинаковой температуры.

Сравнение однотрубной и двухтрубной систем

Таким образом, подключение радиаторов отопления при лучевой разводке может быть разным. Лучевая схема монтажа разводки системы отопления должна быть тщательно изучена, чтобы получить от системы максимальный КПД и равномерное распределение тепла.

На каждом радиаторе обычно есть запорный клапан, который позволяет отключать или уменьшать поток воды в этом отдельном радиаторе – механический контроль температуры. Общий контроль температуры в доме осуществляется центральным термостатом, который регулирует температуру бойлера или работу циркуляционного насоса. Поговорим подробнее о лучевом подключении системы отопления.

Для полностью современного помещения посредством комнатного управления старыми или новыми водяными радиаторами лучшей системой является замена ручного клапана электронным соленоидным клапаном, который управляется настенным электронным термостатом. Это включит и выключит радиатор в каждой комнате, что даст вам полный контроль над зоной всего дома с помощью одного центрального котла. Спросите водопроводчика о возможности установки этих клапанов в вашей системе и об общей стоимости – недешево, но действительно удобно, и из-за отсутствия перегрева они могут сэкономить энергию.

Соленоидный клапан

Теплый пол

Традиционные напольные радиаторы с горячей водой представляют собой водопроводные трубы, проложенные на глубине около 5 – 10 сантиметров в бетонном полу. На изменение температуры в комнате может потребоваться от 2 до 4 часов, поскольку они должны нагреть или охладить всю бетонную массу.

Были разработаны более легкие системы для деревянных полов, которые подвешивают трубы с горячей водой в зоне балок пола под полом для обогрева. Как правило, под трубами помещается излучающий барьер, который направляет большую часть тепла вверх. Они также относительно медленно реагируют, так как тепло должно пройти через все слои пола, а если верхнее покрытие представляет собой коврик, будет тепло, но мало излучения.

Некоторые системы были разработаны для плиточных полов, где трубы проходят над полом и чуть ниже плитки. Большим преимуществом нахождения под плиткой является то, что вы можете достичь той же цели нагрева при гораздо более низкой температуре – вам не нужно проходить через много непроводящего или массивного материала. Если вы используете геотермальное отопление, вы должны изучить эту систему, поскольку она может позволить вам не нуждаться в полном резервном котле – качественный скачок в экономической эффективности.

Теплый пол

В областях, где вам нужна минимальная площадь пола, обогреваемого лучевой системой отопления, или вы находитесь в провинции, где затраты на электроэнергию очень конкурентоспособны по сравнению с газом, вы можете рассмотреть возможность использования лучевой электрической системой отопления. Для полов это могут быть маты, которые можно разместить под плавающими полами, или даже коврики. Его также можно установить с помощью проводов, которые вы можете разместить в соответствии с формой вашей комнаты, что очень полезно в ванных комнатах с большим количеством препятствий. Если вы думаете об электрическом напольном отоплении, вы должны взглянуть на кабельную систему.

Да, вы можете поставить под деревянные полы излучающие обогреватели, но в этом случае лучше всего использовать инженерные полы, так как они более устойчивы к колебаниям влаги. Древесина является изолятором, поэтому теплопередача под деревянным полом радикально замедляется, что приводит к длительной задержке между повышением температуры и ощущением его в комнате. У лучевой схемы системы отопления под керамической плиткой быстро передается тепло, а природа керамики такова, что она «излучает» тепло, даже лучше, чем дерево. У лучевой разводки системы отопления под ковриком также будет реализован основной функционал, но теперь у вас нет «лучистого» аспекта теплопередачи, только теплопроводность через пол, а затем теплый коврик, согревающий воздух. Многие прибегают к коллекторно-лучевой разводке отопления.

Термопол в деревянном доме

Настенные и потолочные радиаторы

Подобные панели можно размещать на стенах и потолке, обычно за гипсокартоном. В некоторых системах гипсокартона даже нагревательные провода встроены прямо в гипс. Оба они создают серьезную проблему, заключающуюся в том, что нужно проделать отверстия в системе отопления, если вы хотите повесить картины, растения или светильники. У них есть все те же характеристики и ограничения, что и у напольных лучистых обогревателей.

Настенные вертикальные радиаторы

Теплые плинтусы

Большинству из нас известны только «электрические» обогреватели для плинтусов, но они существуют для водяных систем (горячего водоснабжения). Современные стилистические гидронные плинтусы часто используются для замены старых чугунных радиаторов, когда вы хотите сохранить старую систему отопления, но модернизировать дом. По сравнению со старыми чугунными радиаторами они будут выделять меньше «лучистой» энергии, но очень эффективны для «конвективного» нагрева воздуха в помещении.

Теплые плинтусы

Электрические обогреватели плинтуса практически все одинаковы по размеру нагревательных элементов. Отличается терморегулятором. Когда термостат устанавливается прямо на плинтус, это крайне неэффективно, но требует очень низких затрат на установку. Когда вы устанавливаете настенный электронный термостат для управления плинтусами в комнате, происходит некое волшебство. Термостат проверяет температуру каждые несколько секунд и отправляет сигнал включения-выключения нагревателю. Если температура близка к правильной, она включается и выключается так часто, что никогда не становится жарко, а достаточно тепло, чтобы поддерживать требуемый микроклимат. Это предотвращает эффект перегрева и высыхания. Нагреватель нагревается до максимальной температуры только тогда, когда на улице очень холодно, или если вы охладили комнату, и он пытается нагреться. То, что раньше считалось второстепенной системой отопления, становится одной из лучших – просто с заменой термостата.

Вариант монтажа теплых плинтусов

Портативные нагревательные приборы

Портативные электрические обогреватели обычно имеют приятную особенность, включающую вентилятор для обдува воздуха, и преимущество в том, что они маленькие, и вы можете разместить их там, где вам нужно немного больше тепла. Они стоят дороже в эксплуатации, чем обогреватели для плинтусов? Нет. Электрическое отопление во всех его формах стоит примерно одинаково для того же тепла. Разве 220 вольт лучше 110 вольт – не особо. Просто вы можете использовать меньший провод для нагрева 220 вольт, и у вас есть выделенные линии, которые устанавливает электрик, поэтому у вас не перегорят предохранители. Кроме того, обогреватели для плинтусов служат намного дольше, чем недорогие портативные обогреватели.

Вариант портативного обогревателя

Многие портативные обогреватели рекламируют специальные функции, такие как каталитические элементы, тепловая масса или «лучистое» тепло. Каталитическая система может создавать более высокие температуры, в то время как тепловая масса может распределять тепло, а «лучистые» устройства доставляют как конвективное, так и лучистое тепло. Но ни один из них не будет производить тепло помещения за меньшие деньги, чем обычный электрический обогреватель, поскольку все электрические устройства преобразуют электричество в тепло примерно с одинаковой эффективностью. Если вам достаточно нравится внешний вид или ощущения от специального обогревателя, чтобы заплатить дополнительную цену, тогда хорошо, но не покупайте их из-за заявленной экономии на отоплении.

Инфракрасный обогреватель

Коротко о главном

Лучевая схема разводки системы отопления – это эффективный и экологически чистый способ обогрева помещения, поскольку он потребляет меньше энергии, чем традиционное отопление. Это также безаллергенный способ немного согреться, так как не выдувается много пыли в комнату. А если вы хотите использовать лучистое отопление в собственном доме, вам не нужно ломать весь пол, чтобы получить его, при условии, что у вас есть подвал или место для подполья. Лучистое отопление теперь производится в панелях, которые можно установить под существующие балки перекрытия.

А вы отдаете предпочтение лучевому отоплению или конвекционному? И почему?

Автор

Марк Соловьев Специальность: Инженер

Все статьи

Поделиться

Поделиться

Как включить газовый котел: подробная инструкция

«Сердцем» любой отопительной системы является котел. От того, насколько хорошо он работает, зависит эффективность обогрева всех помещений. Поэтому очень важно правильно запустить оборудование в первый раз или после простоя. Это обеспечит его длительную бесперебойную работу. Разберемся с включением отопления с газовым одно- или двухконтурным котлом.  

Как запустить газовый котел

Инструкция по запуску
— Подготовительные работы
— Заполнение системы
— Удаление воздуха из контура
— Опрессовывание и промывка
— Запуск
Возможные проблемы и способы их решения

Ошибкой было бы думать, что включить в работу газовое оборудование очень просто. Процесс намного сложнее, чем нажатие пусковой кнопки. Мы подготовили пошаговую инструкцию, как включить отопление на газовом котле. 

Подготовка к запуску

Перед тем как запустить оборудование, нужно проверить правильность его подключения. Особенно это важно перед пуском вновь установленного прибора. В этом случае надо подсоединить и подготовить к работе основные элементы отопительного контура. Приведем пошаговый алгоритм действий.

1. Для питания оборудования подводят отдельную линию электросети.
2. Уточняют правильность установки прибора. Его ставят на рекомендованном в инструкции расстоянии от окон и дверей, отодвигают от стены. Это предотвращает сбои и затухание по причине сквозняка или чрезмерного охлаждения. Около устройства нельзя размещать горючие вещества или материалы. Напольные модели устанавливают только на ровное прочное основание. 
3. Агрегат подключают к водопроводу. Для этого с патрубков на корпусе снимают заглушки. Соединяют патрубки и обвязку через фильтрующие модули, оснащенные шаровыми кранами. 
4. Подключают прибор к дымоходу. Проверяют наличие и силу тяги.
5. Котел подключают к газовой магистрали. Важный момент. Сделать это могут только специалисты из обслуживающей компании. Они же установят и опломбируют счетчик. Самостоятельное проведение процедуры запрещено. 

Выше описан алгоритм подготовки к работе нового оборудования. Он отличается от запуска временно отключенного устройства. В этом случае нужно осмотреть и проверить все элементы контура отопления. Перечислим их.

• Все потребители: бойлер, радиаторы, теплый пол, т.п.
• Насосы.
• Комплекс трубопроводов.
• Фильтрующее оборудование.
• Расширительный бак.
• Блок контроля, управления и безопасности.
• Термодатчики.
• Источник питания.

Если все работоспособно и проблем не выявлено, переходят к следующему этапу. 

Заполнение жидким теплоносителем

Перед запуском нужно заполнить контур и все его элементы теплоносителем. Чаще всего это вода, но в некоторых случаях может быть антифриз. Перед заполнением жидкостью перекрывают подачу газа к оборудованию и проводят отключение электропитания. После этого нужно открыть вентиль на подающем воду кране и на кране подпитки. Последний чаще всего находится в нижней части корпуса, но иногда это может быть не так. Уточнить место его расположения можно в технической документации. 

Важный момент. Вентиль открывают постепенно и плавно, без резких движений. Это поможет уменьшить количество воздушных пробок в контуре. При резком открытии в системе окажется большое количество воздуха. Процесс забора воды проходит с характерным звуком. В это время манометр на корпусе показывает величину текущего давления в отопительном контуре. Когда оно достигнет рабочих величин, кран закрывают. Уточнить рабочие параметры нужно в технической документации.

В ходе заполнения контура нужно внимательно осмотреть все его элементы на предмет появления течи. Если она есть, участок отключают, выливают жидкость и устраняют подтекание. После этого продолжают заполнение. Заливать воду нужно только при плюсовой температуре, поэтому желательно делать это в теплое время года. Если это не так, помещение предварительно прогревается переносным отопителем до 18-20 ˚С. 

Для открытых отопительных систем возможно и даже желательно заполнение через расширительный бачок. Но перед заливкой надо точно определить нужный объем теплоносителя. Его рассчитывают, складывая вместимость всех элементов контура: бойлера, расширителя, труб, т.д.

Удаление воздуха 

При заполнении жидкостью внутри системы неизбежно оказывается некоторое количество воздуха. Его обязательно надо стравить, то есть выдавить наружу. Если этого не сделать, батареи будут плохо нагреваться, поскольку часть их объема занимает воздушная пробка. Современное оборудование бывает оснащено устройствами для самостоятельного удаления воздуха из системы. Но они есть не везде. Тогда приходится действовать вручную. Алгоритм действий такой. 

• Стравливают воздух с каждого радиатора. Начинают с тех, что расположены выше, заканчивают самым нижним. Отверткой поворачивают специальные клапаны или открывают краны Маевского. Ждут, пока воздушная пробка не выйдет, это можно определить по прекращению шипения и появлению струйки жидкости. После этого клапан закрывают. 
• После удаления воздуха давление в контуре упало, поэтому теплоноситель надо обязательно долить. Котел подключают к электросети, открывают вентиль подпитки и нажимают на кнопку «Питание». Автоматически запускается насос и горелка. Однако возгорания не происходит, поскольку перекрыта подача газа. Зато воздух стравливается из котла и другого оборудования. Чтобы полностью стравить пробки, надо еще один-два раза включить и выключить газовый котел.  

По окончании процедуры надо еще раз проверить на манометре давление внутри системы. Оно должно быть в пределах рабочего диапазона. 

Опрессовка и промывка

Следующий этап — опрессовка. Суть процедуры в выявлении «слабых» участков, которые в ходе эксплуатации могут дать течь. Для опрессовывания нужно спецоборудование. Это нагнетательный насос, с помощью которого устанавливается давление выше рабочего в 1,3-1,5 раз. Показатель фиксируется на манометре и удерживается не дольше 10-15 минут. В норме все это время давление должно оставаться неизменным. Если оно понизилось, значит, где-то есть утечка. Ее нужно найти и ликвидировать. 

Еще одна необходимая процедура — промывка. При подключении нового прибора в уже эксплуатировавшийся контур она обязательна. Об этом всегда предупреждают производители. При несоблюдении этого требования пользователя лишают гарантии на котел. Перед запуском нового прибора выполняют двухступенчатую промывку, для уже поработавшего оборудования достаточно одного раза. Первый этап считается черновым. В ходе очистки удаляют самые крупные частички загрязнений.

Для этого контур промывают под давлением около 3,5 атм. Жидкость сливают через спусковой кран. После этого, скорее всего, понадобится промыть фильтр грубой очистки, который будет засорен частицами грязи. В некоторых случая его приходится заменять. После черновой проводят чистовую промывку под давлением в 3,5-4 атм. Проверяют состояние фильтров, они должны быть чистыми. 

Запуск

Первый пуск нового оборудования может выполнить только специалист газовой службы. Это обязательное условие производителя для получения гарантии на его продукцию. При самостоятельном подключении гарантированного обслуживания не будет. Процесс запуска оборудования зависит от его типа. Разберем, как правильно включить газовый котел напольного и настенного типа. 

Напольный

Инструкция по активации прибора такая.

1. Проветрите помещение котельной, убедитесь в том, что вентиляция исправна, а в дымоотводящей трубе есть тяга. 
2. Включите электропитание. 
3. Откройте дверку, проверьте положение рукоятки управления. Она должна быть в позиции «выкл».
4. Откройте подачу газовой смеси. 
5. Поставьте ручку управления в положение «пьезорозжиг».
6. Нажмите на ручку и удерживайте ее так 8-10 секунд. В это время газ пойдет по трубе и вытеснит воздух. Активируйте пьезорозжиг. 
7. Проверьте горелку. Если она не зажглась, повторите манипуляции.

После того как удалось зажечь основную горелку, настраивают регулировки температуры нагрева. 

Настенный

1. Для запуска настенных моделей последовательность действий такая.
2. Проверьте наличие тяги, убедитесь, что вентиляция в помещении нормально работает. 
3. Подключите котел к электросети. 
4. Откройте подачу газовой смеси.
5. Нажмите кнопку запуска.
6. Настройте рабочий диапазон температур. Как сделать это правильно, уточните в техдокументации приобретенной модели. 

Работа в автоматическом режиме характеризуется самостоятельным запуском горелки при необходимости подогрева теплоносителя. У двухконтурных разновидностей горелка автоматически запускается при включении крана горячей воды. 

Даже точное соблюдение всех инструкций не гарантирует отсутствия небольших эксплуатационных проблем. Разберем, что это может быть и как с этим справиться. 

• Основная горелка хлопает при срабатывании. Причин может быть несколько. Первая — чрезмерное давление поступающей из магистрали газовой смеси. Его нужно уменьшить. Возможно, слишком низко горит пламя в запальнике. Нужно отрегулировать его по высоте. Еще одна причина — испорченный или забитый электрод в системе розжига.
• Не срабатывает запальник. Возможно, он покрылся налетом или забился продуктами сгорания или пылью. Нужна прочистка. Кроме того, могут быть неисправными клапаны подачи, электроклапаны или термопары. Их нужно починить или заменить. 
• Перерасход топлива. Нужны настройки интенсивности подачи газовой смеси. Выполняется по инструкции из техдокументации.

Мы разобрали все тонкости, как запустить старый или новый газовый котел. Это достаточно просто, но надо понимать, что газ потенциально опасен. Поэтому правильно будет все работы по подключению и обслуживанию доверить профессионалам. 

Материал подготовила

Инна Ясиновская

Фото

ShutterStock

Своими руками

Да, вы можете сократить счета за тепло и электроэнергию: 5 простых советов

Эта история является частью книги «12 дней советов», которая поможет вам максимально использовать свои технологии, дом и здоровье в праздничный сезон.

Мы сейчас в разгаре зимы, что, вероятно, заставляет вас включать свой термостат, так как большая часть страны видит низкие температуры и снег. Это также означает, что вы быстро почувствуете удар по своему кошельку, когда счета за отопление вырастут. Хотя коммунальные компании и эксперты по энергетике предупреждают, что этой зимой расходы на отопление по всей стране вырастут на 17%, все же можно найти способы сэкономить на этих зимних счетах.

Ниже мы рассмотрим пять способов, с помощью которых вы можете сократить расходы на отопление в течение всей зимы, с советами, которые варьируются от простых изменений образа жизни до инвестиций в лучшее оборудование. (Вы также можете сэкономить на отоплении с помощью этого небольшого обновления дома и настроить термостат на эту идеальную температуру).

1. Выключите термостат

Наверное, все мы слышали этот совет. Тем не менее, это стоит повторить, поскольку это самый простой и прямой способ сэкономить на затратах на электроэнергию. Может быть приятно держать дома поджаренными, чтобы вам не приходилось так много укутывать. Но Министерство энергетики США заявляет, что вы можете сэкономить до 10% в год на расходах на отопление, выключив термостат с 7 до 10 градусов по Фаренгейту 9.0011 по восемь часов в день.

Найдите подходящую для вас систему ОВКВ

Как и ваши домашние и личные потребности, ваш проект ОВКВ и его стоимость уникальны. Воспользуйтесь нашим калькулятором, чтобы лучше оценить свои инвестиции, или мы свяжем вас с местным профессионалом.

Получить мою оценку

От нашего партнера

| политика конфиденциальности

Раскрытие информации для рекламодателей

HVAC.com представляет информацию, собранную независимо от официальных веб-сайтов поставщиков. Мы регулярно обновляем сайт, чтобы эта информация всегда была актуальной и точной. Предложения, которые появляются на этом сайте, исходят от компаний, от которых HVAC.com получает компенсацию. HVAC.com не включает всех доступных поставщиков услуг.

Прелесть отключения термостата заключается в том, что вы можете сделать это, когда вас нет дома в течение дня, и вы даже не заметите разницы. Вы также можете рассмотреть возможность понижения температуры термостата на ночь. По данным клиники Майо, сон при более низких температурах может даже способствовать естественному падению температуры тела ночью и привести к более спокойному сну. Возможно, вы захотите попробовать сделать свой дом более прохладным ночью, и если вы обнаружите, что не возражаете против этого или даже вам это нравится, вы только что нашли простой способ сэкономить на отоплении этой зимой.

Современные интеллектуальные термостаты упрощают процесс. Вы просто устанавливаете заранее записанный график, когда вы хотите, чтобы дом опустился на несколько градусов, а когда поднялся на несколько градусов. Установите температуру немного выше, прежде чем вы проснетесь утром, и ваш дом будет теплым, когда вам нужно будет встать с постели.

2. Экологичность с использованием возобновляемых источников энергии Однако, если у вас полностью электрическая система центрального отопления, вам, возможно, вообще не придется платить по счетам за газовое отопление. Это, по общему признанию, самый сложный совет в списке. Возможно, вам придется инвестировать в солнечную батарею, солнечную батарею и даже в установку центрального электрического отопления. Но таким образом вы избегаете колебаний стоимости природного газа.

Самое замечательное в солнечной энергии то, что панели могут собирать энергию для вашего дома даже зимой. Им просто нужны дополнительные заботы, например, очистка их от снега в северном климате или изолирующие батареи. Вы можете узнать больше об уходе за солнечными панелями зимой в нашем руководстве.

Вы также можете узнать, какие кредиты доступны в вашем районе для использования солнечной энергии и соответствуете ли вы требованиям, например, налоговый кредит в размере 26%. Солнечные панели также имеют популярное преимущество, позволяя вам продавать излишки энергии обратно коммунальным компаниям, если в этом участвует ваша местная коммунальная служба.

Если установка полностью солнечной энергии в вашем доме не является временем или денежными обязательствами, которые вы можете сделать прямо сейчас, вы можете даже поискать другие экологичные способы сэкономить на общих расходах на электроэнергию и отопление. Один из простых способов — оборудовать свой кемпер переносными солнечными панелями. Вы можете даже присмотреться к небольшим солнечным гаджетам, которые могут снять нагрузку с этого счета за отопление / электроэнергию, например, к зарядным устройствам для солнечных устройств или комплекту для солнечного водонагревателя.

3. Обновите свое оборудование

Если вы используете старую печь, скорее всего, вы сжигаете больше энергии, чем нужно. По данным Министерства энергетики США, рейтинг топливной экономичности новых высокоэффективных систем отопления может достигать 9 баллов.от 0 до 98,5%, в отличие от более старых систем с низкой эффективностью от 56 до 70%. В связи с тем, что цены на электроэнергию в последнее время становятся все более неустойчивыми, возможно, сейчас самое время сделать инвестиции приоритетными.

Вы также можете изучить различные способы обогрева дома. Выше мы упомянули полностью электрические системы, поддерживаемые солнечными панелями, но вместо печей есть и тепловые насосы. Тепловые насосы передают тепло извне, поэтому они, как правило, пользуются популярностью в более умеренном климате. Вы можете узнать больше о тепловых насосах и печах в нашем руководстве.

4. Шесть простых советов по управлению температурой в вашем доме

Помимо обновления вашего оборудования, игры с термостатом или инвестиций в альтернативу возобновляемым источникам энергии, вы также можете внести небольшие изменения, которые помогут вам с оплатой счетов за отопление. Скорее всего, они не изменят ваш счет за отопление, как новое оборудование, но если вы чувствуете, что каждая мелочь помогает, вы можете попробовать несколько вариантов, таких как:

• Откройте шторы, шторы или жалюзи, чтобы впустить солнце в течение дня. , так как это уменьшит нагрузку на вашу печь.
• Даже домашняя выпечка или приготовление пищи — это простой способ обогреть дом в течение дня.
• Поставьте на двери ограничители сквозняка.
• Подготовьте окна к зиме с помощью штормовых окон снаружи или пластикового покрытия внутри.
• Очищайте вентиляционные отверстия от пыли и мусора.
• Портативные и эффективные обогреватели позволяют снизить общую температуру, сохраняя тепло в помещении, в котором вы находитесь.

Иногда небольшие привычки в образе жизни могут заставить вас удивиться тому, сколько вы сэкономили на счетах за электроэнергию.

5. Проверьте свой дом на наличие утечек воздуха

Невероятно важная часть того, чтобы убедиться, что ваш дом не утекает зимой, состоит в том, чтобы убедиться, что в вашем доме нет утечек воздуха. Позвоните профессионалам, чтобы проверить наличие утечек воздуха в вашем доме; они, скорее всего, проведут тест дверцы вентилятора.

Вы также можете самостоятельно утеплить и защитить свой дом от потери энергии или тепла. Вы можете прочитать больше о том, как изолировать и герметизировать воздух в нашем руководстве.

Несколько последних советов, которые помогут вам сэкономить

Поскольку для многих людей расходы на электроэнергию и отопление являются одним и тем же счетом, вы даже можете поработать над сокращением потребления электроэнергии, чтобы уменьшить общий счет. Вот несколько ресурсов, которые помогут вам сэкономить на счетах за электроэнергию:

• Бесплатные и простые советы по экономии на счетах за электроэнергию
• 24 совета по экономии электроэнергии
• Интеллектуальные устройства для помощи в оплате счетов за коммунальные услуги
• Способы использования герметика вокруг вашего дома

Также трудно понять, где можно сэкономить на счетах за электроэнергию, если вы не знаете, каковы самые большие поглотители энергии в вашем доме. Введите умные розетки с мониторингом энергопотребления, который поможет вам узнать, сколько энергии потребляет каждое устройство в вашем доме, и поможет вам отслеживать выходную мощность.

В дальнейшем, если вам когда-нибудь придется переезжать, вы можете убедиться, что дом, который вы покупаете, энергоэффективен. Это поможет уменьшить желание кричать, когда вы в будущем откроете свой счет за зимнюю энергию, а также другие счета за коммунальные услуги. В этом руководстве показаны различные типы систем, на которые следует обратить внимание при поиске дома. Есть очевидные признаки того, что дом может быть энергоэффективным, как гигантская солнечная батарея на крыше. Некоторые более тонкие признаки устойчивости, на которые следует обратить внимание, включают системы сбора воды, безрезервуарные водонагреватели и мелиорированную древесину.

Дополнительные советы по экономии денег

• Объяснение пиковой и непиковой энергии: экономьте деньги, найдите самое дешевое время для использования электроэнергии
• Сколько денег вы можете реально сэкономить, выключив свет во всем доме?
• 27 практичных и простых способов сократить расходы на дом прямо сейчас
• Попробуйте этот простой способ потолочного вентилятора, чтобы сэкономить деньги и счета за электроэнергию
• Техника Energy Star: действительно ли они могут сэкономить вам деньги?

Простое введение в науку о тепловой энергии

org/Person”> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 24 марта 2022 г.

Прикоснитесь к радиатору, и он станет горячим. Окуните палец в воду из-под крана, и он станет холодным. Это не просто! Но что, если белый медведь, привыкший к арктическим морозам, прикоснется к тем же вещам? И то, и другое может показаться полярному медведю жарким, потому что он живет в гораздо более холодных условиях, чем мы. «Горячий» и «холодный» — это относительные термины, которые мы можем использовать для сравнения того, как вещи себя чувствуют, когда они обладают большей или меньшей энергией определенного вида, который мы называем теплом. Что это такое, откуда оно берется и как оно перемещается по нашему миру? Давайте узнаем больше!

Фото: Вот что я называю теплом! Температура SpaceX Falcon 9 Выхлоп космической ракеты вы можете видеть здесь около 3000°C (5500°F) — достаточно высокая температура, чтобы расплавить большинство повседневных материалов! Фотография Кигана Барбера предоставлена ​​НАСА.

Содержание

1. Что такое тепло?
2. Что происходит, когда что-то совсем не нагревается?
3. Какая разница между теплом и температурой?
4. Как мы можем измерить температуру?
5. Как распространяется тепло?
   • Проводка
   • Конвекция
   • Радиация
6. Почему одни вещи нагреваются дольше, чем другие?
7. Скрытая теплота
8. Узнать больше

Что такое тепло?

Тепло — это сокращенное название «тепловая энергия». Когда что-то горячее, у него много тепловая энергия; когда холодно, меньше. Но даже вещи, которые кажутся холодными (например, белые медведи и айсберги), обладают гораздо большей тепловой энергией, чем вы можете предположить.

Объекты могут накапливать тепло, потому что атомы и молекулы внутри них толкаются и натыкаются друг на друга, как люди в толпе. Эта идея называется кинетическая теория материи, потому что она описывает тепло как своего рода кинетическая энергия (энергия, которой обладают вещи, потому что они движутся), хранящаяся в атомах и молекулах, из которых состоят материалы. Он был разработан в 19 веке разными учеными, в том числе австрийским физиком Людвиг Больцман (1844–1906) и британский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879).). Если вам интересно, вот более подробное введение в кинетическую теорию.

Художественное произведение: Более горячие предметы имеют больше тепловой энергии, чем более холодные. Это потому, что атомы или молекулы движутся быстрее в горячих вещах (красный, справа), чем в холодных вещах (синий, слева). Эта идея называется кинетическая теория.

Кинетическая теория помогает нам понять, куда уходит энергия, когда мы что-то нагреваем. Если вы поставите кастрюлю с холодной водой на горячую плиту, вы заставите молекулы воды двигаться быстрее. Чем больше тепла вы подаете, тем быстрее движутся молекулы и тем дальше они удаляются друг от друга. В конце концов, они так сильно натыкаются, что отрываются друг от друга. В этот момент жидкость, которую вы нагревали, превращается в газ: ваша вода превращается в пар и начинает испаряться.

Что происходит, когда что-то совсем не нагревается?

Теперь предположим, что мы попробуем противоположный трюк. Давайте возьмем кувшин с водой и поставим его в холодильник, чтобы охладить. Холодильник работает, систематически удаляя тепловую энергию из продуктов. Поместите воду в холодильник, и он тут же начнет терять тепловую энергию. Чем больше тепла он теряет, тем больше кинетической энергии теряют его молекулы, тем медленнее они движутся и тем ближе подбираются. Рано или поздно они подходят достаточно близко, чтобы слиться в кристаллы; жидкость превращается в твердое вещество; и вы оказываетесь с кувшином льда!

Но что, если у вас есть супер-потрясающий холодильник, который постоянно охлаждает воду, и она становится все холоднее… и холоднее… и холоднее. Домашняя морозильная камера, если она у вас есть, может понизить температуру где-то между -10°C и -20°C (от 14°F до -4°F). Но что, если продолжать охлаждать ниже этого значения, забирая еще больше тепловой энергии? В конце концов вы достигнете температуры, при которой молекулы воды почти полностью перестанут двигаться, потому что у них совсем не останется кинетической энергии. По причинам, в которые мы не будем вдаваться, эта волшебная температура составляет −273,15. ° С (-4590,67 ° F), и мы называем его абсолютным нулем.

Фото: Лед может показаться холодным, но он намного горячее абсолютного нуля. Фотография Эриха Регера предоставлена ​​Службой охраны рыбных ресурсов и дикой природы США.

Теоретически абсолютный ноль — это самая низкая температура, которую когда-либо можно достичь. На практике настолько охладить что-либо практически невозможно — ученые очень старались, но так и не достигли такой низкой температуры. Удивительные вещи случаются, когда вы приближаетесь к абсолютному нулю. Некоторые материалы, например, могут потерять практически все свое сопротивление и стать удивительными проводниками электричества, называемыми сверхпроводниками. Есть отличный веб-сайт PBS, на котором можно узнать гораздо больше об абсолютном нуле и о замечательных вещах, которые там происходят.

В чем разница между теплом и температурой?

Теперь, когда вы знаете об абсолютном нуле, легко понять, почему что-то вроде айсберга (который может иметь холодную температуру около 3-4°C или около 40°F) является относительно горячим. По сравнению с абсолютным нулем все в нашем повседневном мире горячо, потому что его молекулы движутся и обладают хоть какой-то тепловой энергией. Все вокруг нас также имеет гораздо более высокую температуру, чем абсолютный ноль.

Вы видите, что существует тесная связь между количеством тепловой энергии чего-либо и его температурой. Значит, тепловая энергия и температура — это одно и то же? Нет! Давайте разберемся:

• Тепло — это энергия, хранящаяся внутри чего-либо.
• Температура — это показатель того, насколько горячим или холодным является объект.

Температура объекта не говорит нам, сколько у него тепловой энергии. Легко понять, почему нет, если подумать об айсберге и кубике льда. Оба имеют более или менее одинаковую температуру, но поскольку айсберг имеет гораздо большую массу, чем кубик льда, он содержит на миллиарды больше молекул и гораздо больше тепловой энергии. Айсберг может содержать даже больше тепловой энергии, чем чашка кофе или раскаленный докрасна железный стержень. Это потому, что он больше и содержит гораздо больше молекул, каждая из которых имеет некоторую тепловую энергию. Кофе и железный батончик более горячие (имеют более высокую температуру), но айсберг держит больше тепла, потому что он больше.

Работа: Айсберг намного холоднее чашки кофе, но он содержит больше тепловой энергии, потому что он намного больше.

Как мы можем измерить температуру?

Термометр измеряет, насколько что-то горячо, а не количество тепловой энергии, которое оно содержит. Два объекта с одинаковой температурой одинаково горячие, но один из них может содержать гораздо больше тепловой энергии, чем другой. Мы можем сравнивать температуры разных вещей, используя две распространенные (и довольно произвольные) шкалы, называемые Цельсия (или по Цельсию) и Фаренгейта, названные в честь шведского астронома Андерса Цельсия (1701–1744) и немецкого физика Даниэля Фаренгейта (1686–1736).

Существует также научная температурная шкала Кельвина (или абсолютная шкала), названная в честь британского физика Уильяма Томпсона (впоследствии лорда Кельвина, 1824–1907). Логически, шкала Кельвина имеет гораздо больше смысла для ученых, потому что она идет вверх от абсолютного нуля (который также известен как 0K, без символа степени между нулем и K). В физике вы встретите множество значений температуры Кельвина, но вы не найдете синоптиков, сообщающих вам температуру таким образом. Для справки, достаточно жаркий день (20–30°C) наступает примерно при 29°С.0–300K: вы просто добавляете 273 к значению по Цельсию, чтобы преобразовать его в кельвины.

Как распространяется тепло?

Одна вещь, которую вы, вероятно, заметили в отношении тепла, заключается в том, что оно обычно не остается там, где вы его поместили. Горячее становится холоднее, холодное — горячее, и — по прошествии достаточного времени — большинство вещей в конечном итоге такая же температура. Почему?

Есть основной закон физики, называемый вторым законом термодинамики, и он гласит: по сути, чашки кофе всегда остывают, а мороженое всегда таять: тепло течет от горячих предметов к холодным, а не наоборот наоборот. Вы никогда не увидите, чтобы кофе кипел сам по себе или мороженое. становится холоднее в солнечные дни! Второй закон термодинамики также несет ответственность за болезненные счета за топливо, которые падают через ваши почтовый ящик несколько раз в год. Короче говоря: чем горячее вы делаете свой дома и чем холоднее на улице, тем больше тепла вы собираетесь терять. Чтобы уменьшить эту проблему, вам нужно понять три различные пути распространения тепла: теплопроводность, конвекция и излучение. Иногда вы увидите, что они упоминаются как три вида теплопередачи.

Теплопроводность

Теплопроводность — это то, как тепло течет между двумя твердыми телами, находящимися на разных температуры и соприкосновения друг с другом (или между двумя частями один и тот же твердый объект, если они находятся при разных температурах). Прогулка по каменный пол в твоих босых ногах и кажется холодным, потому что течет тепло быстро из вашего тела в пол по проводимости. Размешайте кастрюлю супа с металлической ложкой, и вам скоро придется найти деревянную: тепло быстро распространяется по ложке проводимость из горячего супа в пальцы.

Анимация: Когда вы держите железный прут в огне, тепло распространяется по металлу за счет проводимость (красная стрелка). Почему? Атомы на горячем конце движутся быстрее, поскольку поглощают тепло огня. Они постепенно передают свою энергию дальше по планке, в конечном итоге прогревая все это дело.

Конвекция

Конвекция — это основной способ передачи тепла через жидкости и газы. Ставим кастрюлю с холодной, жидкой суп на плите и включите огонь. Суп на дне сковорода, ближайшая к огню, быстро прогревается и становится менее плотной (светлее), чем холодный суп выше. Более теплый суп поднимается вверх и более холодный суп сверху падает, чтобы занять его место. Очень скоро у вас есть циркуляция тепла, проходящего через кастрюлю, что-то вроде невидимый тепловой конвейер, с подогревом, подъемом супа и охлаждением, падающий суп. Постепенно вся сковорода нагревается. Конвекция тоже есть один из способов нагрева наших домов, когда мы включаем отопление. Воздух прогревается над обогревателями и поднимается в воздух, выталкивая холодный воздух вниз с потолка. Вскоре происходит циркуляция который постепенно прогревает всю комнату.

Анимация: Как конвекция накачивает тепло в кастрюлю. Схема нагревания, подъема супа (красные стрелки) и опускания, охлаждения супа (синие стрелки) работает как конвейер, который переносит тепло от плиты в суп (оранжевые стрелки).

Излучение

Изображение: Инфракрасные тепловые изображения (иногда называемые термографами или термограммами) показывают, что все объекты выделяют некоторую тепловую энергию путем излучения. На этих двух фотографиях вы можете увидеть ракету на стартовой площадке, сфотографированную обычной камерой (вверху) и инфракрасной тепловизионной камерой (внизу). Самые холодные части — фиолетовые, синие и черные; самые горячие области – красные, желтые и белые. Фото Р. Хёрта, НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт, предоставлено НАСА.

Излучение — третий основной путь распространения тепла. Теплопроводность переносит тепло через твердые вещества; конвекция переносит тепло через жидкости и газы; но излучение может переносить тепло через пустое пространство — даже через вакуум. Мы знаем это просто потому, что мы живы: почти все, что мы делаем, на Земле питается от солнечной радиации, направленной на нашу планету из Солнце сквозь воющую пустую тьму космоса. Но есть много теплового излучения на Земле тоже. Сядьте возле потрескивающего костра и вы почувствуете, как жар исходит наружу и обжигает ваши щеки. Вы не соприкасаетесь с огнём, так что тепло к вам не идёт за счет теплопроводности, а если вы на улице, конвекции, вероятно, нет. нести многое к вам либо. Вместо этого все тепло, которое вы чувствуете распространяется излучением — по прямой, со скоростью свет, переносимый типом электромагнетизма, называемым инфракрасная радиация.

Почему некоторые вещи нагреваются дольше, чем другие?

Различные материалы могут накапливать больше или меньше тепла в зависимости от их внутренней атомной или молекулярной структуры. Вода, например, может хранить огромное количество тепла — это одна из причин, по которой мы используем ее в системах центрального отопления, — хотя для ее нагрева также требуется относительно много времени. Металлы очень хорошо пропускают тепло и быстро нагреваются, но плохо сохраняют тепло. Говорят, что вещества, которые хорошо сохраняют тепло (например, вода), обладают высокой удельной теплоемкостью.

Идея удельной теплоемкости помогает нам по-другому понять разницу между теплом и температурой. Предположим, вы ставите пустую медную кастрюлю на горячую плиту определенной температуры. Медь очень хорошо проводит тепло и имеет относительно низкую удельную теплоемкость, поэтому она очень быстро нагревается и остывает (поэтому кастрюли, как правило, имеют медное дно). Но если вы наполните ту же кастрюлю водой, она нагреется до той же температуры гораздо дольше. Почему? Потому что вам нужно поставить гораздо больше тепловой энергии, чтобы поднять температуру воды на ту же величину. Удельная теплоемкость воды примерно в 11 раз выше, чем у меди, поэтому при одинаковой массе воды и меди требуется в 11 раз больше энергии, чтобы поднять температуру воды на то же число градусов.

Таблица: Бытовые материалы имеют очень разную удельную теплоемкость. Металлы (синего цвета) имеют низкую удельную теплоемкость: они хорошо проводят тепло и плохо его сохраняют, поэтому на ощупь они холодные. Керамические/минеральные материалы (оранжевые) имеют более высокую удельную теплоемкость: они не проводят тепло так хорошо, как металлы, лучше сохраняют его и при прикосновении к ним ощущаются немного теплее. Органические изоляционные материалы (зеленые), такие как дерево и кожа, очень плохо проводят тепло и хорошо его сохраняют, поэтому на ощупь они теплые. Обладая очень высокой удельной теплоемкостью, вода (желтая) находится в своем собственном классе.

Удельная теплоемкость может помочь вам понять, что происходит, когда вы отапливаете свой дом разными способами в зимнее время. Воздух нагревается относительно быстро по двум причинам: во-первых, потому что удельная теплоемкость воздуха составляет около четверти удельной теплоемкости воды; во-вторых, поскольку воздух представляет собой газ, он имеет относительно небольшую массу. Если в вашей комнате холодно и вы включаете вентилятор (конвекционный) обогреватель, вы обнаружите, что все нагревается очень быстро. Это потому, что вы, по сути, просто нагреваете воздух. Выключите тепловентилятор, и комната тоже довольно быстро остынет, потому что воздух сам по себе не имеет большой способности сохранять тепло.

Фото: Деревянная ложка на ощупь намного теплее металлической, хотя оба имеют одинаковую температуру. Металлическая ложка легче отводит тепло от вашей руки, и именно это заставляет чувствовать себя холоднее.

Так как же сделать комнату действительно теплой? Не забывайте, что в нем не только воздух, который нужно нагреть, но и добротная мебель, ковры, шторы и многое другое. Нагрев этих вещей занимает гораздо больше времени, потому что они твердые и гораздо более массивные, чем воздух. Чем больше у вас в комнате холодных и твердых предметов, тем больше тепловой энергии вы должны выделить, чтобы нагреть их все до определенной температуры. Вам нужно будет нагреть их, используя проводимость и излучение, а также конвекцию, а это требует времени. Но поскольку твердые предметы хорошо сохраняют тепло, им также требуется время, чтобы остыть. Таким образом, если у вас есть достойная изоляция, чтобы остановить утечку тепла от стен, окон и т. Д., Как только ваша комната достигнет определенной температуры, она должна оставаться теплой в течение некоторого времени без необходимости дополнительного нагрева.

Скрытая теплота

Всегда ли больше тепла делает более высокую температуру? Судя по тому, что мы сказали до сих пор, вы можете быть прощены за то, что думаете, что придать чему-то больше тепла всегда вызывает повышение температуры. Обычно это так, но не всегда.

Предположим, у вас есть кусок льда, плавающий в кастрюле с водой, и вы ставите его на горячую плиту. Если вы наклеите термометр в смеси ледяной воды, вы обнаружите, что она составляет около 0°C (32°F) — нормальная температура замерзания воды. Но если вы продолжите нагревать, вы найдете температуру остается прежним, пока почти весь лед не растает, даже если вы поставляете больше все время греть. Как будто смесь льда и воды принимает тепло вы даете его и прячете его где-то. Как ни странно, именно это и происходит!

Художественное произведение: Обычно предметы нагреваются (температура повышается), когда вы выделяете больше тепловой энергии. Этого не происходит в момент, когда что-то плавится (переходит из твердого состояния в жидкое) и испаряется (превращается в жидкое). из жидкости в газ). Вместо этого энергия, которую вы поставляете, используется для изменения состояния материи. Энергия никуда не исчезает: она хранится в виде скрытого тепла.

Когда вещество переходит из твердого состояния в жидкое или из жидкого в газообразное, для изменения его состояния требуется энергия. Например, чтобы превратить твердый лед в жидкую воду, вам нужно толкнуть молекулы воды. внутри еще дальше друг от друга и разбить каркас (или кристаллическую структуру), который держит их вместе. Таким образом, пока лед тает (другими словами, во время изменения состояния из твердой воды в жидкий лед), вся подводимая вами тепловая энергия используется для разделения молекул, и ничего не остается. для повышения температуры.

Теплота, необходимая для превращения твердого тела в жидкость, называется скрытая теплота плавления. Скрытый означает скрытый и «латентный». теплота плавления» относится к скрытому теплу, участвующему в изменении состояния вещества. из твердого состояния в жидкое или наоборот. Точно так же вам нужно подавать тепло, чтобы изменить жидкости в газ, и это называется скрытой теплотой парообразования.

Скрытая теплота — это разновидность энергии, и, хотя она может показаться «скрытой», она не растворяется в воздухе. Когда жидкая вода замерзает и снова превращается в лед, снова выделяется скрытая теплота плавления. Это можно увидеть, если систематически охлаждать воду. Начнем с того, что температура воды регулярно падает по мере того, как вы отбираете тепловую энергию. Но в точке, где жидкая вода превращается в твердый лед, вы обнаружите, что вода замерзает, не становясь холоднее. Это потому, что скрытая теплота плавления теряется из жидкости по мере ее затвердевания, и это предотвращает столь быстрое падение температуры.