Recenze

Kolik energie je potřeba k ohřevu vody na 1 stupeň?

Podle mezinárodních pravidel SI (International System of Units) se množství tepelné energie nebo množství tepla měří v joulech [J] a existují i násobné jednotky kiloJoule [kJ] = 1000 J., MegaJoule [MJ] = 1 000 000 J, GigaJoule [ GJ] = 1 000 000 000 J. atd. Tato jednotka měření tepelné energie je základní mezinárodní jednotkou a používá se nejčastěji ve vědeckých a vědecko-technických výpočtech.

Všichni však víme nebo jsme alespoň jednou slyšeli další jednotkou měření množství tepla (nebo jednoduše tepla) jsou kalorie, stejně jako kilokalorie, megakalorie a gigakalorie, což jsou předpony kilo, Giga a Mega. znamená, viz příklad s jouly výše. V naší zemi je historicky při kalkulaci tarifů za vytápění, ať už se jedná o vytápění elektřinou, plynem nebo kotlem na pelety, zvykem zohledňovat náklady právě na jednu Gigakalorii tepelné energie.

Co je tedy Gigakalorie, kiloWatt, kiloWatt*hodina nebo kiloWatt/hodina a Jouly a jak spolu souvisí?, se dozvíte v tomto článku.

Základní jednotkou tepelné energie je tedy, jak již bylo zmíněno, Joule. Než však budeme mluvit o měrných jednotkách, je v zásadě nutné na každodenní úrovni vysvětlit, co je tepelná energie a jak a proč ji měřit.

Všichni z dětství víme, že abychom se zahřáli (přijímali tepelnou energii), musíme něco zapálit, takže tradičním palivem na oheň je dřevo. Je tedy zřejmé, že při spalování paliva (jakéhokoli: dřeva, uhlí, pelet, zemního plynu, motorové nafty) se uvolňuje tepelná energie (teplo). Ale například k ohřevu různé objemy vody vyžadují různé množství palivového dřeva (nebo jiného paliva). Je jasné, že na ohřátí dvou litrů vody stačí pár ohňů a na přípravu půl kbelíku polévky pro celý tábor je potřeba zásobit se několika balíky dříví. Aby se neměřily tak striktní technické veličiny, jako je množství tepla a spalné teplo paliva se svazky palivového dříví a vědry polévky, rozhodli se topenáři vnést jasno a pořádek a dohodli se, že vymyslí jednotku pro množství tepla. Aby tato jednotka byla všude stejná, byla definována následovně: ohřát jeden kilogram vody o jeden stupeň za normálních podmínek (atmosférický tlak) vyžaduje 4 190 kalorií, tedy 4,19 kilokalorií, na zahřátí jednoho gramu vody a bude stačit tisíckrát méně tepla – 4,19 kalorií.

Kalorie souvisí s mezinárodní jednotkou tepelné energie, Joule, následujícím vztahem:

1 kalorie = 4,19 joulů.

Ohřev 1 gramu vody o jeden stupeň tedy bude vyžadovat 4,19 joulů tepelné energie a ohřev jednoho kilogramu vody bude vyžadovat 4 190 joulů tepla.

V technologii spolu s jednotkou měření tepelné (a jakékoli jiné) energie existuje jednotka výkonu a v souladu s mezinárodním systémem (SI) je to Watt. Pojem výkon platí i pro topná zařízení. Pokud je topné zařízení schopno dodat 1 Joule tepelné energie za 1 sekundu, pak je jeho výkon 1 Watt. Výkon je schopnost zařízení vyrobit (vytvořit) určité množství energie (v našem případě tepelné energie) za jednotku času. Vraťme se k našemu příkladu s vodou, k ohřátí jednoho kilogramu (nebo jednoho litru, v případě vody se kilogram rovná litru) vody o jeden stupeň Celsia (nebo Kelvina, na tom nezáleží), potřebujeme výkon 1 kcal nebo 4 190 J tepelné energie. K ohřátí jednoho kilogramu vody za 1 sekundu o 1 stupeň potřebujeme zařízení s následujícím výkonem:

Přečtěte si více

Jak často zalévat ibišek v květináči?

4190 J./1 s. = 4 190 W. nebo 4,19 kW.

Chceme-li svůj kilogram vody ohřát za stejnou vteřinu o 25 stupňů, pak budeme potřebovat pětadvacetkrát větší výkon, tzn.

4,19*25 = 104,75 kW.

Můžeme tedy konstatovat, že kotel na pelety má výkon 104,75 kW. ohřeje 1 litr vody o 25 stupňů za jednu sekundu.

Když už jsme se dostali k wattům a kilowattům, měli bychom si o nich říct pár slov. Jak již bylo zmíněno, Watt je jednotka výkonu včetně tepelného výkonu kotle, ale kromě kotlů na pelety a plynových kotlů zná lidstvo také elektrokotle, jejichž výkon se měří samozřejmě ve stejných kilowatty a nespotřebovávají ani pelety, ani plyn a elektřinu, jejíž množství se měří v kilowatthodinách. Správný zápis energetické jednotky kilowatt*hodina (konkrétně kilowatt násobený hodinou, neděleno), zápis kW/hod je chyba!

V elektrokotlích se elektrická energie přeměňuje na tepelnou energii (tzv. Jouleovo teplo) a pokud kotel spotřeboval 1 kWh elektřiny, tak kolik tepla vyrobil? Chcete-li odpovědět na tuto jednoduchou otázku, musíte provést jednoduchý výpočet.

Převedeme kilowatty na kiloJouly/sekundy (kiloJouly za sekundu) a hodiny na sekundy: za hodinu je 3 600 sekund, dostaneme:

1 kW*hodina = [1 kJ/s]*3600 s.=1 000 J *3600 s = 3 600 000 Joulů nebo 3,6 MJ.

1 kW*hodina = 3,6 MJ.

Naopak 3,6 MJ/4,19 = 0,859 Mcal = 859 kcal = 859 000 cal. Energie (tepelná).

Nyní přejděme ke Gigakaloriím, jejichž cenu topenáři rádi kalkulují na různé druhy paliv.

1 Gcal = 1 000 000 000 cal.

1 000 000 000 kal. = 4,19*1 000 000 000 = 4 190 000 000 J. = 4 190 MJ. = 4,19 GJ.

Nebo s vědomím, že 1 kW*hodina = 3,6 MJ, přepočítejme 1 gigakalorii na kilowatt*hodinu:

1 Gcal = 4190 MJ/3,6 MJ = 1 163 kW*hod!

Pokud se po přečtení tohoto článku rozhodnete konzultovat s odborníkem z naší společnosti jakoukoli otázku související s dodávkou tepla, pak vy Zde!