Откуда идет отопление сверху или снизу: Страница не найдена — Инженерные системы
Содержание
Страница не найдена — Инженерные системы
Дом
Содержание1 Схема отопления двухэтажного дома — 3 варианта подключения отопительной сети1.1 Какая лучше схема
Системы
Содержание1 Норма температуры батарей в квартире в 2019 году1.1 Температурные нормы системы отопления в
Системы
Содержание1 Теплоноситель для системы отопления загородного дома: критерии выбора1.1 Теплоноситель для системы отопления загородного
Системы
Содержание1 Как устранить или выгнать воздух из системы отопления1.1 Причины появления в магистралях1.2 Способы
Системы
Содержание1 Циркуляционный насос для отопления дома: как выбрать1.1 Основные типы и назначение насосов1.2 Как
Дом
Содержание1 Сравнение пеллет отопления с газом/дровами/углем и другими видами1.1 2. Дрова1.2 3. Сжиженный газ1.3
Страница не найдена — Инженерные системы
Дом
Содержание1 Схема отопления двухэтажного дома — 3 варианта подключения отопительной сети1.1 Какая лучше схема
Системы
Содержание1 Норма температуры батарей в квартире в 2019 году1.1 Температурные нормы системы отопления в
Системы
Содержание1 Теплоноситель для системы отопления загородного дома: критерии выбора1.1 Теплоноситель для системы отопления загородного
Системы
Содержание1 Как устранить или выгнать воздух из системы отопления1.1 Причины появления в магистралях1.2 Способы
Системы
Содержание1 Циркуляционный насос для отопления дома: как выбрать1.1 Основные типы и назначение насосов1.2 Как
Дом
Содержание1 Сравнение пеллет отопления с газом/дровами/углем и другими видами1.1 2. Дрова1.2 3. Сжиженный газ1.3
Страница не найдена — Инженерные системы
Дом
Содержание1 Схема отопления двухэтажного дома — 3 варианта подключения отопительной сети1.1 Какая лучше схема
Системы
Содержание1 Норма температуры батарей в квартире в 2019 году1.1 Температурные нормы системы отопления в
Системы
Содержание1 Теплоноситель для системы отопления загородного дома: критерии выбора1.1 Теплоноситель для системы отопления загородного
Системы
Содержание1 Как устранить или выгнать воздух из системы отопления1.1 Причины появления в магистралях1.2 Способы
Системы
Содержание1 Циркуляционный насос для отопления дома: как выбрать1.1 Основные типы и назначение насосов1.2 Как
Дом
Содержание1 Сравнение пеллет отопления с газом/дровами/углем и другими видами1.1 2. Дрова1.2 3. Сжиженный газ1.3
Подача горячей воды в многоэтажном доме: сверху или снизу, какими способами подается
Как подается?
Системы подачи горячей воды подразделяются на два вида: открытые и закрытые. При открытой используется теплоноситель, поступающий из централизованной тепломагистрали в дом, далее вода распределяется по внутридомовым сетям.
Эта схема была разработана и реализована при массовой застройке еще в советский период, доказала свою эффективность, надежность. Большая часть многоэтажного жилого фонда снабжается теплоносителем по этой схеме.
При закрытой используется холодная вода магистрального водопровода. Вода поступает в автономный тепловой узел, где нагревается до нужной температуры, и закачивается в водоразборную сеть.
Основные элементы теплового узла:
- газовые или электрические котлы для индивидуального отопления;
- проточные водонагреватели;
- теплообменники, использующие горячую воду центральных магистральных сетей.
Преимущества:
- Горячая вода по качеству соответствует требованиям нормативной документации на питьевую воду.
- Снижается расход централизованного теплоносителя.
Закрытые системы применяются в современном домостроении. Наибольшая эффективность этих систем проявляется при использовании крышных котельных. В этом случае не требуется подключение к теплотрассам.
Сверху или снизу организовано водоснабжение?
Магистральный водовод входит в контур жилого дома и заканчивается задвижкой. Внутридомовые сети обеспечивают горячей водой всех потребителей.
Через набор вертикальных трубопроводов (стояков) теплоноситель распределяется по этажам. Применяются два типа разводки: однотрубная и двухтрубная.
Выбор схемы зависит от планировочных решений жилого дома:
- Вариант подачи воды «снизу» применяется при малоэтажной застройке. В высотных домах с этажностью выше девяти подача теплоносителя осуществляется «сверху». В этом случае обеспечивается достаточное давление горячей воды на верхних этажах.
- В домах с этажностью выше восемнадцати применяется розлив «снизу», но система отопления делится на две автономные зоны. В верхней зоне за счет избыточного давления обеспечивается подача теплоносителя на последние этажи.
- В старом жилом фонде сохранились дома, в которых нет циркуляционных стояков — «тупиковые системы». За экономию труб расплачиваются неудобствами: при слабом водоразборе вода остывает, приходиться сливать часть воды.
Элементы в системе ГВС
При кажущейся простоте внутридомовые сети — достаточно сложное инженерное сооружение. Диаметры труб внутренней разводки, количество и мощность подкачивающих насосов рассчитываются таким образом, чтобы давление воды было одинаковым на всех этажах.
Универсальная схема открытой системы водоснабжения выглядит следующим образом:
Вода из тепломагистрали проходит через водомерный узел, элеватор и поступает в нагревательные приборы. Дополнительные врезки перед элеваторным узлом обеспечивают подачу горячей воды для гигиенических и бытовых нужд.
К элементам системы также относятся:
- дополнительные насосы;
- задвижки,
- вентили;
- клапаны;
- трубопроводы.
Наиболее сложным является элеваторный узел.
Функции узла:
- регулировка параметров отопительной системы;
- при сильных морозах, когда температура магистрального теплоносителя превышает 100⁰ С, обеспечивает возможность переключения подпитки горячей водой между подачей и обраткой;
- экономит магистральный теплоноситель, поэтому водомер устанавливается на обратном трубопроводе.
Разводка ГВС в квартире
Внутриквартирная разводка служит для доставки горячей воды ко всем точкам разбора. В квартирах, как правило, делается один или два ввода горячей воды от общих стояков.
Вентили на этих вводах служат границей раздела зон ответственности, после вентилей за эксплуатацию водопровода отвечает владелец квартиры.
Количество точек разбора индивидуально, не редкость два туалета, биде, душевые кабины, стиральные и посудомоечные машины. При проектировании внутренней разводки необходимо учитывать не только количество точек разбора, но и индивидуальные особенности бытовой техники.
На практике применяются два способа разводки:
- Последовательная или тройниковая схема: по периметру квартиры прокладывается основной трубопровод, к нему последовательно подключаются все потребители воды. Диаметр основной трубы должен превышать диаметры вспомогательных патрубков.
Для подсоединения сантехники и бытовых приборов применяются тройники. Такой монтаж целесообразен в малогабаритных квартирах. При большом количестве потребителей водовод становиться слишком длинным и напора воды может не хватать.
- Коллекторная схема. Для квартир большей площади применима коллекторная схема. Главное отличие этого варианта — наличие коллекторной трубы, в нее поступает вода из общего стояка.
К коллектору подсоединяются сантехника и бытовые приборы. Объем коллектора должен обеспечивать одновременную работу всех потребителей.
Преимущества коллекторной схемы:
- обеспечивается одинаковое входное давление воды для всех потребителей;
- возможность демонтажа отдельного потребителя без отключения всего водопровода.
Недостатки:
- дороговизна монтажа;
- размещение коллектора требует отдельного места.
При любой схеме квартирной разводки диаметры трубопроводов не должны превышать диаметр общего стояка, в противном случае нарушится водоснабжение других квартир.
Поломки и неисправности
К характерным неисправностям ГВС относятся:
- выход из строя оборудования;
- шумы в работе системы;
- температура отопительных приборов ниже нормы;
- слабый напор горячей воды;
- температурный разброс теплоносителя по этажам дома;
- утечки в соединениях;
- коррозия трубопроводов и запорной арматуры.
Шумы, как правило, вызваны вибрацией неправильно установленных насосов, износом подшипников электродвигателей, ослаблением креплений трубопроводов, выходом из строя регулирующих вентилей.
К понижению температуры отопительных приборов приводят воздушные пробки в самих приборах, разрегулирование элеваторного узла, засоры и нарушение теплоизоляции в отопительных стояках.
Слабый напор воды при отсутствии засоров чаще всего вызывается неисправностями подкачивающих насосов. Своевременное техническое обслуживание повышает надежность системы теплоснабжения.
Температурные требования
Параметры горячей воды в жилом доме регламентируются требованиями ГОСТ 2874-82 и нормами санитарной гигиены.
Эти требования обеспечиваются ресурсными организациями. Температура воды должна быть в пределах 60-75⁰ С.
Попытка использовать в водопроводной сети воду из отопления карается законом.
Заключение
Системы горячего водоснабжения в многоквартирных домах постоянно совершенствуются.
На смену громоздким чугунным трубопроводам приходят современные облегченные конструкции, высокопроизводительное оборудование, измерительная техника, но принципиальные схемы обеспечения горячей водой и теплом жилых домов пока неизменны.
Отопление в многоквартирном доме схема
Собственная квартира в городе – это предмет роскоши. Также это комфорт и уют для ее хозяев, так как городская квартира является самым распространенным местом для жизни у современных горожан. Стоит отметить, что немаловажную роль в создании комфортной обстановки в такой квартире является хорошая система обогрева. Схема отопления многоэтажного дома является очень важной деталью для любого человека.
В современной жизни такая схема имеет много конструктивных отличий от обычных способов отопления. Поэтому схемы отопления трехэтажного дома и больше гарантируют эффективное прогревание стен даже в самую непредсказуемую погоду.
Особенности отопления квартиры в многоэтажном доме
Внимательно прочитав инструкцию к схеме обогрева многоэтажного дома можно убедиться, что в обязательном порядке следует соблюдать все нормы и требования.
В любой квартире должен быть соответствующий обогрев, поднимающий температуру воздуха до 22 градусов и сохраняющий влажность в помещении в пределах 40%.
Схема системы отопления многоквартирного дома предусматривает ее грамотный монтаж, благодаря чему и можно достигнуть такой температуры и влажности.
В процессе проектирования такой схемы отопления следует пригласить высококвалифицированных специалистов, которые смогут качественно просчитать все необходимые аспекты для работы. Они же должны добиться того, чтобы в трубах сохранялось равномерное давление теплоносителя. Такое давление должно быть одинаковым как на первом, так и на последнем этаже.
Основная особенность современной системы обогрева многоэтажного дома проявляется в работе на перегретой воде. Данный теплоноситель исходит из ТЭЦ и имеет очень высокую температуру – 150С с давлением до 10 атмосфер. В трубах образовывается пар за счет того, что давление в них сильно повышается, что также способствует передаче нагретой воды на последние дома многоэтажки. Также схема отопления панельного дома предполагает немалую температуру обратки в 70С. В теплую и холодную пору года температура воды может сильно отличаться, поэтому точные значения будут зависеть исключительно от особенностей окружающей среды.
Как известно, температура теплоносителя в трубах, которые установлены в многоэтажном доме, достигает 130С. Но настолько горячих батарей в современных квартирах просто-напросто не существует, а все из-за того, что есть подающая магистраль, по которой и проходит нагретая вода, а магистраль соединяется с обраткой при помощи специальной перемычки под названием «элеваторный узел».
Система отопления многоэтажного дома схема, которая является самой эффективной, в любом случае должна предусматривать наличие элеваторного узла.
Такая схема имеет много особенностей, так как такой узел предназначен для выполнения определенных функций. Теплоноситель с высокой температурой должен поступить в элеваторный узел, который выполняет основную функцию теплообмена. Вода достигает высокой температуры и при помощи высокого давления проходит через элеватор, чтобы инжектировать теплоноситель из обратки. Параллельно из трубопровода вода также подается на рециркуляцию, которая происходит в системе обогрева.
Такая схема отопления 5 этажного дома является самой эффективной, поэтому активно устанавливается в современные многоэтажные дома.
Так выглядит отопление в многоквартирном доме схема которого предусматривает наличие элеваторного узла. На нем можно увидеть много задвижек, которые выполняют немаловажную роль в обогревании и равномерной подачи тепла.
Как правило, такие задвижки без проблем регулируются в ручную. Но регулировкой задвижек, как правило, занимаются только высококвалифицированные специалисты, которые работают в госслужбах.
Устанавливая отопление в многоквартирном доме, схема также должна предусматривать наличие таких задвижек во всех возможных точках, чтобы в случае аварии можно было перекрыть поток горячей воды или убавить давление. Этому также способствуют разные коллекторы и другая аппаратура, которая работает в автоматическом режиме. Поэтому такая техника обеспечивает большую производительность отопления и эффективность ее подачи на последние этажи.
Большое количество многоэтажных домов имеют однотрубные системы отопления, которые предполагают нижнюю разводку. Стоит отметить, что учитывается также сама конструкция многоэтажки и много других аспектов, которые могут повлиять на схему отопления.
В зависимости от этих аспектов, теплоноситель может подаваться как сверху в низ, так и снизу вверх. Некоторые дома имеют специальные стояки, которые исполняют роль поставщика горячей воды вверх, а холодной вниз. Поэтому во многих квартирах устанавливают чугунные батареи, которые очень устойчивы к перепадам температур.
Виды отопления многоэтажных домов | Квартиры от застройщика, строительство в Брянске
Виды отопления многоэтажных домов
Подавляющее большинство многоэтажных зданий нашей страны подключены к центральным котельным или ТЭЦ, такая система отопления называется централизованной. Существуют и другие виды систем отопления многоквартирных домов, которые могут быть как однотрубными, так и двухтрубными. Ознакомимся с видами систем отопления «многоэтажек», а также с их плюсами и минусами.
Централизованная система отопления
Чтобы отапливать целый жилой район строится ТЭЦ или устраивается одна мощная котельная, т.е. тепло вырабатывается не в отапливаемом здании, а за его пределами. Магистральные трубы доставляют тепло от вырабатываемого источника в тепловые центры, а затем уже в квартиры. Данный тип называется независимым, так как циркуляционные насосы позволяют дополнительно отрегулировать тепло-подачу. Также существует зависимый тип подачи, который производится напрямую с ТЭЦ.
Централизованное отопление можно назвать сложной инженерной системой, занимающей значительную площадь и обеспечивающей теплом одновременно большое количество объектов.
Основные структурные элементы централизованной системы:
-Источники тепло-энергии (ТЭЦ, крупная котельная, теплоэнергоцентраль). В котельной передача тепла производится с помощью воды, а в ТЭЦ воду превращают в пар, который имеет более высокие энерго-показатели. Его направляют в паровые турбины, где происходит выработка электроэнергии. В отработанном виде пар применяется для нагрева той воды, которая поступит в систему отопления многоэтажного здания для обогрева квартир.
-Теплосети – это сложные, разветвленные, протяженные системы трубопроводов, которые предназначены для доставки тепла к объектам. Они могут прокладываться наземным и подземным способом, но обязательно имеют теплоизоляцию. Обычно это две стальные трубы, одна для подачи, другая для отработанного теплоносителя.
-Потребитель тепла – это оборудование для отопления, которое устанавливается в многоквартирном доме.
Плюсы центральной системы отопления:
-Есть возможность использовать недорогие виды топлива.
-Такая система является надежной, так как обеспечивается регулярный контроль специальными службами, которые следят за ее работой и техническим состоянием.
-Применяется экологичное оборудование.
-Система имеет простые эксплуатационные характеристики.
Минусы централизованного отопления:
-Функционирование системы в соответствии со строгим сезонным графиком.
-Отсутствует возможность самостоятельно регулировать температуру приборов отопления.
-Система отопления подвергается частым перепадам давления.
-При транспортировке теплоносителя в многоэтажный дом происходит значительная потеря тепла.
-Немаленькая стоимость оборудования и монтажа.
Автономная система отопления или индивидуальное отопление.
Наряду с центральным в наше время можно встретить автономное отопление многоквартирных зданий, чаще всего это новостройки. Индивидуальное отопление подразумевает расположение котельной в отапливаемом доме, обычно размещается котельная в отдельном помещении, внутри или недалеко от самого здания, так как необходима регулировка температуры теплоносителя в системе отопления.
Индивидуальное отопление подразумевает установку котла в квартире. Монтаж котла, подводку газа и другого вспомогательного оборудования лучше доверить специалистам. Наиболее популярным на сегодняшний день является газовое отопление.
Плюсы газового отопления:
-Возможность оплачивать только то количество тепла, которое было использовано, а это позволяет сэкономить примерно 30%.
-Возможность регулирования температурного режима, не зависимо от отопительного сезона.
-В квартире с установленным газовым отоплением не возникнет проблема с отключением горячей воды летом, как это обычно случается.
Минусы индивидуальной системы отопления:
-Высокая стоимость оборудования.
-Возможны перебои с давлением газа.
-Траты на обслуживание газового котла, ремонт и очистку дымохода.
Крышная котельная.
Крышная котельная является автономным источником отопления, предназначенным для обогрева и горячего водоснабжения зданий. Такое название котельная получила так как располагается на крыше дома. Бывает два вида крышных котельных – стационарные (устанавливаются в момент строительства) и блочно-модульные (транспортируются и устанавливаются уже в собранном виде). Крышные котельные обеспечивают жильцов дома бесперебойным, безопасным и экономичным теплом и горячей водой.
Плюсы крышной котельной:
-Простые эксплуатационные характеристики.
-Низкие теплопотери.
-Нет потребности в дополнительных зданиях, которые обычно возводятся для отопительных целей.
-Полностью автоматизированная система, которая может функционировать круглогодично.
-Крышные котельные являются сравнительно недорогим и эффективным решением, которое позволяет экономить средства, так как отсутствуют затраты на монтажные работы и дополнительных сотрудников.
Минусов у крышной котельной нет, скорее это ограничения, которые указаны в «СНиПах»:
-Существуют ограничения на вес отопительного оборудования.
-Необходимо соблюдать требования газовой безопасности.
-Установка сложных автоматических систем.
-Противопожарный контроль.
Отопление в квартирах — Страница 224 — Общий
Покупал батареи и монтировал сам, все по уровню. Система однотрубная, в зале подача снизу, выход сверху и уходит на обратку через стену на кухню. В других комнатах также подача снизу.
Когда нам сантехники установили батареи (кстати, не гастарбайтеры, а вполне адекватные дядечки с немалым опытом, они нам уже в 3-й квартире меняли батареи), они нас предупредили, чтобы все краны для подачи воды в батареи открывали только после того, как вода нормально прогонится по системе, так как вся грязь может подняться на наш последний этаж. Вот мне кажется, что я немного поторопилась с батареей в детской, уж очень хотелось тепла побыстрее, теперь 3 секции внизу не прогреты. У нас так же, как у вас, видимо: однотрубная система, труба из зала ведет на кухню ( там все секции теперь греют, еще немного воздуха спускала).
И как это вас Медвед Инкорпорейтед не обвинил в краже 5 ведер воды из системы отопления . И с какой стати я должна покупать 7 секций новых Китайских чугунных батарей, потому что не Китайских на рынке нет, даже если говорят , что Российские, они все равно делаются в Китае, качество их уже далеко не то… Так вот с какой стати я должна покупать этот сомнительный чугун, который к тому же дороже, чем биметалл.
С соседями мы как-нибудь сами разберемся, что к чему, пока от них жалоб не поступало, и они видели, что мы меняли батареи, это трудно скрыть )). Снизить количество секции совсем не сложно, а вот покрываться сосульками в квартире из-за того, что у большинства соседей трубы не менялись со времен постройки дома и возможно, что у кого-то они забиты ( как были у нас, когда мы сняли старые), мне совсем невыгодно. За тепло мы платили немало, так пусть это тепло будет!
Так что, отключите кипятильник, Медвед и завидуйте молча .
Сообщение отредактировал evalera: 24.10.2013, 13:05:22
Простое введение в науку о тепловой энергии
Криса Вудфорда. Последнее изменение: 13 ноября 2020 г.
Прикоснитесь к радиатору, и он станет горячим. Окуните палец в воду из-под крана, и она станет холодной. Это и ежу понятно! Но что, если белый медведь, привыкший к морозам в Арктике, прикоснется к тому же самому? Оба могут быть горячими для белого медведя, потому что он живет в гораздо более холодных условиях, чем мы. «Горячий» и «холодный» — относительные термины, которые мы можем использовать для сравнения ощущений вещей, когда они имеют более или менее определенный вид энергии, который мы называем теплом.Что это такое, откуда оно взялось и как движется по нашему миру? Давайте узнаем больше!
Фото: Вот это я называю теплом! Температуру выхлопа горячей ракеты вы можете увидеть здесь,
во время запуска космического шаттла примерно 3300 ° C (6000 ° F). Фото любезно предоставлено НАСА в палате общин.
Что такое вообще тепло?
Тепло — это сокращенное слово «тепловая энергия». Когда что-то горячее, в нем много
тепловая энергия; когда холодно, его меньше.Но даже вещи, которые кажутся холодными (например, белые медведи и айсберги), обладают гораздо большей тепловой энергией, чем вы можете предположить.
Произведение: Более горячие предметы имеют больше тепловой энергии, чем более холодные. Это потому, что атомы или молекулы движутся быстрее в горячих предметах (красный, справа), чем в холодных предметах (синий, слева). Эта идея называется
кинетическая теория.
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, которая есть у вещей, потому что они движутся), запасенная атомами и молекулами, из которых сделаны материалы. Он был разработан в 19 веке различными учеными, в том числе австрийским физиком.
Людвиг Больцманн (1844–1906) и британский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879). Если вам интересно, вот более подробное введение в кинетическую теорию.
Кинетическая теория помогает нам понять, куда уходит энергия, когда мы что-то нагреваем.Если вы поставите кастрюлю с холодной водой на горячую плиту, молекулы в воде будут двигаться быстрее. Чем больше тепла вы подаете, тем быстрее движутся молекулы и тем дальше они расходятся. В конце концов, они так сильно натыкаются, что ломаются друг от друга. В этот момент жидкость, которую вы нагреваете, 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.Возьмем кувшин с водой и поставим в холодильник, чтобы она остыла. Холодильник работает, систематически удаляя тепловую энергию из пищи. Поместите воду в холодильник, и она сразу же начнет терять тепловую энергию. Чем больше тепла он теряет, тем больше кинетической энергии теряют его молекулы, тем медленнее они движутся и тем ближе они становятся. Рано или поздно они подходят достаточно близко, чтобы соединиться в кристаллы; жидкость превращается в твердую; и вы попадаете с кувшином льда!
Но что, если у вас есть супер-изумительный холодильник, который продолжает охлаждать воду, поэтому она становится холоднее… и холоднее … и холоднее. Домашний морозильник, если он у вас есть, может снизить температуру до диапазона от -10 ° C до -20 ° C (от 14 ° F до -4 ° F). Но что, если вы продолжите охлаждение ниже этого значения, забирая еще больше тепловой энергии? В конце концов, вы достигнете температуры, при которой молекулы воды практически полностью перестанут двигаться, потому что у них не останется абсолютно никакой кинетической энергии. По причинам, которые мы не будем вдаваться в подробности, эта магическая температура составляет -273,15.
° C (-459,67 ° F), и мы называем это абсолютным нулем.
Фото: Лед может показаться холодным, но он намного горячее абсолютного нуля.
Изображение Эриха Регера любезно предоставлено Службой охраны рыболовства и дикой природы США.
Теоретически абсолютный ноль — это самая низкая температура, которую когда-либо можно достичь. На практике практически невозможно что-либо так сильно охладить — ученые очень старались, но на самом деле так и не достигли такой низкой температуры. Когда вы приближаетесь к абсолютному нулю, происходят удивительные вещи. Некоторые материалы, например, могут потерять практически все свое сопротивление и стать удивительными проводниками электричества, называемыми сверхпроводниками.Есть отличный веб-сайт PBS, где вы можете узнать больше об абсолютном нуле и 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 (которое может иметь холодную температуру около 3-4 ° C или около 40 ° F) относительно горячее. По сравнению с абсолютным нулем все в нашем повседневном мире горячо, потому что его молекулы движутся и у них есть хоть какая-то тепловая энергия.Все вокруг нас также имеет гораздо более высокую температуру, чем абсолютный ноль.
Вы можете видеть, что существует тесная связь между количеством тепловой энергии и его температурой.
Так что же, тепловая энергия и температура — это одно и то же? Нет! Давайте проясним:
- Тепло — это энергия, хранящаяся внутри чего-либо.
- Температура — это мера того, насколько что-то горячее или холодное.
Температура объекта не говорит нам, сколько у него тепловой энергии.Легко понять, почему бы и нет, если вы подумаете 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 больше тепловой энергии, чем чашка кофе или раскаленный железный стержень. Это потому, что он больше и содержит намного больше молекул, каждая из которых обладает некоторой тепловой энергией. Кофе и железный стержень более горячие (имеют более высокую температуру), но айсберг удерживает больше тепла, потому что он больше.
Художественное произведение: айсберг намного холоднее чашки кофе, но он содержит больше тепловой энергии, потому что он намного больше.
Как мы можем измерить температуру?
Термометр измеряет температуру предмета, а не количество тепловой энергии, которое в нем содержится. Два объекта с одинаковой температурой одинаково горячие, но один может содержать намного больше тепловой энергии, чем другой.
Мы можем сравнивать температуру разных объектов, используя две общие (и довольно произвольные) шкалы, называемые Цельсием (или Цельсием) и Фаренгейтом, названные в честь шведского астронома Андерса Цельсия (1701–1744) и немецкого физика Даниэля Фаренгейта (1686–1736).
Существует также научная шкала температур, называемая Кельвином (или абсолютной шкалой), названная в честь британского физика Уильяма Томпсона (позже лорда Кельвина, 1824–1907). Логически шкала Кельвина имеет гораздо больший смысл для ученых, потому что она идет вверх от абсолютного нуля (который также известен как 0K, без символа градуса между нулем и K). В физике вы увидите много температур по Кельвину, но вы не найдете синоптиков, которые будут указывать температуру таким образом. Для справки, достаточно жаркий день (20–30 ° C) соответствует примерно 290–300K: вы просто добавляете 273 к своему значению Цельсия, чтобы преобразовать его в Кельвин.
Как распространяется тепло?
Одна вещь, которую вы, вероятно, заметили в отношении тепла, — это то, что оно обычно не остается там, где вы его кладете.
Горячие вещи становятся холоднее, холодные — горячее, и, если учесть достаточно времени, большинство вещей
в итоге получится такая же температура. Как придешь?
Есть основной закон физики, называемый вторым законом термодинамики, и он гласит:
по сути, чашки кофе всегда остывают, а мороженое всегда
таяние: тепло течет от горячих предметов к холодным, а не от других
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 ваш
почтовый ящик несколько раз в год. Короче: чем горячее вы делаете
дома и чем холоднее на улице, тем больше тепла вы собираетесь
терять. Чтобы уменьшить эту проблему, вам нужно понять три
различные пути распространения тепла: называемые проводимостью,
конвекция и излучение. Иногда вы увидите, что они упоминаются
как три формы теплопередачи.
Проводимость
Анимация: Когда вы держите железный стержень в огне, тепло распространяется по металлу,
проводимость (красная стрелка). Почему? Атомы на горячем конце движутся быстрее, поскольку они поглощают тепло огня.
Они постепенно передают свою энергию дальше вдоль перекладины, в конечном итоге согревая все это.
Проводимость — это то, как тепло течет между двумя твердыми объектами, находящимися на разных
температуры и соприкасаясь друг с другом (или между двумя частями
один и тот же твердый объект, если они имеют разную температуру).Прогулка по
каменный пол босиком, и он кажется холодным, потому что течет тепло
быстро из вашего тела в пол за счет проводимости. Перемешайте
кастрюлю супа металлической ложкой, и скоро вам придется найти
вместо деревянного: тепло быстро распространяется по ложке,
от горячего супа к пальцам.
Конвекция
Анимация: Как конвекция нагнетает тепло в кастрюлю. Схема нагрева, поднимающегося супа (красные стрелки) и падающего, охлаждающего супа (синие стрелки) работает как конвейер, который переносит тепло от плиты в суп (оранжевые стрелки).
Конвекция — это основной способ прохождения тепла через жидкости и газы. Ставим кастрюлю с холодной жидкостью
суп на плите и включите огонь. Суп на дне
сковорода, наиболее близкая к огню, быстро нагревается и становится менее плотной
(легче), чем описанный выше холодный суп. Более теплый суп поднимается вверх и
более холодный суп наверху падает, чтобы занять его место. Очень скоро
у вас есть циркуляция тепла через сковороду, что немного похоже на
невидимый тепловой конвейер с подогревом, поднимающимся супом и охлаждением,
падающий суп.Постепенно вся сковорода нагревается. Конвекция тоже
один из способов обогрева нашего дома, когда мы включаем отопление. Воздух
нагревается над обогревателями и поднимается в воздух, выталкивая холодный воздух
вниз с потолка. Вскоре происходит обращение
что постепенно прогревает всю комнату.
Радиация
Изображение: Инфракрасные тепловые изображения (иногда называемые термографами или термограммами) показывают, что все объекты выделяют некоторую тепловую энергию за счет 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 — красный, желтый и белый. Фото Р. Хёрта, НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт, любезно предоставлено НАСА.
Радиация — это третий основной путь распространения тепла. Проводимость 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 живы: почти все, что мы делаем
на Земле питается солнечным излучением, направленным на нашу планету от
Солнце сквозь вой пустой тьмы космоса.Но есть
на Земле тоже много теплового излучения. Сядьте возле потрескивающего камина
и вы почувствуете тепло, исходящее наружу и обжигающее щеки.
Ты не соприкасаешься с огнем, поэтому тепло не доходит до тебя
по теплопроводности и, если вы на улице, конвекция, вероятно, не
несут много к вам тоже. Вместо этого все тепло, которое вы чувствуете
распространяется излучением — по прямым линиям, со скоростью
свет — переносится типом электромагнетизма, называемым
инфракрасная радиация.
Почему одни вещи нагреваются дольше, чем другие?
Различные материалы могут хранить больше или меньше тепла в зависимости от их внутренней атомной или молекулярной структуры.Вода, например, может накапливать 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 они не так хорошо сохраняют тепло. Говорят, что вещи, которые хорошо хранят тепло (например, вода), обладают высокой удельной теплоемкостью.
Идея удельной теплоемкости помогает нам по-другому понять разницу между теплотой 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 (вот почему кастрюли имеют медное дно). Но если вы заполните ту же самую кастрюлю водой, она нагреется до той же температуры намного дольше. Почему? Потому что вам нужно подавать гораздо больше тепловой энергии, чтобы повысить температуру воды на такую 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 такое же количество градусов.
Диаграмма: Обычные материалы имеют очень разные удельные теплоемкости. Металлы (синий цвет) имеют низкую удельную теплоемкость: они хорошо проводят тепло и плохо хранят его, поэтому на ощупь кажутся холодными. Керамические / минеральные материалы (оранжевый) имеют конденсаторы с более высокой удельной теплоемкостью: они не проводят тепло так же хорошо, как металлы, лучше сохраняют его и ощущаются немного теплее при прикосновении. Органические изоляционные материалы (зеленые), такие как дерево и кожа, очень плохо проводят тепло и хорошо хранят его, поэтому они кажутся теплыми на ощупь.Вода (желтая) с очень высокой удельной теплоемкостью относится к собственному классу.
Удельная теплоемкость может помочь вам понять, что происходит, когда вы по-разному отапливаете свой дом зимой. Воздух относительно быстро нагревается по двум причинам: во-первых, потому, что удельная теплоемкость воздуха составляет около четверти воды; во-вторых, поскольку воздух — это газ, он имеет относительно небольшую массу. Если в вашей комнате холодно и вы включаете вентилятор (конвекцию), 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 накапливать тепло.
Так как же сделать комнату по-настоящему теплой? Не забывайте, что в нем не только воздух, который нужно нагреть: есть прочная мебель, ковры, шторы и многое другое. Нагревание этих вещей занимает гораздо больше времени, потому что они твердые и намного массивнее воздуха. Чем больше у вас холодных твердых предметов в комнате, тем больше тепловой энергии вы должны предоставить, чтобы нагреть их до определенной температуры.Вам нужно будет нагреть их с помощью теплопроводности и излучения, а также конвекции — а это требует времени. Но поскольку твердые предметы хорошо сохраняют тепло, им также нужно время, чтобы остыть. Таким образом, если у вас есть приличная изоляция, чтобы предотвратить 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 добавления тепла.
Скрытое тепло
Всегда ли чем больше тепла, тем выше температура? Судя по тому, что мы говорили до сих пор, вас можно простить за то, что вы подумали, что дает больше тепла
всегда заставляет свою температуру повышаться.Обычно это правда, но не всегда.
Предположим, у вас есть кусок льда, плавающий в кастрюле с водой, и вы ставите его на горячую плиту. Если вы вставите
термометра в смеси льда с водой, вы обнаружите, что он составляет около 0 ° C (32 ° F) —
нормальная точка замерзания воды. Но если вы продолжите нагреваться, вы обнаружите, что температура
остается неизменным, пока почти весь лед не растает, даже если вы добавляете больше
все время греть. Это похоже на то, как будто смесь льда с водой принимает тепло
вы даете это и где-то прячете.Как ни странно, именно это и происходит!
Произведение: Обычно вещи становятся более горячими (их температура повышается), когда вы подаете больше тепловой энергии.
Этого не происходит в тех точках, когда вещи плавятся (переходят из твердого состояния в жидкое) и испаряются (превращаются
от жидкости к газу). Вместо этого поставляемая вами энергия используется для изменения состояния вещества.
Энергия не исчезает: она сохраняется в виде скрытого тепла.
Когда вещество превращается из твердого в жидкость или из жидкости в газ, для изменения своего состояния требуется энергия.Например, чтобы превратить твердый лед в жидкую воду, вы должны толкать молекулы воды.
внутри еще дальше друг от друга и разрушить каркас (или кристаллическую структуру), удерживающий
их вместе. Таким образом, пока лед тает (другими словами, во время изменения состояния с твердой воды на жидкий лед), вся тепловая энергия, которую вы поставляете, используется для разделения молекул, и ничего не остается.
для повышения температуры.
Тепло, необходимое для превращения твердого тела в жидкость, называется
скрытая теплота плавления.Скрытый означает скрытый и «скрытый»
теплота плавления «относится к скрытому теплу, участвующему в изменении состояния вещества.
от твердого до жидкого или наоборот. Точно так же нужно подавать тепло, чтобы сменить
жидкость в газ, и это называется скрытой теплотой парообразования.
Скрытое тепло — это своего рода энергия, и, хотя она может казаться «скрытой», она не исчезает в воздухе. Когда жидкая вода замерзает и снова превращается в лед, снова выделяется скрытая теплота плавления. В этом можно убедиться, если систематически охлаждать воду.Начнем с того, что температура воды регулярно падает по мере того, как вы отводите 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, когда она затвердевает, и это предотвращает быстрое падение температуры.
Простое введение в науку о тепловой энергии
Криса Вудфорда. Последнее изменение: 13 ноября 2020 г.
Прикоснитесь к радиатору, и он станет горячим. Окуните палец в воду из-под крана, и она станет холодной. Это и ежу понятно! Но что, если белый медведь, привыкший к морозам в Арктике, прикоснется к тому же самому? Оба могут быть горячими для белого медведя, потому что он живет в гораздо более холодных условиях, чем мы. «Горячий» и «холодный» — относительные термины, которые мы можем использовать для сравнения ощущений вещей, когда они имеют более или менее определенный вид энергии, который мы называем теплом. Что это такое, откуда оно взялось и как движется по нашему миру? Давайте узнаем больше!
Фото: Вот это я называю теплом! Температуру выхлопа горячей ракеты вы можете увидеть здесь,
во время запуска космического шаттла примерно 3300 ° C (6000 ° F).Фото любезно предоставлено НАСА в палате общин.
Что такое вообще тепло?
Тепло — это сокращенное слово «тепловая энергия». Когда что-то горячее, в нем много
тепловая энергия; когда холодно, его меньше. Но даже вещи, которые кажутся холодными (например, белые медведи и айсберги), обладают гораздо большей тепловой энергией, чем вы можете предположить.
Произведение: Более горячие предметы имеют больше тепловой энергии, чем более холодные. Это потому, что атомы или молекулы движутся быстрее в горячих предметах (красный, справа), чем в холодных предметах (синий, слева).Эта идея называется
кинетическая теория.
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, которая есть у вещей, потому что они движутся), запасенная атомами и молекулами, из которых сделаны материалы. Он был разработан в 19 веке различными учеными, в том числе австрийским физиком.
Людвиг Больцманн (1844–1906) и британский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879).Если вам интересно, вот более подробное введение в кинетическую теорию.
Кинетическая теория помогает нам понять, куда уходит энергия, когда мы что-то нагреваем. Если вы поставите кастрюлю с холодной водой на горячую плиту, молекулы в воде будут двигаться быстрее. Чем больше тепла вы подаете, тем быстрее движутся молекулы и тем дальше они расходятся. В конце концов, они так сильно натыкаются, что ломаются друг от друга. В этот момент жидкость, которую вы нагреваете, 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. Возьмем кувшин с водой и поставим в холодильник, чтобы она остыла. Холодильник работает, систематически удаляя тепловую энергию из пищи. Поместите воду в холодильник, и она сразу же начнет терять тепловую энергию. Чем больше тепла он теряет, тем больше кинетической энергии теряют его молекулы, тем медленнее они движутся и тем ближе они становятся. Рано или поздно они подходят достаточно близко, чтобы соединиться в кристаллы; жидкость превращается в твердую; и вы попадаете с кувшином льда!
Но что, если у вас есть супер-изумительный холодильник, который продолжает охлаждать воду, поэтому она становится холоднее… и холоднее … и холоднее. Домашний морозильник, если он у вас есть, может снизить температуру до диапазона от -10 ° C до -20 ° C (от 14 ° F до -4 ° F). Но что, если вы продолжите охлаждение ниже этого значения, забирая еще больше тепловой энергии? В конце концов, вы достигнете температуры, при которой молекулы воды практически полностью перестанут двигаться, потому что у них не останется абсолютно никакой кинетической энергии. По причинам, которые мы не будем вдаваться в подробности, эта магическая температура составляет -273,15.
° C (-459,67 ° F), и мы называем это абсолютным нулем.
Фото: Лед может показаться холодным, но он намного горячее абсолютного нуля.
Изображение Эриха Регера любезно предоставлено Службой охраны рыболовства и дикой природы США.
Теоретически абсолютный ноль — это самая низкая температура, которую когда-либо можно достичь. На практике практически невозможно что-либо так сильно охладить — ученые очень старались, но на самом деле так и не достигли такой низкой температуры. Когда вы приближаетесь к абсолютному нулю, происходят удивительные вещи. Некоторые материалы, например, могут потерять практически все свое сопротивление и стать удивительными проводниками электричества, называемыми сверхпроводниками.Есть отличный веб-сайт PBS, где вы можете узнать больше об абсолютном нуле и 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 (которое может иметь холодную температуру около 3-4 ° C или около 40 ° F) относительно горячее. По сравнению с абсолютным нулем все в нашем повседневном мире горячо, потому что его молекулы движутся и у них есть хоть какая-то тепловая энергия.Все вокруг нас также имеет гораздо более высокую температуру, чем абсолютный ноль.
Вы можете видеть, что существует тесная связь между количеством тепловой энергии и его температурой.
Так что же, тепловая энергия и температура — это одно и то же? Нет! Давайте проясним:
- Тепло — это энергия, хранящаяся внутри чего-либо.
- Температура — это мера того, насколько что-то горячее или холодное.
Температура объекта не говорит нам, сколько у него тепловой энергии.Легко понять, почему бы и нет, если вы подумаете 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 больше тепловой энергии, чем чашка кофе или раскаленный железный стержень. Это потому, что он больше и содержит намного больше молекул, каждая из которых обладает некоторой тепловой энергией. Кофе и железный стержень более горячие (имеют более высокую температуру), но айсберг удерживает больше тепла, потому что он больше.
Художественное произведение: айсберг намного холоднее чашки кофе, но он содержит больше тепловой энергии, потому что он намного больше.
Как мы можем измерить температуру?
Термометр измеряет температуру предмета, а не количество тепловой энергии, которое в нем содержится. Два объекта с одинаковой температурой одинаково горячие, но один может содержать намного больше тепловой энергии, чем другой.
Мы можем сравнивать температуру разных объектов, используя две общие (и довольно произвольные) шкалы, называемые Цельсием (или Цельсием) и Фаренгейтом, названные в честь шведского астронома Андерса Цельсия (1701–1744) и немецкого физика Даниэля Фаренгейта (1686–1736).
Существует также научная шкала температур, называемая Кельвином (или абсолютной шкалой), названная в честь британского физика Уильяма Томпсона (позже лорда Кельвина, 1824–1907). Логически шкала Кельвина имеет гораздо больший смысл для ученых, потому что она идет вверх от абсолютного нуля (который также известен как 0K, без символа градуса между нулем и K). В физике вы увидите много температур по Кельвину, но вы не найдете синоптиков, которые будут указывать температуру таким образом. Для справки, достаточно жаркий день (20–30 ° C) соответствует примерно 290–300K: вы просто добавляете 273 к своему значению Цельсия, чтобы преобразовать его в Кельвин.
Как распространяется тепло?
Одна вещь, которую вы, вероятно, заметили в отношении тепла, — это то, что оно обычно не остается там, где вы его кладете.
Горячие вещи становятся холоднее, холодные — горячее, и, если учесть достаточно времени, большинство вещей
в итоге получится такая же температура. Как придешь?
Есть основной закон физики, называемый вторым законом термодинамики, и он гласит:
по сути, чашки кофе всегда остывают, а мороженое всегда
таяние: тепло течет от горячих предметов к холодным, а не от других
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 ваш
почтовый ящик несколько раз в год. Короче: чем горячее вы делаете
дома и чем холоднее на улице, тем больше тепла вы собираетесь
терять. Чтобы уменьшить эту проблему, вам нужно понять три
различные пути распространения тепла: называемые проводимостью,
конвекция и излучение. Иногда вы увидите, что они упоминаются
как три формы теплопередачи.
Проводимость
Анимация: Когда вы держите железный стержень в огне, тепло распространяется по металлу,
проводимость (красная стрелка). Почему? Атомы на горячем конце движутся быстрее, поскольку они поглощают тепло огня.
Они постепенно передают свою энергию дальше вдоль перекладины, в конечном итоге согревая все это.
Проводимость — это то, как тепло течет между двумя твердыми объектами, находящимися на разных
температуры и соприкасаясь друг с другом (или между двумя частями
один и тот же твердый объект, если они имеют разную температуру).Прогулка по
каменный пол босиком, и он кажется холодным, потому что течет тепло
быстро из вашего тела в пол за счет проводимости. Перемешайте
кастрюлю супа металлической ложкой, и скоро вам придется найти
вместо деревянного: тепло быстро распространяется по ложке,
от горячего супа к пальцам.
Конвекция
Анимация: Как конвекция нагнетает тепло в кастрюлю. Схема нагрева, поднимающегося супа (красные стрелки) и падающего, охлаждающего супа (синие стрелки) работает как конвейер, который переносит тепло от плиты в суп (оранжевые стрелки).
Конвекция — это основной способ прохождения тепла через жидкости и газы. Ставим кастрюлю с холодной жидкостью
суп на плите и включите огонь. Суп на дне
сковорода, наиболее близкая к огню, быстро нагревается и становится менее плотной
(легче), чем описанный выше холодный суп. Более теплый суп поднимается вверх и
более холодный суп наверху падает, чтобы занять его место. Очень скоро
у вас есть циркуляция тепла через сковороду, что немного похоже на
невидимый тепловой конвейер с подогревом, поднимающимся супом и охлаждением,
падающий суп.Постепенно вся сковорода нагревается. Конвекция тоже
один из способов обогрева нашего дома, когда мы включаем отопление. Воздух
нагревается над обогревателями и поднимается в воздух, выталкивая холодный воздух
вниз с потолка. Вскоре происходит обращение
что постепенно прогревает всю комнату.
Радиация
Изображение: Инфракрасные тепловые изображения (иногда называемые термографами или термограммами) показывают, что все объекты выделяют некоторую тепловую энергию за счет 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 — красный, желтый и белый. Фото Р. Хёрта, НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт, любезно предоставлено НАСА.
Радиация — это третий основной путь распространения тепла. Проводимость 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 живы: почти все, что мы делаем
на Земле питается солнечным излучением, направленным на нашу планету от
Солнце сквозь вой пустой тьмы космоса.Но есть
на Земле тоже много теплового излучения. Сядьте возле потрескивающего камина
и вы почувствуете тепло, исходящее наружу и обжигающее щеки.
Ты не соприкасаешься с огнем, поэтому тепло не доходит до тебя
по теплопроводности и, если вы на улице, конвекция, вероятно, не
несут много к вам тоже. Вместо этого все тепло, которое вы чувствуете
распространяется излучением — по прямым линиям, со скоростью
свет — переносится типом электромагнетизма, называемым
инфракрасная радиация.
Почему одни вещи нагреваются дольше, чем другие?
Различные материалы могут хранить больше или меньше тепла в зависимости от их внутренней атомной или молекулярной структуры.Вода, например, может накапливать 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 они не так хорошо сохраняют тепло. Говорят, что вещи, которые хорошо хранят тепло (например, вода), обладают высокой удельной теплоемкостью.
Идея удельной теплоемкости помогает нам по-другому понять разницу между теплотой 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 (вот почему кастрюли имеют медное дно). Но если вы заполните ту же самую кастрюлю водой, она нагреется до той же температуры намного дольше. Почему? Потому что вам нужно подавать гораздо больше тепловой энергии, чтобы повысить температуру воды на такую 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 такое же количество градусов.
Диаграмма: Обычные материалы имеют очень разные удельные теплоемкости. Металлы (синий цвет) имеют низкую удельную теплоемкость: они хорошо проводят тепло и плохо хранят его, поэтому на ощупь кажутся холодными. Керамические / минеральные материалы (оранжевый) имеют конденсаторы с более высокой удельной теплоемкостью: они не проводят тепло так же хорошо, как металлы, лучше сохраняют его и ощущаются немного теплее при прикосновении. Органические изоляционные материалы (зеленые), такие как дерево и кожа, очень плохо проводят тепло и хорошо хранят его, поэтому они кажутся теплыми на ощупь.Вода (желтая) с очень высокой удельной теплоемкостью относится к собственному классу.
Удельная теплоемкость может помочь вам понять, что происходит, когда вы по-разному отапливаете свой дом зимой. Воздух относительно быстро нагревается по двум причинам: во-первых, потому, что удельная теплоемкость воздуха составляет около четверти воды; во-вторых, поскольку воздух — это газ, он имеет относительно небольшую массу. Если в вашей комнате холодно и вы включаете вентилятор (конвекцию), 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 накапливать тепло.
Так как же сделать комнату по-настоящему теплой? Не забывайте, что в нем не только воздух, который нужно нагреть: есть прочная мебель, ковры, шторы и многое другое. Нагревание этих вещей занимает гораздо больше времени, потому что они твердые и намного массивнее воздуха. Чем больше у вас холодных твердых предметов в комнате, тем больше тепловой энергии вы должны предоставить, чтобы нагреть их до определенной температуры.Вам нужно будет нагреть их с помощью теплопроводности и излучения, а также конвекции — а это требует времени. Но поскольку твердые предметы хорошо сохраняют тепло, им также нужно время, чтобы остыть. Таким образом, если у вас есть приличная изоляция, чтобы предотвратить 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 добавления тепла.
Скрытое тепло
Всегда ли чем больше тепла, тем выше температура? Судя по тому, что мы говорили до сих пор, вас можно простить за то, что вы подумали, что дает больше тепла
всегда заставляет свою температуру повышаться.Обычно это правда, но не всегда.
Предположим, у вас есть кусок льда, плавающий в кастрюле с водой, и вы ставите его на горячую плиту. Если вы вставите
термометра в смеси льда с водой, вы обнаружите, что он составляет около 0 ° C (32 ° F) —
нормальная точка замерзания воды. Но если вы продолжите нагреваться, вы обнаружите, что температура
остается неизменным, пока почти весь лед не растает, даже если вы добавляете больше
все время греть. Это похоже на то, как будто смесь льда с водой принимает тепло
вы даете это и где-то прячете.Как ни странно, именно это и происходит!
Произведение: Обычно вещи становятся более горячими (их температура повышается), когда вы подаете больше тепловой энергии.
Этого не происходит в тех точках, когда вещи плавятся (переходят из твердого состояния в жидкое) и испаряются (превращаются
от жидкости к газу). Вместо этого поставляемая вами энергия используется для изменения состояния вещества.
Энергия не исчезает: она сохраняется в виде скрытого тепла.
Когда вещество превращается из твердого в жидкость или из жидкости в газ, для изменения своего состояния требуется энергия.Например, чтобы превратить твердый лед в жидкую воду, вы должны толкать молекулы воды.
внутри еще дальше друг от друга и разрушить каркас (или кристаллическую структуру), удерживающий
их вместе. Таким образом, пока лед тает (другими словами, во время изменения состояния с твердой воды на жидкий лед), вся тепловая энергия, которую вы поставляете, используется для разделения молекул, и ничего не остается.
для повышения температуры.
Тепло, необходимое для превращения твердого тела в жидкость, называется
скрытая теплота плавления.Скрытый означает скрытый и «скрытый»
теплота плавления «относится к скрытому теплу, участвующему в изменении состояния вещества.
от твердого до жидкого или наоборот. Точно так же нужно подавать тепло, чтобы сменить
жидкость в газ, и это называется скрытой теплотой парообразования.
Скрытое тепло — это своего рода энергия, и, хотя она может казаться «скрытой», она не исчезает в воздухе. Когда жидкая вода замерзает и снова превращается в лед, снова выделяется скрытая теплота плавления. В этом можно убедиться, если систематически охлаждать воду.Начнем с того, что температура воды регулярно падает по мере того, как вы отводите 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, когда она затвердевает, и это предотвращает быстрое падение температуры.
Простое введение в науку о тепловой энергии
Криса Вудфорда. Последнее изменение: 13 ноября 2020 г.
Прикоснитесь к радиатору, и он станет горячим. Окуните палец в воду из-под крана, и она станет холодной. Это и ежу понятно! Но что, если белый медведь, привыкший к морозам в Арктике, прикоснется к тому же самому? Оба могут быть горячими для белого медведя, потому что он живет в гораздо более холодных условиях, чем мы. «Горячий» и «холодный» — относительные термины, которые мы можем использовать для сравнения ощущений вещей, когда они имеют более или менее определенный вид энергии, который мы называем теплом. Что это такое, откуда оно взялось и как движется по нашему миру? Давайте узнаем больше!
Фото: Вот это я называю теплом! Температуру выхлопа горячей ракеты вы можете увидеть здесь,
во время запуска космического шаттла примерно 3300 ° C (6000 ° F).Фото любезно предоставлено НАСА в палате общин.
Что такое вообще тепло?
Тепло — это сокращенное слово «тепловая энергия». Когда что-то горячее, в нем много
тепловая энергия; когда холодно, его меньше. Но даже вещи, которые кажутся холодными (например, белые медведи и айсберги), обладают гораздо большей тепловой энергией, чем вы можете предположить.
Произведение: Более горячие предметы имеют больше тепловой энергии, чем более холодные. Это потому, что атомы или молекулы движутся быстрее в горячих предметах (красный, справа), чем в холодных предметах (синий, слева).Эта идея называется
кинетическая теория.
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, которая есть у вещей, потому что они движутся), запасенная атомами и молекулами, из которых сделаны материалы. Он был разработан в 19 веке различными учеными, в том числе австрийским физиком.
Людвиг Больцманн (1844–1906) и британский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879).Если вам интересно, вот более подробное введение в кинетическую теорию.
Кинетическая теория помогает нам понять, куда уходит энергия, когда мы что-то нагреваем. Если вы поставите кастрюлю с холодной водой на горячую плиту, молекулы в воде будут двигаться быстрее. Чем больше тепла вы подаете, тем быстрее движутся молекулы и тем дальше они расходятся. В конце концов, они так сильно натыкаются, что ломаются друг от друга. В этот момент жидкость, которую вы нагреваете, 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. Возьмем кувшин с водой и поставим в холодильник, чтобы она остыла. Холодильник работает, систематически удаляя тепловую энергию из пищи. Поместите воду в холодильник, и она сразу же начнет терять тепловую энергию. Чем больше тепла он теряет, тем больше кинетической энергии теряют его молекулы, тем медленнее они движутся и тем ближе они становятся. Рано или поздно они подходят достаточно близко, чтобы соединиться в кристаллы; жидкость превращается в твердую; и вы попадаете с кувшином льда!
Но что, если у вас есть супер-изумительный холодильник, который продолжает охлаждать воду, поэтому она становится холоднее… и холоднее … и холоднее. Домашний морозильник, если он у вас есть, может снизить температуру до диапазона от -10 ° C до -20 ° C (от 14 ° F до -4 ° F). Но что, если вы продолжите охлаждение ниже этого значения, забирая еще больше тепловой энергии? В конце концов, вы достигнете температуры, при которой молекулы воды практически полностью перестанут двигаться, потому что у них не останется абсолютно никакой кинетической энергии. По причинам, которые мы не будем вдаваться в подробности, эта магическая температура составляет -273,15.
° C (-459,67 ° F), и мы называем это абсолютным нулем.
Фото: Лед может показаться холодным, но он намного горячее абсолютного нуля.
Изображение Эриха Регера любезно предоставлено Службой охраны рыболовства и дикой природы США.
Теоретически абсолютный ноль — это самая низкая температура, которую когда-либо можно достичь. На практике практически невозможно что-либо так сильно охладить — ученые очень старались, но на самом деле так и не достигли такой низкой температуры. Когда вы приближаетесь к абсолютному нулю, происходят удивительные вещи. Некоторые материалы, например, могут потерять практически все свое сопротивление и стать удивительными проводниками электричества, называемыми сверхпроводниками.Есть отличный веб-сайт PBS, где вы можете узнать больше об абсолютном нуле и 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 (которое может иметь холодную температуру около 3-4 ° C или около 40 ° F) относительно горячее. По сравнению с абсолютным нулем все в нашем повседневном мире горячо, потому что его молекулы движутся и у них есть хоть какая-то тепловая энергия.Все вокруг нас также имеет гораздо более высокую температуру, чем абсолютный ноль.
Вы можете видеть, что существует тесная связь между количеством тепловой энергии и его температурой.
Так что же, тепловая энергия и температура — это одно и то же? Нет! Давайте проясним:
- Тепло — это энергия, хранящаяся внутри чего-либо.
- Температура — это мера того, насколько что-то горячее или холодное.
Температура объекта не говорит нам, сколько у него тепловой энергии.Легко понять, почему бы и нет, если вы подумаете 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 больше тепловой энергии, чем чашка кофе или раскаленный железный стержень. Это потому, что он больше и содержит намного больше молекул, каждая из которых обладает некоторой тепловой энергией. Кофе и железный стержень более горячие (имеют более высокую температуру), но айсберг удерживает больше тепла, потому что он больше.
Художественное произведение: айсберг намного холоднее чашки кофе, но он содержит больше тепловой энергии, потому что он намного больше.
Как мы можем измерить температуру?
Термометр измеряет температуру предмета, а не количество тепловой энергии, которое в нем содержится. Два объекта с одинаковой температурой одинаково горячие, но один может содержать намного больше тепловой энергии, чем другой.
Мы можем сравнивать температуру разных объектов, используя две общие (и довольно произвольные) шкалы, называемые Цельсием (или Цельсием) и Фаренгейтом, названные в честь шведского астронома Андерса Цельсия (1701–1744) и немецкого физика Даниэля Фаренгейта (1686–1736).
Существует также научная шкала температур, называемая Кельвином (или абсолютной шкалой), названная в честь британского физика Уильяма Томпсона (позже лорда Кельвина, 1824–1907). Логически шкала Кельвина имеет гораздо больший смысл для ученых, потому что она идет вверх от абсолютного нуля (который также известен как 0K, без символа градуса между нулем и K). В физике вы увидите много температур по Кельвину, но вы не найдете синоптиков, которые будут указывать температуру таким образом. Для справки, достаточно жаркий день (20–30 ° C) соответствует примерно 290–300K: вы просто добавляете 273 к своему значению Цельсия, чтобы преобразовать его в Кельвин.
Как распространяется тепло?
Одна вещь, которую вы, вероятно, заметили в отношении тепла, — это то, что оно обычно не остается там, где вы его кладете.
Горячие вещи становятся холоднее, холодные — горячее, и, если учесть достаточно времени, большинство вещей
в итоге получится такая же температура. Как придешь?
Есть основной закон физики, называемый вторым законом термодинамики, и он гласит:
по сути, чашки кофе всегда остывают, а мороженое всегда
таяние: тепло течет от горячих предметов к холодным, а не от других
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 ваш
почтовый ящик несколько раз в год. Короче: чем горячее вы делаете
дома и чем холоднее на улице, тем больше тепла вы собираетесь
терять. Чтобы уменьшить эту проблему, вам нужно понять три
различные пути распространения тепла: называемые проводимостью,
конвекция и излучение. Иногда вы увидите, что они упоминаются
как три формы теплопередачи.
Проводимость
Анимация: Когда вы держите железный стержень в огне, тепло распространяется по металлу,
проводимость (красная стрелка). Почему? Атомы на горячем конце движутся быстрее, поскольку они поглощают тепло огня.
Они постепенно передают свою энергию дальше вдоль перекладины, в конечном итоге согревая все это.
Проводимость — это то, как тепло течет между двумя твердыми объектами, находящимися на разных
температуры и соприкасаясь друг с другом (или между двумя частями
один и тот же твердый объект, если они имеют разную температуру).Прогулка по
каменный пол босиком, и он кажется холодным, потому что течет тепло
быстро из вашего тела в пол за счет проводимости. Перемешайте
кастрюлю супа металлической ложкой, и скоро вам придется найти
вместо деревянного: тепло быстро распространяется по ложке,
от горячего супа к пальцам.
Конвекция
Анимация: Как конвекция нагнетает тепло в кастрюлю. Схема нагрева, поднимающегося супа (красные стрелки) и падающего, охлаждающего супа (синие стрелки) работает как конвейер, который переносит тепло от плиты в суп (оранжевые стрелки).
Конвекция — это основной способ прохождения тепла через жидкости и газы. Ставим кастрюлю с холодной жидкостью
суп на плите и включите огонь. Суп на дне
сковорода, наиболее близкая к огню, быстро нагревается и становится менее плотной
(легче), чем описанный выше холодный суп. Более теплый суп поднимается вверх и
более холодный суп наверху падает, чтобы занять его место. Очень скоро
у вас есть циркуляция тепла через сковороду, что немного похоже на
невидимый тепловой конвейер с подогревом, поднимающимся супом и охлаждением,
падающий суп.Постепенно вся сковорода нагревается. Конвекция тоже
один из способов обогрева нашего дома, когда мы включаем отопление. Воздух
нагревается над обогревателями и поднимается в воздух, выталкивая холодный воздух
вниз с потолка. Вскоре происходит обращение
что постепенно прогревает всю комнату.
Радиация
Изображение: Инфракрасные тепловые изображения (иногда называемые термографами или термограммами) показывают, что все объекты выделяют некоторую тепловую энергию за счет 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 — красный, желтый и белый. Фото Р. Хёрта, НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт, любезно предоставлено НАСА.
Радиация — это третий основной путь распространения тепла. Проводимость 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 живы: почти все, что мы делаем
на Земле питается солнечным излучением, направленным на нашу планету от
Солнце сквозь вой пустой тьмы космоса.Но есть
на Земле тоже много теплового излучения. Сядьте возле потрескивающего камина
и вы почувствуете тепло, исходящее наружу и обжигающее щеки.
Ты не соприкасаешься с огнем, поэтому тепло не доходит до тебя
по теплопроводности и, если вы на улице, конвекция, вероятно, не
несут много к вам тоже. Вместо этого все тепло, которое вы чувствуете
распространяется излучением — по прямым линиям, со скоростью
свет — переносится типом электромагнетизма, называемым
инфракрасная радиация.
Почему одни вещи нагреваются дольше, чем другие?
Различные материалы могут хранить больше или меньше тепла в зависимости от их внутренней атомной или молекулярной структуры.Вода, например, может накапливать 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 они не так хорошо сохраняют тепло. Говорят, что вещи, которые хорошо хранят тепло (например, вода), обладают высокой удельной теплоемкостью.
Идея удельной теплоемкости помогает нам по-другому понять разницу между теплотой 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 (вот почему кастрюли имеют медное дно). Но если вы заполните ту же самую кастрюлю водой, она нагреется до той же температуры намного дольше. Почему? Потому что вам нужно подавать гораздо больше тепловой энергии, чтобы повысить температуру воды на такую 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 такое же количество градусов.
Диаграмма: Обычные материалы имеют очень разные удельные теплоемкости. Металлы (синий цвет) имеют низкую удельную теплоемкость: они хорошо проводят тепло и плохо хранят его, поэтому на ощупь кажутся холодными. Керамические / минеральные материалы (оранжевый) имеют конденсаторы с более высокой удельной теплоемкостью: они не проводят тепло так же хорошо, как металлы, лучше сохраняют его и ощущаются немного теплее при прикосновении. Органические изоляционные материалы (зеленые), такие как дерево и кожа, очень плохо проводят тепло и хорошо хранят его, поэтому они кажутся теплыми на ощупь.Вода (желтая) с очень высокой удельной теплоемкостью относится к собственному классу.
Удельная теплоемкость может помочь вам понять, что происходит, когда вы по-разному отапливаете свой дом зимой. Воздух относительно быстро нагревается по двум причинам: во-первых, потому, что удельная теплоемкость воздуха составляет около четверти воды; во-вторых, поскольку воздух — это газ, он имеет относительно небольшую массу. Если в вашей комнате холодно и вы включаете вентилятор (конвекцию), 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 накапливать тепло.
Так как же сделать комнату по-настоящему теплой? Не забывайте, что в нем не только воздух, который нужно нагреть: есть прочная мебель, ковры, шторы и многое другое. Нагревание этих вещей занимает гораздо больше времени, потому что они твердые и намного массивнее воздуха. Чем больше у вас холодных твердых предметов в комнате, тем больше тепловой энергии вы должны предоставить, чтобы нагреть их до определенной температуры.Вам нужно будет нагреть их с помощью теплопроводности и излучения, а также конвекции — а это требует времени. Но поскольку твердые предметы хорошо сохраняют тепло, им также нужно время, чтобы остыть. Таким образом, если у вас есть приличная изоляция, чтобы предотвратить 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 добавления тепла.
Скрытое тепло
Всегда ли чем больше тепла, тем выше температура? Судя по тому, что мы говорили до сих пор, вас можно простить за то, что вы подумали, что дает больше тепла
всегда заставляет свою температуру повышаться.Обычно это правда, но не всегда.
Предположим, у вас есть кусок льда, плавающий в кастрюле с водой, и вы ставите его на горячую плиту. Если вы вставите
термометра в смеси льда с водой, вы обнаружите, что он составляет около 0 ° C (32 ° F) —
нормальная точка замерзания воды. Но если вы продолжите нагреваться, вы обнаружите, что температура
остается неизменным, пока почти весь лед не растает, даже если вы добавляете больше
все время греть. Это похоже на то, как будто смесь льда с водой принимает тепло
вы даете это и где-то прячете.Как ни странно, именно это и происходит!
Произведение: Обычно вещи становятся более горячими (их температура повышается), когда вы подаете больше тепловой энергии.
Этого не происходит в тех точках, когда вещи плавятся (переходят из твердого состояния в жидкое) и испаряются (превращаются
от жидкости к газу). Вместо этого поставляемая вами энергия используется для изменения состояния вещества.
Энергия не исчезает: она сохраняется в виде скрытого тепла.
Когда вещество превращается из твердого в жидкость или из жидкости в газ, для изменения своего состояния требуется энергия.Например, чтобы превратить твердый лед в жидкую воду, вы должны толкать молекулы воды.
внутри еще дальше друг от друга и разрушить каркас (или кристаллическую структуру), удерживающий
их вместе. Таким образом, пока лед тает (другими словами, во время изменения состояния с твердой воды на жидкий лед), вся тепловая энергия, которую вы поставляете, используется для разделения молекул, и ничего не остается.
для повышения температуры.
Тепло, необходимое для превращения твердого тела в жидкость, называется
скрытая теплота плавления.Скрытый означает скрытый и «скрытый»
теплота плавления «относится к скрытому теплу, участвующему в изменении состояния вещества.
от твердого до жидкого или наоборот. Точно так же нужно подавать тепло, чтобы сменить
жидкость в газ, и это называется скрытой теплотой парообразования.
Скрытое тепло — это своего рода энергия, и, хотя она может казаться «скрытой», она не исчезает в воздухе. Когда жидкая вода замерзает и снова превращается в лед, снова выделяется скрытая теплота плавления. В этом можно убедиться, если систематически охлаждать воду.Начнем с того, что температура воды регулярно падает по мере того, как вы отводите 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, когда она затвердевает, и это предотвращает быстрое падение температуры.
7 причин температурного дисбаланса в доме | by Keen Home
Мы все были там: как бы вы ни старались, по крайней мере в одной комнате в вашем доме либо слишком жарко, либо слишком холодно.В то время как ваша гостиная может иметь именно ту температуру, которую вы хотите, в вашей спальне наверху холодно. Это раздражает и неудобно — вы платите за систему кондиционирования, так почему она не работает должным образом? Температурный дисбаланс может расстраивать, но он также может быть признаком более серьезных проблем.
Вместо того, чтобы запускать термостат или перегружать систему, подумайте, что на самом деле может быть в основе проблемы.
Воздуховоды неправильного размера или HVAC
Если размер ваших воздуховодов или HVAC не подходит для вашего дома, вы не получите необходимый воздушный поток.Это не только повлияет на баланс отопления и охлаждения в вашем доме, но и может нанести долговременный ущерб вашей системе. В холодные месяцы неправильный поток воздуха может привести к замерзанию змеевиков испарителя вашей системы. В теплые месяцы возникает обратная проблема: ваша система может перегреться и преждевременно выйти из строя.
Герметичные воздуховоды
Воздуховоды могут терять до 30% воздушного потока из-за утечек. Даже небольшие утечки из плохо изолированных воздуховодов могут повлиять на воздушный поток по всему дому. Большие утечки, например, из-за незакрепленных стыков, могут полностью исключить приток воздуха в отдаленные помещения.
Плохая изоляция
Это наиболее распространено в старых домах, но в любых обстоятельствах плохая изоляция и тонкие стены могут иметь большое негативное влияние на общую температуру дома. Если в вашем доме не сохраняется тепло или прохладный воздух, вы в конечном итоге потратите впустую энергию и потратите больше на кондиционирование всего дома. Даже если это проблема только в определенных комнатах, ваша система будет эксплуатироваться дольше, чем необходимо для их нагрева и охлаждения, что в долгосрочной перспективе может оказаться дорогостоящим.
Повышение температуры в многоуровневых домах
В типичном двухэтажном доме разница температур между верхним и нижним этажами составляет 8–10 градусов. Это связано с тем, что тепло естественным образом перемещается с нижнего уровня на верхний, в результате чего в комнатах наверху теплее, чем в нижних. Что еще хуже, большинство систем отопления и охлаждения контролируют температуру только вокруг одного термостата, что может привести к тому, что комнаты, расположенные дальше или выше, будут недостаточно кондиционированными.
Термостаты наиболее эффективны в помещении, в котором они установлены.
Термостаты лучше всего регулируют температуру там, где они находятся.Допустим, ваш установлен в вашей гостиной: когда в этой комнате будет достигнута заданная температура, вся система отключится, чтобы предотвратить перегрев дома. Это происходит независимо от того, доведена ли остальная часть дома до такой же температуры.
Помещения находятся далеко от вашего нагревательного и / или охлаждающего агрегата
Само собой разумеется, но помещения, ближайшие к вашей печи или холодильному агрегату, естественно, будут получать большую часть кондиционированного воздуха. Те комнаты, которые расположены дальше или на концах воздуховода, получают гораздо меньший поток воздуха и, как следствие, могут не отапливаться или охлаждаться равномерно по сравнению с остальной частью дома.
Факторы, относящиеся к комнате (расположение, окна и т. Д.)
Расположение комнат, размер и количество окон в этих комнатах также могут влиять на температуру. Например, комната, которая большую часть дня обращена к солнцу, естественно, будет теплее, чем комната, обращенная к нему. Если вы живете в особенно теплом или холодном месте, количество и размер окон в данной комнате, а также их герметичность могут повлиять на общую температуру.
На отопление и охлаждение дома может влиять множество факторов. Мы рекомендуем провести энергетический аудит дома, чтобы определить, что влияет на вас, чтобы вы могли начать думать о решениях.
Найти и устранить протечки в воздуховодах
Устранить утечки в воздуховодах довольно просто: найдите источник утечек и заклейте их изолентой. Тем не менее, мы рекомендуем работать с профессионалом. Они будут знать, где искать (обычно на стыки и фитинги вдоль воздуховода), и иметь оборудование для повышения давления, которое поможет им найти и закрыть утечки.Если вы любите заниматься своими руками, то в блоге по обустройству дома This Old House есть отличное видео с практическими рекомендациями, за которым вы можете следить.
Установите лучшую изоляцию
Независимо от температурного дисбаланса, настоятельно рекомендуется добавить лучшую изоляцию в ваш дом. Лучшая изоляция может уменьшить утечки и снизить влияние факторов окружающей среды на температуру внутри вашего дома. Министерство энергетики США дает несколько отличных советов по установке изоляции, но мы снова рекомендуем работать с профессионалом.
Добавить систему зонирования
Системы зонирования помещений позволяют контролировать температуру независимо от термостатов, установленных на каждом этаже. Эти термостаты устанавливаются на панели управления по всему дому и взаимодействуют с заслонками, установленными внутри вашего воздуховода. Заслонки автоматически открываются и закрываются в соответствии с настройками отдельных термостатов. Зонированная система не только помогает сбалансировать температуру на разных этажах, но и позволяет обогревать или охлаждать отдельные комнаты по запросу или полностью закрывать неиспользуемые комнаты.Такие компании, как ZoneFirst, занимаются производством систем зонирования более 50 лет и предлагают решения для дома, которые подрядчик HVAC может помочь вам установить.
Добавьте вторую систему HVAC
Если размер вашей системы HVAC или воздуховода не подходит для вашего дома, вам может потребоваться добавить вторую систему или полностью заменить существующую. Это самый дорогостоящий вариант, но он дает вам лучший контроль над разными этажами и может быть единственным решением в действительно крайних случаях.Мы рекомендуем, чтобы ваша система была осмотрена профессионалом, чтобы определить, следует ли вам это делать.
Установка Smart Vents
Если вы предпочитаете делать что-то самостоятельно, другой вариант — установить систему Smart Vent. Интеллектуальные вентиляционные отверстия позволяют контролировать вентиляционные регистры в определенных комнатах, аналогично заслонкам в традиционных системах зонирования. С помощью нашей системы вы можете использовать функцию планирования занятости приложения Keen Home, чтобы настроить умные вентиляционные отверстия на открытие и закрытие в определенное время дня в зависимости от того, когда комнаты фактически используются.Или установите Smart Vents в автоматический режим, чтобы автоматически координировать воздушный поток и температуру между комнатами. Интегрируйте Smart Vents с интеллектуальным термостатом, чтобы создать комплексное решение для отопления каждой комнаты, которое может интеллектуально определять ваши потребности, и все это за небольшую часть стоимости добавления стандартной системы зонирования или второго HVAC . Самое приятное: поскольку Smart Vents подключены к Интернету, они со временем становятся лучше. С момента запуска системы Smart Vent мы выпустили множество обновлений прошивки и программного обеспечения, и мы постоянно работаем над интеграцией с другими интеллектуальными устройствами, чтобы расширить возможности системы.
Температурный дисбаланс может быть вызван множеством факторов. К счастью, есть столько же способов их решить. Правильное решение для вас зависит от источника, будь то среда или конфигурация вашей системы. Пройдите энергетический аудит, чтобы определить источник вашего дисбаланса и найти правильное решение для вашего дома. Сейчас идеальное время для этого — начните исправлять проблемы прямо сейчас, пока не наступила зимняя стужа!
При какой температуре тепловые насосы становятся неэффективными?
Тепловые насосы используются для отопления и охлаждения домов по всей Атланте.В нашем южном климате эти системы HVAC обычно предлагают энергоэффективный комфорт в течение всего года. Однако, когда температура упадет слишком низко, вы можете заметить, что ваш тепловой насос выходит из строя. В нашем последнем блоге Estes Services объясняет, при какой температуре тепловые насосы становятся неэффективными. Для получения дополнительной информации о тепловых насосах свяжитесь с нами сегодня.
Отопление с помощью теплового насоса
Тепловой насос с воздушным источником обогревает ваш дом, забирая тепло из воздуха снаружи и передавая его в воздух, циркулирующий по всему дому.Несмотря на то, что на улице кажется свежим, часто достаточно тепла, чтобы обеспечить достаточное отопление внутри вашего дома.
Зимы в Атланте в основном мягкие, что позволяет тепловым насосам работать эффективно в большинстве случаев. Однако наступает момент, когда температура наружного воздуха падает слишком низко для оптимальной работы. Тепловые насосы не работают так же эффективно, когда температура опускается до 25-40 градусов по Фаренгейту для большинства систем.
Тепловой насос лучше всего работает при температуре выше 40.Как только температура наружного воздуха падает до 40 градусов, тепловые насосы начинают терять эффективность, и они потребляют больше энергии для выполнения своей работы. Когда температура падает до 25-30 градусов, тепловой насос теряет свое место как наиболее эффективный вариант отопления для дома в Атланте.
Даже при 25 градусах тепловой насос все равно будет работать. Проблема при этой температуре заключается в том, что их системе потребуется больше энергии во время работы, потому что в наружном воздухе недостаточно тепловой энергии для использования тепловым насосом для обогрева ваших интерьеров.
Как обогревать при низких температурах
Когда тепловые насосы перестают работать эффективно, многие домовладельцы в Атланте обращаются к своим резервным системам отопления для обогрева. Резервная система отопления — это еще один тип системы отопления, который устанавливается для использования в периоды, когда тепловые насосы не обеспечивают оптимальную энергоэффективность.
Инвестиции в резервную систему отопления — разумная идея для домовладельцев Атланты, которые не хотят рисковать высокими счетами за электроэнергию из-за тепловых насосов, которые борются с холодом.Доступно несколько различных вариантов системы, в том числе:
- Электрический резистивный нагрев может быть добавлен в ваш дом путем установки нагревательных полос в вашей системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Тепловые полоски берут на себя нагрев, когда тепловые насосы перестают эффективно работать в холодную погоду. Это не самый энергоэффективный вариант, но они более эффективны, чем тепловые насосы при низких температурах. Если у вас нет доступа к энергии природного газа в вашем доме, это может быть правильным вариантом резервного отопления для вас.
- Газовые печи обеспечивают эффективное отопление в холодные периоды, когда тепловые насосы не работают. Если в вашем доме есть подключения к природному газу, газовая печь, вероятно, будет вашим наиболее эффективным выбором для резервного отопления. Покупка и установка газовых печей обходятся дороже по сравнению с нагревательными полосами, но обеспечиваемый ими обогрев более эффективен и надежен.
Используйте резервное отопление с умом
Резервные системы отопления — отличное решение, когда температура в Атланте опускается до нуля, а тепловые насосы становятся менее эффективными.Ключ в том, что их следует использовать только при температуре ниже 25-30 градусов. Использование резервной системы отопления при повышении температуры увеличит ваши расходы на отопление.
Ваша система HVAC должна быть настроена на автоматическое включение резервной системы отопления при достижении определенной температуры. Он также должен выключить резервную систему отопления, когда температура поднимется выше этого диапазона, что позволит тепловому насосу снова заработать. Можно переключаться между системами вручную, но вы рискуете оставить резервное тепло включенным дольше, чем необходимо, и увеличите свои счета за отопление.
Надежное отопление, не важно что!
Estes Services хочет помочь вам избежать плохого отопления, когда внешние условия достигают достаточно низких температур, чтобы снизить эффективность теплового насоса. Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше об установке опций резервного отопления, чтобы обеспечить надежное отопление вашего дома, независимо от того, насколько холодно на улице!
глупых вещей, которые вы делаете со своим термостатом, которые стоят ваших денег
Знаете ли вы, что определенные настройки термостата могут стоить вам больше денег, чем необходимо?
Чтобы максимально сэкономить электроэнергию, в этом блоге мы рассмотрим 3 распространенные ошибки, которые люди допускают при использовании своих термостатов, в том числе:
Попытка обогреть или охладить дом «быстрее»
Оставить термостат с той же настройкой
Слишком частая замена термостата
Небольшие изменения могут привести к большой экономии, а самое главное, вам не придется жертвовать комфортом!
Готовы начать экономить? Давай займемся этим.
Предпочитаете поговорить с профессионалом о настройках термостата? Свяжитесь с MSP. Мы работаем более 100 лет и располагаем командой надежных и опытных технических специалистов. Запишитесь на прием онлайн или позвоните нам сегодня: (651) 228-9200.
Запишитесь на прием или посмотрите услуги по установке термостата >>
Ошибка №1: Попытка обогреть или охладить дом «быстрее»
Установка термостата выше или ниже желаемой температуры в надежде, что ваш дом будет нагреваться или охлаждаться «быстрее», на самом деле может стоить вам больше денег — без фактического ускорения процесса.
Например, вы возвращаетесь домой в душный теплый дом. Температура 86 градусов, и вы хотите, чтобы он остыл до 72. Однако вам неудобно и вы торопитесь, поэтому вы устанавливаете термостат на 68 в надежде, что кондиционер быстрее охладит ваш дом.
Это ложное предположение.
Если установить температуру 68, ваш кондиционер будет работать дольше, чтобы достичь желаемой температуры, а охлаждение дома будет стоить вам больше денег.
То же самое и с отоплением.
Чтобы не платить больше, не устанавливайте термостат выше действительно желаемой температуры.
Примечание: Если вы обнаружите, что долго ждете, чтобы обогреть или охладить свой дом, возможно, вам может потребоваться плановое обслуживание ваших систем. Быстрая проверка или небольшой ремонт позволят максимально повысить энергоэффективность и сэкономить ежемесячные коммунальные платежи.
Ошибка № 2: Оставить термостат на той же настройке
Для удобства некоторым людям нравится «настроить и забыть» с помощью термостата.Но это может стоить вам немалых денег.
Вот почему:
Если вы уезжаете более чем на 8 часов за раз, но на вашем термостате установлена такая же температура, вы будете платить за обогрев или охлаждение пустого дома. Теперь возьмите этот 8-часовой временной интервал и умножьте его на количество дней в месяце, которые вы отсутствовали. Для некоторых это более 20 дней или 160 часов!
Поскольку коммунальные услуги оплачиваются почасово, это 160 часов ненужного использования, которые в противном случае вы могли бы сэкономить.Каждый месяц.
Конечно, некоторые люди не любят возвращаться в холодный или очень горячий дом. Поэтому вместо того, чтобы выключать систему, попробуйте этот двухэтапный подход для максимального комфорта и экономии энергии:
Шаг 1: Когда ваш дом будет пустым в течение 8 часов или дольше, установите термостат на 7-10 градусов выше летом или на 7-10 градусов ниже зимой.
Шаг 2: Когда вы вернетесь домой, верните термостат на удобное положение.
Фактически, по данным Министерства энергетики США, применяя этот двухэтапный подход, домовладельцы могут сэкономить до 10% своих годовых затрат на электроэнергию!
Полезный совет: Покупка программируемого термостата может сэкономить вам деньги, потому что, если вы можете запрограммировать свои настройки на основе установленного расписания, вам никогда не придется думать о регулировке температуры. Кроме того, сертифицированный Energy Star «умный термостат» может автоматически регулировать настройки температуры в вашем доме для достижения оптимальной производительности.
Чтобы узнать больше, посетите нашу страницу установки программируемых термостатов.
Ошибка № 3: Слишком частая замена термостата
Если вы будете тщательно контролировать настройки термостата, вы потребляете больше энергии, что будет стоить вам больше денег.
Например, предположим, что температура внутри вашего дома 68 градусов, но вы хотите, чтобы она была 70 градусов. Ваша печь включится, но, поскольку разница температур составляет всего пару градусов, она не займет много времени, чтобы снова выключиться.
Затем, допустим, вы недовольны и хотите, чтобы температура была на градус теплее, поэтому вы устанавливаете термостат на 71. Ваша печь должна будет снова включиться, нагреться еще на один градус, а затем снова выключиться.
Теперь предположим, что кто-то в вашем доме считает, что здесь слишком жарко, поэтому через несколько минут он снова снижает температуру до 68. Но потом понимаешь, что слишком холодно, и повторяешь увеличение термостата.
Все это время ваша печь будет работать, чтобы включиться и выключиться.Процесс запуска печи потребляет больше энергии, чем простая работа в течение всего времени при одной заданной температуре, что требует дополнительных денег.
Чтобы добиться максимальной эффективности, лучше всего поддерживать в печи (или переменного тока) одинаковую постоянную температуру в течение длительных периодов времени.
Сводка
Подведем итог наших советов:
Установите термостат только на желаемую фактическую температуру.
Установите угол на 7–10 градусов, когда вас нет дома.
Старайтесь не управлять настройками на микроуровне.
Если вы сможете делать эти три вещи, вы перестанете тратить энергию и начнете получать обратно сбережения.
Хотите совет по экономии средств при настройке термостата? MSP может помочь!
Наши профессиональные и вежливые специалисты готовы предоставить обслуживание в тот же день и дать честные рекомендации. Более 100 лет мы помогаем домовладельцам из Миннесоты охладить и обогреть их дома.Позвоните нам по телефону (651) 228-9200 или назначьте встречу онлайн сегодня.
Назначить встречу
Ссылки по теме:
Тепловой насос никогда не достигает температуры, часто сообщаемые проблемы HVAC
Часто сообщаемые проблемы HVAC:
Авторские права © 1997 Hannabery HVAC. Все права защищены.
Тепловой насос никогда не достигает температуры:
В режиме обогрева:
Другими словами… если зимой вы устанавливаете термостат на 71 градус, а в вашем доме кажется, что температура поднимается только до 69 градусов. Эта проблема / ситуация очень распространена и вызывает множество обращений в службу поддержки. Иногда это вызвано серьезной проблемой, но, к сожалению, в очень холодную погоду даже исправный тепловой насос может иметь проблемы с поддержанием желаемой температуры.
Почему это? Когда она опускается ниже определенной температуры, в наших краях — около 35 градусов, тепловой насос теряет эффективность и не может справиться с тепловыми потерями конструкции.Когда температура в доме падает примерно на 2 градуса ниже комнатной, включается дополнительное тепло, помогающее тепловому насосу (обычно в виде резистивных электрических нагревателей). Когда температура достигает 1,5 градусов по сравнению с комнатной, резервное тепло выключается, и тепловой насос продолжает работать; пытается достичь температуры, но не может. Обычно это происходит при самой низкой температуре — от 0 до 30 градусов.
Показано выше: Комплект дополнительного электрического резистивного нагревателя
Однако именно так устроены тепловые насосы.Несмотря на то, что они не выделяют много тепла в дом и работают в течение длительного периода времени, они все же достаточно эффективны.
Итак, если на улице очень холодно и вы хотите, чтобы в вашем доме была определенная температура, вам, возможно, придется поднять термостат на 2 градуса, чтобы поддерживать ее. Теперь, если на улице не очень холодно (выше 35 градусов), и ваш тепловой насос не поддерживает температуру, это указывает на проблему!
Ниже приведен список возможных причин.Пункты красного цвета обычно требуют обращения в службу поддержки. Тем не менее, элементы, отмеченные синим цветом, могут быть адресованы, а некоторые даже исправлены домовладельцем.
Помогите!
Красный = Профессиональное исправление | Синий = исправление домовладельца
- Термостат не откалиброван / не уровень / неисправен
- Низкий уровень хладагента
- Проблема с потоком хладагента — ограничение / неисправное дозирующее устройство
- Низкая эффективность — требуется чистка и обслуживание
- Неисправность реверсивного клапана
- Неисправные клапаны компрессора
- Компрессор не работает
- Обледенение наружного блока
- Снежный занос против наружного блока
- Наружный блок не работает
- Утечка в обратном канале — втягивание холодного некондиционированного воздуха
- Открытые окна / дом с плохой изоляцией
Перед обращением в сервисную службу позвоните:
- Убедитесь, что ваш наружный тепловой насос действительно работает, и что внутренний блок не просто циклически переключает на резервное тепло.