Перевести единицы: киловатт-час [кВт·ч] в гигаджоуль [ГДж] • Конвертер энергии и работы • Популярные конвертеры единиц • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Энергия в физике

Кинетическая и потенциальная энергия

Кинетическая энергия тела массой m

, движущегося со скоростью
v
равна работе, выполняемой силой, чтобы придать телу скорость
v
. Работа здесь определяется как мера действия силы, которая перемещает тело на расстояние
s
. Другими словами, это энергия движущегося тела. Если же тело находится в состоянии покоя, то энергия такого тела называется потенциальной энергией. Это энергия, необходимая, чтобы поддерживать тело в этом состоянии.

Гидроэлектростанция имени сэра Адама Бэка. Ниагара-Фолс, Онтарио, Канада.

Например, когда теннисный мяч в полете ударяется об ракетку, он на мгновение останавливается. Это происходит потому, что силы отталкивания и земного притяжения заставляют мяч застыть в воздухе. В этот момент у мяча есть потенциальная, но нет кинетической энергии. Когда мяч отскакивает от ракетки и улетает, у него, наоборот, появляется кинетическая энергия. У движущегося тела есть и потенциальная и кинетическая энергия, и один вид энергии преобразуется в другой. Если, к примеру, подбросить вверх камень, он начнет замедлять скорость во время полета. По мере этого замедления, кинетическая энергия преобразуется в потенциальную. Это преобразование происходит до тех пор, пока запас кинетической энергии не иссякнет. В этот момент камень остановится и потенциальная энергия достигнет максимальной величины. После этого он начнет падать вниз с ускорением, и преобразование энергии произойдет в обратном порядке. Кинетическая энергия достигнет максимума, при столкновении камня с Землей.

Закон сохранения энергии гласит, что суммарная энергия в замкнутой системе сохраняется. Энергия камня в предыдущем примере переходит из одной формы в другую, и поэтому, несмотря на то, что количество потенциальной и кинетической энергии меняется в течение полета и падения, общая сумма этих двух энергий остается постоянной.

Какие величины используются при расчетах

Самый простой расчет мощности котла по площади выглядит так: нужно взять 1 кВт мощности на каждые 10 кв. м. Однако стоит учесть, что эти нормативы составлялись еще при Советском Союзе. Они не учитывают современных строительных технологий, кроме того, могут оказаться несостоятельными в местности, климат которой заметно отличается от условий Москвы и Подмосковья. Такие расчеты могут подойти для небольшого здания с утепленным чердаком, невысокими потолками, отличной теплоизоляцией, окнами, в которые вставлены двойные стеклопакеты и т.п. Увы, этим требованиям отвечают лишь немногие строения. Чтобы сделать более подробный расчет мощности котла, нужно учесть целый ряд факторов, таких как:

климатические условия в регионе;
габариты жилого помещения;
степень утепленности дома;
возможные теплопотери здания;
количество тепла, которое требуется для подогрева воды.

Кроме того, в домах с принудительной вентиляцией расчёт котла для отопления должен учитывать количество энергии, необходимой для обогрева воздуха. Как правило, для расчетов необходимо использовать специальный софт:

Осуществляя расчет мощности газового котла, следует добавить еще около 20% на случай непредвиденных ситуаций, таких как сильное похолодание или снижение давления газа в системе.

Производство энергии

Люди давно научились использовать энергию для решения трудоемких задач с помощью техники. Потенциальная и кинетическая энергия используется для совершения работы, например, для перемещения предметов. Например, энергия течения речной воды издавна используется для получения муки на водяных мельницах. Чем больше людей использует технику, например автомобили и компьютеры, в повседневной жизни, тем сильнее возрастает потребность в энергии. Сегодня большая часть энергии вырабатывается из невозобновляемых источников. То есть, энергию получают из топлива, добытого из недр Земли, и оно быстро используется, но не возобновляется с такой же быстротой. Такое топливо — это, например уголь, нефть и уран, который используется на атомных электростанциях. В последние годы правительства многих стран, а также многие международные организации, например, ООН, считают приоритетным изучение возможностей получения возобновляемой энергии из неистощимых источников с помощью новых технологий. Многие научные исследования направлены на получение таких видов энергии с наименьшими затратами. В настоящее время для получения возобновляемой энергии используются такие источники как солнце, ветер и волны.

Энергия для использования в быту и на производстве обычно преобразуется в электрическую при помощи батарей и генераторов. Первые в истории электростанции вырабатывали электроэнергию, сжигая уголь, или используя энергию воды в реках. Позже для получения энергии научились использовать нефть, газ, солнце и ветер. Некоторые большие предприятия содержат свои электростанции на территории предприятия, но большая часть энергии производится не там, где ее будут использовать, а на электростанциях. Поэтому главная задача энергетиков — преобразовать произведенную энергию в форму, позволяющую легко доставить энергию потребителю. Это особенно важно, когда используются дорогие или опасные технологии производства энергии, требующие постоянного наблюдения специалистами, такие как гидро- и атомная энергетика. Именно поэтому для бытового и промышленного использования выбрали электроэнергию, так как ее легко передавать с малыми потерями на большие расстояния по линиям электропередач.

Опоры линии электропередачи возле гидроэлектростанции имени сэра Адама Бека. Ниагара-Фолс, Онтарио, Канада.

Электроэнергию преобразуют из механической, тепловой и других видов энергии. Для этого вода, пар, нагретый газ или воздух приводят в движение турбины, которые вращают генераторы, где и происходит преобразование механической энергии в электрическую. Пар получают, нагревая воду с помощью тепла, получаемого при ядерных реакциях или при сжигании ископаемого топлива. Ископаемое топливо добывают из недр Земли. Это газ, нефть, уголь и другие горючие материалы, образованные под землей. Так как их количество ограничено, они относятся к невозобновляемым видам топлива. Возобновляемые энергетические источники — это солнце, ветер, биомасса, энергия океана, и геотермальная энергия.

В отдаленных районах, где нет линий электропередач, или где из-за экономических или политических проблем регулярно отключают электроэнергию, используют портативные генераторы и солнечные батареи. Генераторы, работающие на ископаемом топливе, особенно часто используют как в быту, так и в организациях, где совершенно необходима электроэнергия, например, в больницах. Обычно генераторы работают на поршневых двигателях, в которых энергия топлива преобразуется в механическую. Также популярны устройства бесперебойного питания с мощными батареями, которые заряжаются когда подается электроэнергия, а отдают энергию во время отключений.

Электростанция компании Florida Power and Light. Порт-Эверглейд, Флорида, США. Эта электростанция состоит из четырех блоков и работает на газе и нефти.

Энергия, получаемая при сгорании ископаемого топлива

Ископаемое топливо образуется в земной коре при высоком давлении и температуре из органических веществ, то есть остатков растений и животных. В основном, такое топливо содержит большое количество углерода. При его сгорании выделяется энергия, а также диоксид углерода (CO₂), один из парниковых газов. Именно ископаемое топливо — основной источник энергии на данный момент. Однако, выделяемые при его использовании парниковые газы представляют серьезную угрозу окружающей среде и усугубляют глобальное потепление. Также, использование этого топлива ведет к быстрому его расходу, и человечество может остаться без топлива, если будет полностью зависеть только от ископаемого сырья.

Градирни атомной электростанции. Фотография из архива сайта 123RF.com.

Атомная энергия

Атомная энергия — один из альтернативных видов энергии. Она выделяется во время контролируемой ядерной реакции деления, во время которой ядро атома делится на более мелкие части. Энергия, которая выделяется во время этой реакции, нагревает воду и превращает ее в пар, который движет турбины.

Атомная энергетика небезопасна. Самые известные за последние годы аварии произошли на Чернобыльской атомной электростанции (АЭС) на Украине, на АЭС Три-Майл-Айленд в США, и на АЭС Фукусима-1 в Японии. После Фукусимской трагедии многие страны начали пересматривать внутреннюю политику использования атомной энергии, и некоторые, например Германия, решили от нее отказаться. На данный момент Германия разрабатывает программу перехода на другие виды энергоснабжения и безопасного закрытия действующих электростанций.

Кроме аварий есть еще проблема хранения отработавшего ядерного топлива и радиоактивных отходов. Часть отработавшего ядерного топлива используют в производстве оружия, в медицине, и в других отраслях промышленности. Однако большую часть радиоактивных отходов использовать нельзя и поэтому необходимо обеспечивать их безопасное захоронение. Каждая страна, в которой построены атомные электростанции, хранит эти отходы по-своему, и во многих странах приняты законы, запрещающие их ввоз на территорию страны. Радиоактивные отходы обрабатывают, чтобы они не попадали в окружающую среду, не разлагались, и их было удобно хранить, например, делая их более компактными. После этого их отправляют на захоронение в долгосрочных хранилищах на дне морей и океанов, в геологических структурах, или в бассейнах и специальных контейнерах. С хранением связаны такие проблемы как высокая стоимость переработки и захоронения, утечка радиоактивных элементов в окружающую среду, нехватка мест для хранения, и возможность совершения террористических актов на объектах захоронения радиоактивных отходов.

Атомная электростанция в Пикеринге, Онтарио, Канада

Гораздо более безопасная альтернатива — это производство ядерной энергии с помощью термоядерной реакции. Во время этой реакции несколько ядер сталкиваются на большой скорости и образуют новый атом. Это происходит потому, что силы, отталкивающие ядра друг от друга, на маленьком расстоянии слабее, чем силы, их притягивающие. Во время термоядерной реакции тоже образуются радиоактивные отходы, но они перестают быть радиоактивными приблизительно через сто лет, в то время как отходы реакции деления не распадаются на протяжении нескольких тысяч лет. Топливо, требуемое для термоядерных реакций менее дорогое, чем для реакций деления. Энергетические затраты на термоядерные реакции на данный момент не оправдывают их использования в энергетике, но ученые надеются, что в ближайшем будущем это изменится и АЭС во всем мире смогут получать атомную энергию именно таким способом.

Подсчет затрат на отопление

Чтобы выяснить, какое самое экономное отопление загородного дома, рекомендуется для наглядности составить простую табличку вот такой формы:

Расчет стоимости отопления

В данной таблице вторая колонка заполняется исходя из стоимости каждого вида топлива в вашем регионе, либо в нее заносится ваша индивидуальная цена. Третий столбец для удобства расчетов уже заполнен. Стоимость 1 кВт тепловой энергии легко определить путем деления цены 1 кг топлива (столбец 2) на его удельную теплотворную способность (столбец 3).

Пятая колонка заполнена исходя из того, что средняя потребляемая тепловая мощность в частном доме площадью 100 м2 за сезон составляет 5 кВт/ч, а длительность отопительного сезона – 180 суток (5 х 24 х 180 = 21600 кВт/ч).

Ясно, что проекты домов все разные и площадь будет другая, как может отличаться и продолжительность сезона в вашем регионе, поэтому потребуется внести соответствующие корректировки. Перемножив данные в столбцах 4 и 5, определяем расчетные затраты за сезон.

Однако эти значения не учитывают эффективность работы оборудования, величины которых приведены далее. Разделив расчетные затраты на величину КПД, в последней колонке получаем прямой ответ на вопрос, — чем дешевле отопить дом кроме газа.

Тем домовладельцам, в чьих жилищах уже установлены газовые котлы, можно для сравнения добавить ниже еще одну строку, заполнив ее данными по природному газу, основываясь на фактических показателях расхода топлива и его цены.

Схема отопления частного дома газовыми балонами

Казалось бы, теперь все встало на свои места и можно спокойно делать выбор в пользу того или иного энергоносителя для экономного отопления. Но такой подход — однобокий, ведь существует еще такое понятие, как удобство и сложность в обслуживании и эксплуатации системы отопления частного дома.

Возобновляемая энергия

Другие альтернативные виды энергии — это энергия солнца, океана, и ветра. Технологии производства такой энергии пока не развиты в такой степени, чтобы человечество могло отказаться от использования ископаемого топлива. Однако, благодаря государственным субсидиям, а также тому, что они не причиняют много вреда окружающей среде, эти виды энергии становятся все более популярными.

Фотоэлектрическая панель

Энергия солнца

Эксперименты по использованию энергии солнца начались еще в 1873 году, но эти технологии не получили широкого распространения до недавнего времени. Сейчас солнечная энергетика быстро развивается, во многом благодаря государственным и международным субсидиям. Первые солнечные энергоцентры появились в 1980-х. Солнечную энергию чаще собирают и преобразуют в электроэнергию с помощью солнечных батарей. Иногда используют тепловые машины, в которых воду нагревают солнечным теплом. В результате образуется водяной пар, который и приводит в движение турбогенератор.

Ветряная турбина в комплексе Эксибишн Плейс. Торонто, Онтарио, Канада.

Энергия ветра

Человечество использовало энергию ветра на протяжении многих веков. Впервые ветер начали использовать в мореходстве около 7000 лет назад. Ветряные мельницы используются несколько сотен лет, а первые ветротурбины и ветрогенераторы появились в 1970-х.

Энергия океана

Энергия приливов и отливов использовалась еще во времена Древнего Рима, но энергию волн и морских течений люди начали использовать недавно. В настоящее время большинство приливных и волновых электростанций только разрабатывается и испытывается. В основном проблемы связаны с высокой стоимостью строительства таких станций, и недостатками сегодняшних технологий. В Португалии, Великобритании, Австралии и США сейчас эксплуатируются волновые электростанции, однако многие из них все еще находятся в стадии опытной эксплуатации. Ученые считают, что в будущем энергия океана станет одной из основных направлений «зеленой энергии».

Приливная турбина в Канадском музее науки и техники в Оттаве

Биотопливо

При сжигании биотоплива выделяется энергия, которую растения переработали из солнечной энергии в процессе фотосинтеза. Биотопливо широко используется как в бытовых целях, например для обогрева жилья и приготовления пищи, так и в качестве топлива для транспорта. Из растений и животных жиров производят разновидности биотоплива — этиловый спирт и масла. В автотранспорте используется биодизельное топливо либо в чистом виде, либо в смеси с другими видами дизельного топлива.

Геотермальная энергетика

Энергия земного ядра хранится в виде тепла. Земная кора была нагрета до очень высокой температуры с момента ее формирования и до сих пор поддерживает высокую температуру. Радиоактивный процесс распада минералов в недрах Земли также выделяет тепло. До недавнего времени получить доступ к этой энергии можно было только на стыках земных пластов, в местах образования горячих источников. Совсем недавно началась разработка геотермальных скважин и в других географических регионах для того, чтобы начать использовать эту энергию для получения электричества. На данный момент стоимость энергии, полученной из таких скважин, очень высокая, поэтому геотермальная энергия не используется так широко, как другие виды энергии.

Река Ниагара, возле электростанции имени Вильяма Б. Ранкина. В 2009 году она была выведена из эксплуатации. Ниагара-Фолс, Онтарио, Канада.

Гидроэнергетика

Гидроэнергетика — еще одна альтернатива ископаемому топливу. Гидроэнергия считается «чистой», так как по сравнению со сжиганием ископаемого топлива, ее производство приносит меньше вреда окружающей среде. В частности, при получении гидроэнергии выброс парниковых газов незначителен.

Гидроэнергия вырабатывается потоком воды. Человечество широко использует этот вид энергии на протяжении многих веков и ее производство остается популярным благодаря ее низкой себестоимости и доступности. Гидроэлектростанции (ГЭС) собирают и преобразуют кинетическую энергию течения речной воды и потенциальную энергию воды в резервуарах с помощью плотин. Эта энергия приводит в движение гидротурбины, которые преобразует ее в электроэнергию. Плотины устроены так, чтобы можно было использовать разницу в высотах между резервуаром, из которого вытекает вода, и рекой, в которую перетекает вода.

Гидроэлектростанция имени Роберта Мозэса. Льюистон, штат Нью-Йорк, США

Несмотря на плюсы гидроэнергетики, с ней связан ряд проблем, таких как вред, наносимый экосфере при строительстве плотин. Такое строительство нарушает экосистемы, и живые организмы оказываются отрезанными от жизненно важной среды в экосистеме. Например, рыбы не могут проплыть вверх по течению на нерест и не всегда приспосабливаются к новым условиям. Общественность не всегда может контролировать работу энергетических компаний, поэтому в результате строительства новых ГЭС может возникнуть гуманитарный кризис. Примером такого кризиса является выселение жителей в результате строительства ГЭС «Три ущелья» в Китае. При постройке этой ГЭС правительством Китая было выселено более 1,2 миллиона жителей и затоплена огромная площадь, включая поля, промышленные зоны, города, и поселки. Бытовые и производственные отходы были смыты и засорили новое водохранилище, отравляя растения и рыб. Из-за огромного количества воды в резервуаре в регионе увеличилась сейсмическая активность. В 2011 году Китайское правительство признало эту и некоторые другие проблемы.

Особенности электрических котлов

Современные отопительные устройства представляют собой достаточно простую конструкцию. Наиболее популярными среди них, являются:

Электродные (ионные)
ТЭНовые

Каждый из них обладает как достоинствами, так и недостатками. Например, в ТЭНовых аппаратах главным элементом является емкость, внутри которой закреплен нагреватель (теплообменник). Функции управления и регулировки в таких котлах осуществляет специальный блок автоматики.
Обычно экономичные электрические котлы отопления для установки требуют лишь наличия электрической сети, что позволяет избежать излишних затрат на оборудование дымохода и вытяжки.

Еще одним их преимуществом является низкая стоимость, но достичь действительно ощутимой экономии средств можно только в случае тщательного подхода.

Энергия в диетологии и спорте

Калории в диетологии

Эти количества сахара, яблока, банана и салями содержат одну пищевую калорию

Энергию в спорте и диетологии обычно измеряют в килоджоулях или пищевых калориях. Одна такая калория равна 4,2 килоджоуля, одной килокалории, или тысяче калорий, используемых в физике. По определению одна пищевая калория — это количество энергии, нужное, чтобы нагреть один килограмм воды на один кельвин. В диетологии пищевые калории обычно называют просто калориями, что мы и будем делать в дальнейшем в этой статье. Иногда это вызывает путаницу, но обычно читатель может понять по контексту, о каких единицах идет речь. Большинство пищевых продуктов содержит калории. Так, например, в одном грамме жира — 9 калорий, в грамме углеводов и белков — по 4 калории в каждом, а в алкоголе — 7 калорий на грамм. Некоторые другие вещества также содержат калории. Эта энергия выделяется во время обмена веществ, и используется организмом для поддержания жизнедеятельности.

Люди, пытающиеся похудеть, часто подсчитывают калории, поглощаемые при принятии пищи, и вычитают из этой суммы калории, использованные во время физической нагрузки. Это делается, чтобы сравнить число неиспользованных на физическую нагрузку калорий с ежедневными энергетическими потребностями тела в расслабленном состоянии. Обычно, чтобы похудеть, число оставшихся калорий должно быть меньше, чем требуется телу для поддержания организма в спокойном состоянии. В то же время, врачи и диетологи считают опасным употреблять менее 1000 калорий в день. Энергетические потребности тела в состоянии отдыха можно вычислить по формуле, которая учитывает возраст, рос, и вес человека. Эта формула рассчитана на среднего человека, но каждый организм хранит и расходует энергию по-своему, в зависимости от потребностей. Поэтому не всегда удается худеть, даже потребляя меньше калорий, чем требуется организму согласно этой формуле. Организм часто приспосабливается к недостатку калорий, замедляя обмен веществ. В результате потребность в энергии падает, и подсчеты ежедневных энергетических потребностей человека по формуле приводят к ошибочным результатам. Несмотря на это, многие диетологи рекомендуют желающим похудеть вести ежедневный учет потребления калорий.

Фотографии из архива сайта iStockphoto.com

Калорийность

— важное понятие в диетологии, которое помогает определить насколько энергетически полезна данная еда для организма. Считают калорийность, путем определения количества калорий в одном грамме пищевого продукта. Продукты с низкой калорийностью обычно содержат много воды. Она заполняет желудок, и у человека возникает ощущение сытости. В результате он потребляет меньшее число калорий по сравнению с другой едой. Например, в одной стограммовой шоколадке содержится 504 калории. Для сравнения, такая шоколадка займет немного менее половины стакана. В полутора стаканах или в 320 граммах белого мяса вареной индейки с низким содержанием жира и без кожи содержится приблизительно столько же калорий. Такое же количество калорий содержится и в 6,3 килограммах огурцов, то есть, в 25 чашках. Этот же пример с уменьшенными порциями выглядит так: примерно 50 калорий содержится в одной шоколадной конфете, столовой ложке индейки, и шести стаканах огурцов. После такой порции огурцов вряд ли захочется есть, а после одной шоколадной конфеты многие потянутся за второй и третьей. Еда с высокой калорийностью — это обычно вредная жирная и сладкая пища, которую стоит избегать. Людям на диете очень полезно знать калорийность разных продуктов, но не стоит забывать, что при составлении меню необходимо учитывать не только калорийность, но и общую полезность каждого продукта. Чтобы добиться максимальных результатов и улучшить здоровье, питание должно быть сбалансировано.

Пищевая ценность

— другое полезное понятие в диетологии. Это соотношение питательных и полезных веществ необходимых организму, например витаминов, клетчатки, антиоксидантов и минералов, к энергетической ценности еды. Так, продукты с высокой пищевой ценностью содержат большое количество полезных веществ на каждую калорию продукта. И наоборот, существуют продукты с «пустыми калориями», то есть, с очень малым количеством полезных веществ и низкой питательностью. Алкоголь, сладости, чипсы — это некоторые примеры такой еды. Их лучше всего исключить из рациона, или, по крайней мере, ограничить, потому что они не обеспечивают организм достаточным количеством необходимых для жизни полезных веществ.

Калории в спорте

Энергия нужна человеку и животным, чтобы поддержать основной обмен веществ, то есть метаболизм организма в состоянии покоя. Это — энергия для поддержания работы мозга, тканей, и других органов. Также энергия нужна для каждодневной физической нагрузки и упражнений. При уменьшении жировой и увеличении мышечной массы основной обмен веществ ускоряется, а потребность в энергии — увеличивается. Поэтому, любая программа по оздоровлению организма и похудению должна основываться не только на уменьшении жира, но и на увеличении мышечной массы. Для этого важно не только правильно питаться, но и заниматься спортом, особенно упражнениями, которые помогают развивать мышцы.

Количество энергии, потраченной при упражнениях, зависит от того, были ли они аэробными, или анаэробными. При аэробных упражнениях кислород расщепляет глюкозу, и при этом выделяется энергия. Во время анаэробных упражнений кислород для этого процесса не используется; вместо него энергия вырабатывается при реакции креатинфосфата с глюкозой. Анаэробные упражнения способствуют росту мышц, они кратковременны и интенсивны. Примерами таких видов спорта являются бег на короткие дистанции и тяжелая атлетика. Их невозможно продолжать долго из-за того, что в процессе получения энергии вырабатывается молочная кислота. Ее избыток в крови вызывает боль, и если человек, несмотря на это продолжает упражнение, он может потерять сознание. Аэробные упражнения, напротив, можно продолжать в течении длительного времени, так как они менее интенсивны, и главное в них — выносливость. К таким упражнениям относятся бег на длинные дистанции, плавание и аэробика. С их помощью развивается выносливость мышц сердца и дыхательной системы, а также сжигается жир и улучшается кровообращение.

Café De Paris, Квебек, Канада

Энергия и борьба с лишним весом

Несмотря на то, что недостаток энергии, по отношению к затратам, обычно ведет к похудению, это не всегда так, и часто после первочального похудения человек перестает худеть, или даже набирает вес, несмотря на строгое соблюдение диеты. Это происходит из-за адаптации организма к недостатку калорий, например, в результате замедления обмена веществ. В таких случаях советуют изменить распорядок упражнений и меню, например, временно сменить вид спорта и попробовать менять дневную норму калорий. Например, каждый день можно потреблять либо больше, либо меньше калорий относительно установленной дневной нормы, или можно вместо дневной нормы установить недельную норму потребления калорий.

Очень важно помнить, что для поддержания быстрого и здорового обмена веществ организму необходима мышечная масса. Поэтому здоровые диеты должны совмещаться с упражнениями, направленными на развитие мышц. Жир весит меньше, чем мышцы, поэтому когда вследствие диет и упражнений увеличивается мышечная и уменьшается жировая масса, то общий вес увеличивается, несмотря на то, что организм становится более здоровым. Поэтому при оздоровлении организма следить только за потерей веса неправильно. Конечной целью лучше поставить потерю жира и развитие мышц. Это относится как к мужчинам, так и к женщинам. Кроме взвешивания можно измерять процент жировых тканей в организме или проверять изменения в объеме талии, бедер, и других частей тела, где организм откладывает жир. Диетологи и тренеры советуют стремиться к снижению процента жира до 14-24% женщинам, и 6-17% мужчинам.

Энергетический напиток Red Bull

Еще один вариант диеты — постепенное увеличение или уменьшение количества калорий в еде на протяжении определенного времени. После этого необходимо всегда возвращаться назад к установленной норме. Диетологи также советуют разнообразить количество продуктов во время каждого приема пищи, а также, основной вид еды. Например, можно попробовать в первый день съесть на обед немного богатых углеводами продуктов, а на следующий день съесть большой обед из овощей и белковых продуктов. Главное, чтобы организм не привыкал к одинаковому виду еды и количеству калорий при каждом приеме пищи, и не мог приспособиться к нехватке энергии, замедляя метаболизм. Многие диеты и упражнения направлены на то, чтобы ускорить метаболизм, потому что это позволяет организму тратить энергию, а не откладывать ее в жир. Поэтому, составляя план питания и упражнений, необходимо помнить об этой проблеме адаптации организма. Также важно заниматься анаэробными упражнениями, чтобы увеличить мышечную массу. Система из разных упражнений, к которым организм не может полностью привыкнуть, также поможет избежать адаптации.

Энергетические напитки

Рекламодатели часто используют слово «энергия» в рекламных целях. Так, например, рекламируются энергетические напитки, повышающие работоспособность и бодрость. В них обычно содержатся психостимуляторы, такие как кофеин, много сахара, и иногда — витамины и экстракты лечебных трав. Психостимуляторы используются для того, чтобы за короткий срок организм выработал максимальное количество энергии. При этом повышается ток крови, артериальное давление, пульс, и температура. В мозг поступает больше кислорода, и усиливаются ощущения бодрости, силы, и энергии. Энергетические напитки, несмотря на их название, нельзя употреблять во время занятий спортом, так как они нарушают электролитический баланс в организме. Высокое содержание психостимуляторов действительно на короткое время повышает бодрость, но вскоре после этого происходит спад и «ломка», напоминающая период отвыкания от сахара, кофеина и алкоголя. Многие испытывают другие побочные явления, включая тошноту, рвоту, головные боли, высокое артериальное давление, и бессонницу. Врачи рекомендуют воздержаться от употребления энергетических напитков. Использование естественной энергии организма и своевременный отдых намного лучше для организма, чем употребление психостимуляторов.

Литература

Автор статьи: Kateryna Yuri

Расчет по площади помещения

Предварительный расчет можно сделать, ориентируясь на площадь помещения, для которого покупаются радиаторы. Это очень простое вычисление, которое подходит для комнат с низкими потолками (2,40-2,60 м). Согласно строительным нормам для обогрева понадобится 100 Вт тепловой мощности на каждый квадратный метр помещения.

Вычисляем количество тепла, которое понадобится для всей комнаты. Для этого площадь умножаем на 100 Вт, т. е. для комнаты в 20 кв. м. расчетная тепловая мощность составит 2000 Вт (20 кв.м Х 100 Вт) или 2 кВт.

Этот результат нужно разделить на теплоотдачу одной секции, указанную производителем. Например, если она равна 170 Вт, то в нашем случае необходимое количество секций радиатора будет составлять:

2000 Вт / 170 Вт = 11,76, т. е. 12, поскольку результат следует округлить до целого числа. Округление обычно осуществляется в сторону увеличения, однако для помещений, в которых теплопотери ниже среднего, например, для кухни, можно округлять в меньшую сторону.

Обязательно следует учесть возможные теплопотери в зависимости от конкретной ситуации. Разумеется, комната с балконом или расположенная в углу здания теряет тепло быстрее. В этом случае следует увеличить значение расчетной тепловой мощности для комнаты на 20%. Примерно на 15-20% стоит повысить расчеты, если планируется скрыть радиаторы за экраном или монтировать их в нишу.

А чтобы вам было удобнее считать, мы сделали для вас этот калькулятор:

Как учесть высоту потолков при расчетах

Поскольку немало частных домов возводится по индивидуальным проектам, способы расчета мощности котла, приведенные выше, не подойдут. Чтобы сделать достаточно точный расчет газового котла отопления, необходимо воспользоваться формулой: МК = Qт*Кзап. где:

МК – расчетная мощность котла, кВт;
Qт – прогнозируемые теплопотери строения, кВт;
Кзап – коэффициент запаса, который составляет 1,15 до 1,2, т. е. 15-20%, на которые специалисты рекомендуют увеличивать расчетную мощность котла.

Основным показателем в этой формуле являются прогнозируемые теплопотери строения. Чтобы выяснить их величину, необходимо воспользоваться еще одной формулой: Qт = V*Рt*k/860. где:

V — объем помещения, куб.м.;
Рt — разница внешней и внутренней температур в градусах Цельсия;
k — коэффициент рассеивания, который зависит от теплоизоляции здания.

Коэффициент рассеивания варьируется в зависимости от типа здания:

Для зданий без теплоизоляции, представляющих собой простые конструкции из дерева или гофрированного железа, коэффициент рассеивания составляет 3,0-4,0.
Для конструкций с низкой теплоизоляцией, характерной для зданий с одинарной кладкой кирпича с обычными окнами и крышей коэффициент рассеивания принимают равным 2,0-2,9.
Для домов со средним уровнем теплоизоляции, например строений с двойной кирпичной кладкой, стандартной крышей и малым количеством окон берут коэффициент рассеивания 1,0-1,9.
Для строений с повышенной теплоизоляцией, хорошо утепленным полом, крышей, стенами и окнами с двойными стеклопакетами используют коэффициент рассеивания в пределах 0,6-0,9.

Для небольших зданий с хорошей теплоизоляцией расчетная мощность отопительного оборудования может быть совсем небольшой. Может случиться так, что на рынке просто не окажется подходящего газового котла с необходимыми характеристиками. В этом случае следует приобрести оборудование, мощность которого будет немного выше расчетной. Системы автоматического регулирования отопления помогут сгладить разницу.

Некоторые производители позаботились об удобстве клиентов и разместили на своих интернет ресурсах специальные сервисы, позволяющие без особых проблем подсчитать необходимую мощность котла. Для этого в программу-калькулятор нужно внести такие данные, как:

температура, которая должна поддерживаться в помещении;
средняя температура за наиболее холодную неделю в году;
необходимость в ГВС;
наличие или отсутствие принудительной вентиляции;
количество этажей в доме;
высота потолков;
сведения о перекрытиях;
сведения о толщине наружных стен и материалах, из которых они выполнены;
информация о длине каждой стены;
информация о количестве окон;
описание типа окон: количество камер, толщина стекла и т.п;
размеры каждого окна.

После того, как все поля заполнены, можно будет узнать расчетную мощность котла. Варианты подробных расчетов мощности котлов различного типа наглядно представлены в таблице:

Почему следует установить именно ЭкоЛайн

Чтобы увидеть преимущества инфракрасного отопления рассмотрим реальный пример:

Стоит задача отопить отдельно стоящее здание площадью 100 кв. м., высотой потолка 4,5 метра. Здание имеет хорошее утепление, одни ворота, окна представляют собой двойной стеклопакет общей площадью 5 кв. м. Необходимый температурный режим в рабочее время с 10:00 до 18:00 20 градусов Цельсия, в не рабочее время 10 градусов Цельсия. Здание находится в московской области.

Из теплотехнического расчета видно, что для отопления 100 кв. м. Вам потребуется установить три обогревателя ЭкоЛайн и затратить на покупку оборудования 22 720 руб. Так же потребуются небольшие дополнительные расходы на монтаж системы отопления и покупку терморегулятора, но и они не должны превышать 100 % от стоимости оборудования. Согласитесь, установка газового котла или прокладка труб центрального отопления с установкой радиаторов в помещении будет стоить значительно дороже.

Главный пункт в теплотехническом расчете, на который нужно обратить внимание это годовой расход тепла (кВт). В нашем случае он равен 19 048 кВт

умножаем на стоимость 1 кв/ч, в нашем случае равным 4 руб., делим на 12 месяцев и получаем, что отопление 100 кв. м. будет стоить 6349,33 руб/мес. Согласитесь, это не так уж дорого! А если взять во внимание, что обслуживание системы не требует практически никаких ежегодных затрат. А если помещение, какое либо время не будет использоваться, то обогреватели можно просто отключить в отличие от водяного отопления, когда придется сливать воду из труб.

Так же в случае переезда или продажи помещения система отопления ЭкоЛайн легко демонтируется, перевозится на новое место и устанавливается, что нельзя сказать о водяном или газовом отоплении.

Может возникнуть вопрос, а зачем устанавливать ЭкоЛайн, если можно установить более дешевые конвективные электрические обогреватели той же мощности? Да конечно, Вы можете пойти этим путем и на первоначальной покупке сможете сэкономить 20-30% на стоимости оборудования. Но сам принцип нагрева помещения у конвективных обогревателей предполагает нагрев воздуха, а как мы знаем из школьного курса физики, теплый воздух поднимается наверх, перегревается и только после многих часов работы конвективных обогревателей человек начинает чувствовать тепло. С инфракрасными обогревателями все иначе. Инфракрасные лучи практически без потерь преодолевают воздушное пространство и нагревают твердые предметы и нас с Вами, поэтому в зоне действия обогревателя уже через 10 минут его работы человек ощущает комфортное тепло. Терморегулятор четко реагирует на изменения температуры в помещении и управляет работой инфракрасных обогревателей в автоматическом режиме. Это приводит к максимально эффективной работе системы отопления, исключающий лишний расход электроэнергии. Поэтому потолочные обогреватели ЭкоЛайн экономичнее в использовании по сравнению с конвективными обогревателями практически в два раза. А несложные расчеты показывают, что затраты на покупку инфракрасных обогревателей, по сравнению с конвективными приборами окупаются уже через два месяца.

Итог: можно однозначно сказать, что с отоплением 100 кв. м. наилучшим способом справятся инфракрасные обогреватели ЭкоЛайн, как на уровне первоначальных затрат, так и в последующем обслуживании.

Альтернативные энергоносители

Однозначного ответа на данный вопрос не существует, поскольку в каждом индивидуальном случае есть свои нюансы. Например, на вашем земельном участке растет множество старых больших деревьев, которые так и просятся в топку котла на дровах.

Вариант второй: взамен неких услуг заказчик готов длительное время поставлять вам солярку либо уголь. Ясно, что в таких ситуациях вы будете склоняться к этим видам энергоносителей и не обращать внимания на другие. В долговременной перспективе это будет ошибкой, поскольку подобные источники рано или поздно иссякнут и придется искать другие способы отопления загородного дома либо покупать то же топливо, но уже по общепринятой стоимости.

Попытаемся выработать некую универсальную методику определения оптимального энергоносителя для обогрева жилища, что подойдет к каждому отдельному случаю. Вначале сделаем оговорку, что методика поможет определить для себя самое дешевое отопление без газа, его мы в расчет не принимаем.

Как не учитываем и разные высокотехнологичные и экзотические виды отопления, малодоступные обычным гражданам. Сюда входят тепловые насосы, солнечные батареи, ветряки и различные виды машинных и растительных масел. Тогда чем отопить дом, если нет газа и вышеперечисленных источников? В нашем распоряжении остаются:

обычные дрова;
евродрова;
пеллеты;
уголь;
солярка;
сжиженный газ в баллонах;
электричество.

По каждому из этих энергоносителей следует сделать расчет затрат на весь холодный период, тогда будет понятно, чем дешевле топить дом.

Для чего все это нужно

Проблему следует рассмотреть с двух точек зрения – с точки зрения многоквартирных домов и частных. Начнем с первых.

Многоквартирные здания

Здесь ничего сложного нет: гигакалории применяются в тепловых расчетах. И если знать, какое количество тепловой энергии остается в доме, то можно предъявить потребителю конкретный счет. Приведем небольшое сравнение: если централизованное отопление будет функционировать в отсутствие счетчика, то платить приходится по площади обогреваемого помещения. Если же есть тепловой счетчик, это уже само по себе разводку подразумевает горизонтального типа (либо коллекторную, либо последовательную): в квартиру заводят два стояка (для «обратки» и подачи), а уже внутриквартирная система (точнее, е конфигурация) определяется жильцами. Подобного рода схема применяются в новостройках, благодаря чему люди регулируют расход тепловой энергии, делая выбор между экономией и комфортом.

Выясним, каким образом осуществляется данная регулировка.

1. Монтаж общего термостата на магистрали «обратки». В таком случае расход рабочей жидкости определяется температурой внутри квартиры: если она будет снижаться, то расход, соответственно, увеличится, а если повышаться – снизится.

2. Дросселирование радиаторов отопления. Благодаря дросселю проходимость отопительного прибора ограничивается, температура снижается, а значит, сокращается расход тепловой энергии.

Частные дома

Продолжаем говорить про расчет Гкал на отопление. Владельцы загородных домов интересуются, прежде всего, стоимостью гигакалории тепловой энергии, полученной от того или иного вида топлива. В этом может помочь приведенная ниже таблица.

Таблица. Сравнение стоимости 1 Гкал (с учетом транспортных расходов)

* — цены примерные, так как тарифы могут отличаться в зависимости от региона, более того, они еще и постоянно растут.

Газ, дрова, уголь, электричество что дешевле

В среднесрочной перспективе самым дешевым топливом для котла является природный газ. Для генерации 30 кВт достаточно всего 2,75 кубических метра такого топлива (с учетом 91-процентного КПД и теплотворной способности кубометра топлива на уровне 43 000 кДж). В 2015 году тысяча кубических метров газа в европейской части России стоила около 5000 рублей. В итоге «производство» 30 кВт с помощью газового котла стоит не более 13,75 рублей.

Немного дороже обойдется отопление каменным углем, сжигаемым в топке твердотопливного котла. Для генерации 30 кВт необходимо 8 килограмм угля (с учетом 80-процентного КПД и теплотворной способности килограмма топлива на уровне 17 000 кДж). В 2015 году тонна ординарного каменного угля стоила около 4000 рублей. Генерация 30 кВт с помощью угольного котла обойдется в 32 рубля. А ведь уголь придется где-то хранить. Да и доставка такого топлива стоит недешево.

Отопление дома только дровами обойдется намного дороже. Если в твердотопливный котел загрузить сухую древесину с теплотворной способностью килограмма топлива на уровне 14 000 кДж, то для генерации 30 кВт, с учетом 80-процентного КПД котла, придется потратить почти 10 килограмм дров. В 2015 году стоимость куба дров (650 килограмм) с доставкой на дом в виде упакованной поленницы доходила до 3000 рублей. В итоге генерация 30 кВт с помощью дровяного котла обойдется в 46-47 рублей.

Электрический котел для дома на 200 кв.м. – это прямой путь к разорению, даже с учетом 99-процентного КПД такого отопительного прибора. Ведь стоимость киловатта с электрическим отоплением доходит до 2,4 рублей. В итоге генерация 30 кВт обойдется в 73 рубля!

Твердотопливные котлы для дома на 200 «квадратов» – обзор востребованных моделей

Одноконтурный твердотопливный котел для дома на 200 кв.м. с возможностью подключения теплового аккумулятора и контура косвенного нагрева ГВС. Котел использует энергию дров и каменного угля. Причем полная загрузка дров горит не менее 2 часов, а уголь продержится вдвое дольше – до 4 часов.

Тепловая мощность – 32 кВт на угле или 29 кВт на дровах.
Емкость теплового аккумулятора – до 1350 литров.
Управление – механическое (регулировка тяги с помощью дроссельной заслонки).
Стоимость – до 60 тысяч рублей.

Пеллетный котел для дома на 200 кв.м. с возможностью подключения к системе горячего водоснабжения. Кроме того, этот отопительный прибор укомплектованный бункером с автоматической подачей гранулированной древесины (пеллет) или мелкофракционного угля. Емкости бункера хватает на 3 дня работы.

Прочие характеристики котла: