Удельная энтальпия теплоносителя что это

Энтальпия — что это такое простыми словами

Про энтальпию на простом языке

При работе с какими-либо расчётами, вычислениями и выполнении прогноза разнообразных явлений, связанных с теплотехникой, каждый сталкивается с понятием энтальпия. Но для людей, специальность которых не касается теплоэнергетики или которые лишь поверхностно сталкиваются с подобными терминами, слово «энтальпия» будет наводить страх и ужас. Итак, давайте разберёмся, действительно ли всё так страшно и непонятно?

Если попытаться сказать совсем просто, под термином энтальпия понимается энергия, которая доступна для преобразования в теплоту при некотором постоянном давлении. Понятие энтальпия в переводе с греческого значит «нагреваю». То есть формулу, содержащую элементарную сумму внутренней энергии и произведенную работу, называют энтальпией. Эта величина обозначается буквой i.

Если записать вышесказанное физическими величинами, преобразовать и вывести формулу, то получится i = u + pv (где u – внутренняя энергия; p, u – давление и удельный объем рабочего тела в том же состоянии, для которого взято значение внутренней энергии). Энтальпия — аддитивная функция, т. е. энтальпия всей системы равна сумме всех составляющих её частей.

Термин «энтальпия» сложен и многогранен.

Но если постараться в нём разобраться, то всё пойдёт очень просто и понятно.

Ну, что же, механизм работы понятен. Вам лишь нужно внимательно читать и вникать. С термином «Энтальпии» мы уже разобрались, также привели и его формулу. Но тут же возникает ещё один вопрос: откуда взялась эта формула и почему энтропия связана, к примеру, с внутренней энергией и давлением?

Суть и смысл

Для того, чтобы попытаться выяснить физический смысл понятия «энтальпия» нужно знать первый закон термодинамики:

энергия не исчезает в никуда и не возникает из ничего, а лишь переходит из одного вида в другой в одинаковых количествах. Таким примером может служить переход теплоты (тепловой энергии) в механическую энергию, и наоборот.

Уравнение первого закона термодинамики нам нужно преобразить в вид dq = du + pdv = du + pdv + vdp – vdp = d(u + pv) – vdp. Отсюда мы видим выражение (u + pv). Именно это выражение и называется энтальпией (полная формула приводилась выше).

Энтальпия также является величиной состояния, потому что составляющие u (напряжение) и p (давление), v (удельный объём) имеют для каждой величины определенные значения. Зная это, первый закон термодинамики возможно переписать в виде: dq = di – vdp.

В технической термодинамике используются значения энтальпии, которые высчитываются от условно принятого нуля. Все абсолютные значения этих величин весьма трудно определить, так как для этого необходимо учесть все составляющие внутренней энергии вещества при изменении его состояния от О к К.

Формулу и значения энтальпии привёл в 1909 г. учёный Г.Камерлинг-Оннесом.

В выражении i — удельная энтальпия, для всей массы тела полная энтальпия обозначается буквой I, по всемирной системе единиц энтальпия измеряется в Джоулях на килограмм и рассчитывается как:

Функции

Энтальпия («Э») является одной из вспомогательных функций, благодаря использованию которой можно значительно упростить термодинамический расчёт. Так например, огромное количество процессов подвода теплоты в теплоэнергетике (в паровых котлах или камере сгорания газовых турбин и реактивных двигателей, а также в теплообменных аппаратах) осуществляют при постоянном давлении. По этой причине в таблицах термодинамических свойств обычно приводят значения энтальпии.

Условие сохранения энтальпии лежит, в частности, в основе теории Джоуля — Томсона. Или эффекта, нашедшего важное практическое применение при сжижении газов. Таким образом, энтальпия есть полная энергия расширенной системы, представляющая сумму внутренней энергии и внешней – потенциальной энергии давления. Как любой параметр состояния, энтальпия может быть определена любой парой независимых параметров состояния.

Также, исходя из приведённых выше формул, можно сказать: «Э» химической реакции равна сумме энтальпий сгорания исходных веществ за вычетом суммы энтальпий сгорания продуктов реакции.
В общем случае изменение энергии термодинамической системы не является необходимым условием для изменения энтропии этой системы.

Итак, вот мы и разобрали понятие «энтальпии». Стоит отметить, что «Э» неразрывно связана с энтропией, о которой вы также можете прочесть позже.

Источник

Выписка из ПКУ ( РФ )

Выписка из ПКУ ( РФ )

III. Характеристики тепловой энергии, теплоносителя,

подлежащие измерению в целях их коммерческого учета

и контроля качества теплоснабжения

94. Коммерческому учету тепловой энергии, теплоносителя подлежат количество тепловой энергии, используемой в том числе в целях горячего водоснабжения, масса (объем) теплоносителя, а также значения показателей качества тепловой энергии при ее отпуске, передаче и потреблении.

95. В целях коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя и контроля качества теплоснабжения осуществляется измерение:

а) времени работы приборов узла учета в штатном и нештатном режимах;

б) давления в подающем и обратном трубопроводах;

в) температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах (температура обратной воды в соответствии с температурным графиком);

г) расхода теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах;

д) расхода теплоносителя в системе отопления и горячего водоснабжения, в том числе максимального часового расхода;

е) расхода теплоносителя, израсходованного на подпитку системы теплоснабжения, при наличии подпиточного трубопровода.

97. В открытых и закрытых системах теплопотребления на узле учета тепловой энергии и теплоносителя с помощью прибора (приборов) определяются:

а) масса (объем) теплоносителя, полученного по подающему трубопроводу и возвращенного по обратному трубопроводу;

б) масса (объем) теплоносителя, полученного по подающему трубопроводу и возвращенного по обратному трубопроводу за каждый час;

в) среднечасовая и среднесуточная температура теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах узла учета.

101. Среднечасовые и среднесуточные значения параметров теплоносителя определяются на основании показаний приборов, регистрирующих параметры теплоносителя.

103. Среднечасовые значения параметров теплоносителя определяются на основании показаний приборов, регистрирующих эти параметры.

Выписка из Методики к ПКУ

9. При применении расчетного (приборно-расчетного) метода в договоре (приложении к договору) указываются источники, из которых принимается информация, необходимая для осуществления коммерческого учета согласованным сторонами договора методом.

III. Учет тепловой энергии, теплоносителя на источнике

13. На каждом выводе тепловой сети за каждый час (сутки, отчетный период) должны регистрироваться следующие величины:

а) масса теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах;

б) масса теплоносителя, израсходованного на подпитку системы теплоснабжения, при наличии подпиточного трубопровода (трубопроводов)

в) отпущенная тепловая энергия;

г) средневзвешенные значения температур теплоносителя в подающем, обратном трубопроводах и на трубопроводе холодной воды, используемой для подпитки;

д) средние значения давлений теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах;

е) время работы теплосчетчика в штатном и нештатном режимах.

Рисунок 2. Принципиальная схема размещения точек измерения количества тепловой энергии и массы (объема) теплоносителя, а также его регистрируемых параметров на источнике тепловой энергии для водяных систем теплоснабжения.

14. Количество тепловой энергии (), отпущенное источником тепловой энергии по каждому выводу тепловой сети, при условии работы теплосчетчика в штатом режиме, рассчитывается по одной из следующих формул:

а) при использовании расходомеров на подающем трубопроводе по формуле:

, Гкал, (3.1)

— время окончания отчетного периода, ч;

— масса теплоносителя, отпущенного источником тепловой энергии по подающему трубопроводу, т;

— удельная энтальпия теплоносителя в подающем трубопроводе, ккал/кг;

— удельная энтальпия теплоносителя в обратном трубопроводе, ккал/кг;

— масса теплоносителя, израсходованного на подпитку системы теплоснабжения, на определенный вывод тепловой сети, т;

— удельная энтальпия холодной воды, используемой для подпитки на вводе источника тепловой энергии, ккал/кг;

б) при использовании расходомеров на обратном трубопроводе по формуле:

, Гкал, (3.2)

— масса теплоносителя, возвращенного на источник тепловой энергии по обратному трубопроводу, т.

16. Если на источнике тепловой энергии подпитка осуществляется в общий коллектор обратной сетевой воды, в том числе на компенсацию внутристанционных расходов на собственные нужды источника тепловой энергии, то для определения массы теплоносителя, израсходованного на подпитку выводов тепловой сети, из общей массы подпитки вычитается масса теплоносителя, израсходованного на собственные нужды источника тепловой энергии.

Для закрытых систем масса подпитки каждой магистрали определяется расчетным путем пропорционально массе отпущенного теплоносителя .

Распределение осуществляется по следующим формулам:

Для закрытой системы теплоснабжения:

, т, (3.4)

, т, (3.5)

Для открытой системы теплоснабжения:

, т, (3.6)

— масса теплоносителя, израсходованного на подпитку данной тепломагистрали, т;

— масса теплоносителя, израсходованного на подпитку в целом по теплоисточнику, определенная по показаниям приборов учета подпиточной воды, т;

— масса теплоносителя, отпущенного источником тепловой энергии по данному подающему трубопроводу, т;

— суммарная масса теплоносителя, отпущенная источником тепловой энергии по всем подающим трубопроводам, т;

— масса теплоносителя, возвращенного источнику тепловой энергии по данному обратному трубопроводу, т;

— суммарная масса теплоносителя, возвращенного источнику тепловой энергии по всем обратным трубопроводам, т;

— масса теплоносителя, израсходованного на подпитку собственных нужд теплоисточника, определенного по формуле:

, т, (3.7)

где: — объем теплофикационной системы теплоисточника согласно паспортным данным, м3;

— плотность подпиточной воды, кг/ м3.

19. Значения удельных энтальпий за соответствующий интервал времени определяются на основании средневзвешенных значений температур и давлений.

20. Расчет средневзвешенных температур () осуществляется по формуле:

, °C, (3.9)

— масса теплоносителя в подающем или обратном трубопроводе, определенная за i-й интервал времени, т;

— температура теплоносителя, определенная за i-й интервал времени, °C;

63. Количество тепловой энергии, невозвращенной потребителем вместе с потерянным теплоносителем (утечка, несанкционированный разбор теплоносителя) (), рассчитывается по формуле:

, Гкал, (7.5)

— расчетная масса утечки теплоносителя (в соответствии с разделом X настоящей Методики), т;

— средневзвешенная энтальпия теплоносителя в обратном трубопроводе потребителя, ккал/кг;

— средняя энтальпия холодной воды на источнике тепловой энергии, ккал/кг.

X. Определение утечки теплоносителя

88. Величина утечки теплоносителя в открытой системе теплоснабжения () рассчитывается по формуле:

, т, (10.1)

— масса теплоносителя, полученного потребителем по подающему трубопроводу, т;

— масса теплоносителя, возвращенного потребителем по обратному трубопроводу, т;

— масса израсходованной горячей воды, т.

89. Масса израсходованной горячей воды () при наличии циркуляции рассчитывается по формуле:

, т, (10.2)

— масса теплоносителя, полученного потребителем по подающему трубопроводу, т;

— масса теплоносителя, возвращенного потребителем по циркуляционному трубопроводу, т.

90. Величина утечки теплоносителя в открытой системе теплоснабжения с дополнительной подпиткой системы () рассчитывается по формуле:

, т, (10.3)

— масса теплоносителя, полученного потребителем по подающему трубопроводу, т;

— масса теплоносителя, возвращенного потребителем по обратному трубопроводу, т;

— масса израсходованной горячей воды, т;

— масса теплоносителя, израсходованная потребителем на дополнительную подпитку систем теплоснабжения, определенная по показаниям водосчетчика подпитки, т.

91. В закрытой системе теплоснабжения при зависимом присоединении теплопотребляющих установок часовая величина утечки теплоносителя указывается в договоре и не может превышать 0,25 процента от среднегодового объема воды в тепловой сети и присоединенных к ней системах теплопотребления. Сезонная норма утечки теплоносителя может устанавливаться в пределах среднегодового значения. Объем воды в системах теплоснабжения определяется по проектным (паспортным) характеристикам.

93. Количество тепловой энергии, теплоносителя, потерянных с утечкой теплоносителя, рассчитывается в следующих случаях:

а) утечка теплоносителя (включая утечку теплоносителя на сетях потребителя до узла учета) выявлена и оформлена совместными документами (двухсторонними актами);

Распределение потерь тепловой энергии, теплоносителя

75. Потери тепловой энергии складываются из двух составляющих:

— потери тепловой энергии со всеми видами утечки теплоносителя из систем теплопотребления потребителей без приборов учета и участков тепловой сети на их балансе за расчетный период, Гкал.

76. Для потребителя потери тепловой энергии учитываются в случае передачи тепловой энергии по участку тепловой сети, принадлежащему потребителю.

При определении потерь тепловой энергии сверх расчетных значений указанные тепловые сети рассматриваются как смежные участки тепловой сети.

77. Распределение потерь тепловой энергии, теплоносителя, а также количества передаваемых тепловой энергии, теплоносителя между частями тепловой сети при отсутствии приборов учета на границах смежных частей тепловых сетей производится расчетным путем. Расчет осуществляется на основе составления баланса передаваемой тепловой энергии для сечения (сечений) на границе (границах) балансовой принадлежности участков тепловой сети по формуле:

, Гкал, (8.10)

— количество тепловой энергии, переданной на границе балансовой принадлежности смежных участков тепловой сети, Гкал;

— измеренное теплосчетчиком в штатном режиме количество тепловой энергии, Гкал;

, — потери тепловой энергии с аварийными и технологическими (опрессовка, испытание) утечками теплоносителя, а также через поврежденную теплоизоляцию в смежных частях тепловой сети, оформленные актами, Гкал;

, — нормативы технологических потерь при передаче тепловой энергии, Гкал;

— количество тепловой энергии, потребленной теплопотребляющими установками потребителей, Гкал;

, — сверхнормативные потери тепловой энергии (превышающие утвержденные значения потерь), Гкал.

78. Общее значение сверхнормативных потерь тепловой энергии рассчитывается по формуле:

, Гкал (8.11)

Распределение сверхнормативных потерь тепловой энергии между смежными частями тепловой сети производится в количествах, пропорциональных значениям утвержденных в установленном порядке нормативов технологических потерь. Потери тепловой энергии вследствие аварий и неплановых технологических расходов (потерь), оформленных актами, относятся к конкретным частям тепловой сети и распределению не подлежат:

(8.12)

79. Определение количества передаваемого теплоносителя () между частями тепловой сети при отсутствии приборов учета на границах смежных частей тепловых сетей производится расчетным путем по формуле:

, т, (8.13)

— количество теплоносителя, переданного на границе балансовой принадлежности смежных участков тепловых сетей, т;

, — количество теплоносителя соответственно отпущенного в тепловую сеть поставщиком и потребленного теплопотребляющими установками потребителей, т;

, — потери теплоносителя с аварийными утечками теплоносителя в смежных частях тепловой сети, оформленные актами, т;

, — нормативы технологических потерь теплоносителя, утвержденные в установленном порядке, т;

, — сверхнормативные потери теплоносителя, превышающие утвержденные значения, т.

Общее значение сверхнормативных потерь теплоносителя () рассчитывается по формуле:

, т (8.14)

Распределение сверхнормативных потерь теплоносителя между смежными частями тепловой сети производится в количествах, пропорциональных значениям утвержденных в установленном порядке нормативов технологических потерь теплоносителя. Потери теплоносителя вследствие аварий и неплановых технологических расходов (послеаварийные испытания на прочность и плотность; неплановые гидравлические испытания для выявления дефектов трубопроводов в процессе текущей эксплуатации), оформленных актами, относятся к конкретным частям тепловой сети и распределению не подлежат:

(8.15)

80. В открытых системах теплоснабжения расчет основывается на составлении баланса передаваемой и реализуемой тепловой энергии, теплоносителя с учетом договорного потребления тепловой энергии, теплоносителя на горячее водоснабжение.

Общее значение сверхдоговорного расхода горячей воды и сверхнормативных потерь теплоносителя рассчитывается как сумма сверхнормативных потерь в тепловой сети и сверхдоговорного расхода горячей воды потребителями и распределяется:

а) между тепловыми сетями и потребителями пропорционально объему трубопроводов тепловой сети и систем горячего водоснабжения потребителей;

б) между смежными участками тепловой сети в соответствии с пунктами 78 и 79 настоящей Методики;

Определение количества тепловой энергии, израсходованной

потребителем за время действия нештатных ситуаций

120. Приборы учета, регистрирующие давление теплоносителя, должны обеспечивать измерение давления с приведенной погрешностью не более 1% для пара и 2% для воды.

Результаты измерения давления в системах водяного теплоснабжения и ГВС потребителей для определения энтальпии не используются. Отсутствие результатов измерения давления в системах водяного теплоснабжения и ГВС не являются нештатной ситуацией для измерения тепловой энергии и теплоносителя.

(Как это относится к определению тепловой энергии подпиточной воды на источнике тепловой энергии?)

Источник