Как и на что организм расходует энергию. Как рассчитать энергозатраты человека | YamDiet – Свежая диетическая еда | Доставка здоровой еды

Расход энергии в организме можно разделить на 2 группы: основной обмен и дополнительный обмен. Как же их рассчитать и определить энергозатраты человека?

Наиболее точно, определить расход энергии организма можно с помощью клинической диагностики. В настоящее время для определения расхода энергии, в большинстве случаев, применяют метод непрямой калориметрии для оценки основного обмена и нагрузочно-респираторную калориметрию для получения информации о расходе энергии на разных ступенях физической нагрузки. Современные метаболические анализаторы позволяют определить расход энергии организмом с минимальной погрешностью. Так же обычно проводится индивидуальное исследование желудочно-кишечного тракта, на основе которого можно более точного определить специфическое динамическое действие пищи и дать необходимые рекомендации в питании. Существует ряд других исследований, которые позволяют максимально точно определить суточную потребность организма в энергии и макронутриентах (белках, жирах и углеводах), и, соответственно, наиболее точно подобрать индивидуальный рацион питания и составить оптимальную программу нагрузок. Мы настоятельно рекомендуем обратиться к профессиональному диетологу и пройти все необходимые обследования для составления оптимальной программы контроля веса.

Для тех, кто не любит докторов.

На основании многочисленных определений основного обмена у людей, составлены таблицы усредненных нормальных величин этого показателя в зависимости от возраста, пола и общей поверхности тела. Также существует множество формул и методик для определения усредненного основного обмена (по Дюбойсу, по Дрейеру, по Гаррису-Бенедикту). В последнее время популярность получила методика Миффлина — Сан Жеора (Mifflin St Jeor). Существует еще формула Кэтча-МакАрдла (Katch-McArdle), которая рассчитывает показатель основного обмена на свободной от жира массе тела. Соответственно, чтобы ей воспользоваться, нужно знать процент жира вашего организма. Какой бы метод или формулу вы не использовали полученные данные будут не сильно отличаются от среднестатистических. Кроме того, есть еще такое понятие как специфическое динамическое действие пищи (СДД) — энергетические затраты организма, связанные с потреблением и перевариванием пищи. Усреднённая цифра СДД — это 10% от основного обмена. После расчета основного обмена необходимо определить дополнительный обмен. Существует усредненная классификация величин дополнительного обмена в зависимости от профессиональной деятельности или физических нагрузок, которую принято называть коэффициентом физической активности. Например, формулы для расчета основной метаболической нормы по методу Миффлина — Сан Жеора выглядят так:

• Мужчины: 10 х вес (в кг) + 6,25 х рост (в см) – 5 х возраст (в годах) + 5
• Женщины: 10 х вес (в кг) + 6,25 х рост (в см) – 5 х возраст (в годах) – 161

Рассчитав среднестатистическую величину основного обмена, можно вычислить и величину дополнительного обмена. Для этого умножаем полученное число на коэффициент физической активности.

Коэффициенты физической активности:

1. Минимальные нагрузки (работники умственного труда, сидячая работа) = 0.2
2. Немного дневной активности или легкие упражнения 1-3 раза в неделю = 0. 375
3. Работа средней тяжести или тренировки 4-5 раз в неделю = 0.4625
4. Интенсивные тренировки 4-5 раз в неделю = 0.550
5. Ежедневные тренировки = 0.6375
6. Ежедневные интенсивные тренировки или тренировки 2 раза в день = 0.725
7. Тяжелая физическая работа или интенсивные тренировки 2 раза в день = 0.9

Для примера рассчитаем расход энергии для женщины руководителя, возраст которой — 35 лет, рост – 166 см. и вес 65 кг. Основной обмен = (10 х 65) + (6,25 х 166) – (5 х 35) – 161 = 1351,5 Специфическое динамическое действие пищи = 135,15 Дополнительный обмен = (1351,5 + 135,15) х 0,375 = 557,49 Итак: усредненный дневной расход энергии = 1351,5 + 135,15 + 557,5 = 2044,15 Чтобы узнать норму, которая обеспечит при этом потерю веса, необходимо отнять от получившейся суммы 10 — 30%. 30% от 2044,15 = 613,245 2044,15 – 613,245 = 1430,9 Нижний предел дневной калорийности рациона за который категорически нельзя опускаться, можно рассчитать по формуле: Вес (в граммах)/450*8 65000 / 450 х 8 = 1155,5 Организовать питание, чтобы постоянно держать заданный лимит калорий достаточно сложно, поэтому если вы самостоятельно рассчитываете и готовите свой рацион питания, определите коридор калорий. Калории для похудения — 200 = нижний предел диапазонаКалории для похудения + 100 = верхний предел диапазона Для комфортного похудения и избежания срывов не рекомендуется снижать калорийность дневного рациона ниже 1200 кКал и категорически запрещается уменьшать калорийность питания ниже предела дневной калорийности. В нашем примере это 1150 кКал, поэтому в случае, если Ваш нижний предел оказался ниже 1200, необходимо лишние калории сжигать за счёт физических нагрузок.

Как рассчитать расход энергии при физических нагрузках?

Мы уже упоминали о методе клинической диагностики — нагрузочно респираторной калориметрии, при помощи которой можно получить информацию об индивидуальном расходе энергии на разных ступенях физической нагрузки. На основе множества наблюдений и измерений определены среднестатистические значения расхода энергии при различных физических нагрузках. Таблицу с этими значениями вы можете найти здесь(ссылка). Умножьте ваш основной обмен на усредненный коэффициент из таблицы, разделите полученное значение на 24 (часов в сутки) и умножьте на время затрачиваемое на выбранный вид деятельности. Например: Основной обмен женщины из расчёта выше 1351,5. Рассчитаем затраты при медленной ходьбе, прогулке в течении 1-го часа. Коэффициент этого вида физической активности = 2,7, соответственно: 1351,5 х 2,7 / 24 х 1 = 152 При составлении плана и графика физических нагрузок, обращайте внимание не только на потраченные калории, но и чтобы упражнения приносили вам удовольствие и не в коем случае не перегружали сердечно-сосудистую и нервную системы, мышцы, кости и связки. Если вы самостоятельно хотите определить оптимальную нагрузку, то мы рекомендуем: в первую очередь прислушаться к своему телу и его реакциям, если вы ощущаете дискомфорт и болевые ощущения – это серьезный повод для коррекции программы. И во вторых следует повышать интенсивность занятий постепенно, предоставив организму возможность привыкнуть к новому образу жизни. Резкое увеличение нагрузок может навредить неподготовленному организму и скорее всего вызовет неприязнь на психологическом уровне. Так же мы рекомендуем в обязательном порядке следить за сердечным ритмом или по научному за частотой сердечных сокращений (ЧСС). Постоянный контроль ЧСС не только предотвратит переутомление и травмы, но и позволит не тратить часы на тренировки вполсилы. Определить оптимальную частоту сердечных сокращений вашего организма можно при помощи клинической диагностики сердечно-сосудистой системы. Так же мы настоятельно рекомендуем проконсультироваться с профессиональным фитнес тренером для составления оптимального плана и графика физических нагрузок. Усредненные данные ЧСС для людей со слабой физической подготовкой вы можете увидеть в таблице:

В следующей статье мы постараемся написать, как рассчитать поступающую в организм энергию и составить сбалансированный план питания.

Автор Yamdiet, Воробьева Марина Викторовна

Получайте полезные новости в наших социальных сетях:

Назад

ПРЯМО СЕЙЧАС
ЧИТАЮТ:

Как рассчитать расход газа для отопления загородного дома

Свежий номер

РГ-Неделя

Родина

Тематические приложения

Союз

Свежий номер

Текст:

Тихонов Сергей

02. 10.2021 03:00

Газ — наиболее дешевый способ отопления для загородного дома.

Александр Рюмин / ТАСС

У этого утверждения есть противники, которые доказывают, что газовое оборудование и подключение к трубе стоят больших денег и эти затраты не оправдывают себя в уже построенных домах небольшой площади (до 100 кв. метров) с обыкновенной дровяной печью. Мы не будем спорить, эта точка зрения имеет право на существование, но для домов большей площади, а тем более новых домов, газ — наиболее оптимальное решение.

И, что важно, значительно менее трудозатратное — чтобы зимой обогреть даже небольшой дом дровами, закидывать в печь их придется два-три раза, а перед этим поколоть, сложить, принять, купить.

Естественно, перед подключением к трубе нужно знать, какой объем газа потребуется для максимально комфортного проживания в доме даже в самые лютые морозы.

Это нужно не только для расчетов будущих затрат на отопление, но и упростит выбор газового оборудования, которое придется покупать.

Для расчета расхода газа надо отталкиваться от необходимой тепловой мощности, требуемой для обогрева дома. Есть стандартная формула: 0,1 кВт*1 кв. метр. По ней все просто, на час обогрева дома площадью 100 кв. метров потребуется — 10 кВт тепла, 150 кв. метров — 15 кВт, 200 кв. метров — 20 кВт. Но газовый котел не работает постоянно, поэтому для расчета суточного потребления газа итоговое значение делят на два и умножают на количество часов в сутках — 24. В результате для среднестатистического дома площадью 100 кв. метров получается формула 0,1*100/2*24=120 кВт. К полученному результату нужно прибавить 20% расхода тепла на вентиляцию и на обеспечение горячего водоснабжения: 120+20%=144 кВт. Столько в среднем тепловой энергии в день нужно для обогрева дома площадью 100 кв. метров.

Чтобы узнать ежедневное потребление газа в кубометрах, нужно суточный расход тепловой энергии разделить на значение удельной теплоты сгорания природного газа — 9,3 кВт. Получается: 144/9,3=15,48 кубометра газа, которые лучше округлить до 16 кубометров в сутки. В месяц выходит 480 кубометров газа.

Но проблема в том, что эта формула дает среднее значение, поэтому, используя только ее, легко можно замерзнуть в холода.

Например, для жителей северных регионов лучше закладывать в изначальную формулу расчета необходимой тепловой энергии 0,2 кВт*1 кв. метр, а на юге Краснодарского края можно использовать формулу 0,08 кВт*1 кв. метр.

Кроме этого нужно учитывать коэффициент полезного действия газового котла, который в разных моделях колеблется от 88 до 95%, поэтому к окончательному результату придется прибавить 5-12% потерь мощности.

В результате для старого дома площадью 100 кв. метров, например в Северной Карелии, может потребоваться в день почти 36 кубометров газа, а в месяц — 1075 кубометров. Впрочем, это не отменяет бесплатной газификации, напомним, ограничение — не более 7 кубометров в час.

Также не меньшее значение имеет энергоэффективность дома, то есть насколько быстро он охлаждается, теряя тепло. В хорошо утепленном доме потери будут минимальны. А в старом давно не ремонтируемом доме расход газа для его обогрева может увеличиться в два раза.

Уровень газификации регионов России к 2030 году должен вырасти до 82,9%. В период 2021-2026 годов газ планируется провести минимум в 538 тысяч домовладений и квартир.

Уже в этом году заработала программа социальной газификации — доведение газа до границ домовладений без привлечения средств граждан. В уже подключенных к газу населенных пунктах проходит догазификация — подключение к газу домов, к которым ранее не была подведена газовая сеть.

Происшествия18:30

Что делает полиция для сокращения числа краж на дачах. Интервью с Анзором Кагаевым

Экономика14:47

Сколько квадратных метров в Москве смогут купить жители разных городов, если продадут квартиры в своих регионах

Экономика08.06.2023

Депутаты Госдумы подготовят новый законопроект об апартаментах

Калькулятор энергии и энергопотребления

Содержание

Калькулятор потребления энергии и мощности в кВтч

Введите электроприбор в раскрывающемся меню или вручную введите номинальную мощность в ваттах или киловаттах (кВт) и ежедневное использование устройства в часах. Нажмите кнопку расчета, чтобы определить ежедневное, ежемесячное и годовое потребление энергии или потребление энергии в кВтч.

Расчет потребления энергии в кВтч

Потребление электроэнергии или мощности можно рассчитать по следующей базовой формуле.

Энергопотребление в ватт-часах = номинальная мощность в ваттах x время в часах

E = P x t    …     Втч

«Втч» — это небольшая единица измерения энергопотребления. Чтобы преобразовать его в базовую единицу электроэнергии, т. е. 1000 Вт в час = 1 кВтч = 1 единица электроэнергии, мы делим его на 1000, т. е.

E = P x t ÷ 1000     …     (кВтч)

Где:

• E = электрическая энергия (потребляемая мощность в кВтч)
• P = мощность в ваттах
• t = Время в часах в день

Полезно знать: 1 Единица Электричества = 1 Торговая Единица = 1 Единица B.O.T = 1 кВтч = 1000Втч = 36 x 10 ⁵ … Джоуль или Ватт-секунда = 3,6 МДж

90 002 Похожие сообщения:

• Калькулятор счетов за электроэнергию – Как рассчитать счет за электроэнергию – Примеры
• Калькулятор стоимости электроэнергии – Расчет стоимости энергии

Ежедневное потребление энергии

Потребление энергии _{(ежедневно)} = энергопотребление _(Ватт) x Время _(часы) 900 06

Пример: Вентилятор мощностью 80 Вт, используемый в течение 4 часов в день. . Ежедневное потребление ватт-часа и киловатт-часа выглядит следующим образом.

• Ежедневное энергопотребление в Втч = 80 Вт x 4 часа = 320 Втч в день
• Ежедневное потребление энергии в кВтч = 320 Втч / 1000 = 0,32 кВтч / день

Ежемесячное потребление энергии

Потребление энергии _{(Ежемесячно)} = Потребление энергии _(Ватт) 900 93 x Время _(часы) x 30 _(дни)

Пример: Светодиодная лампа мощностью 25 Вт работает 8 часов ежедневно. Найдите потребление электроэнергии в Втч в кВтч в месяц.

• Ежемесячное потребление энергии в Втч = 25 Вт x 8 часов x 30 дней = 6000 Втч / месяц
• Ежемесячное потребление энергии в кВтч = 6000 Втч / 1000 = 6 кВтч / месяц

Годовое энергопотребление

Потребление энергии _{(Годовое)} = Потребляемая мощность _(Ватт) x Время _(Часы) x 365 _(Дни)

Пример: Электрический чайник мощностью 1700 Вт работает 1 час в день. Рассчитайте потребление энергии в Втч и кВтч за год.

• Годовое энергопотребление, Втч = 1700 Вт x 1 час x 365 дней = 620500 Втч / год
• Годовое потребление энергии в кВтч = 620500 Втч / 1000 = 620,5 кВтч / год

Как рассчитать потребляемую мощность в кВтч?

В следующем примере показано, как рассчитать потребление электроэнергии и мощности «Втч» и «кВтч» на ежедневной, ежемесячной и ежегодной основе. Для этого необходимо знать номинальную мощность устройства в ваттах (или напряжение x номинальный ток = номинальная мощность) и время работы прибора в часах.

Пример:

Если электрический водонагреватель мощностью 2 кВт работает 3 часа в день. Найдите общее дневное, месячное и годовое потребление электроэнергии в кВтч. (Возьмем 30 дней = 1 месяц и 365 дней = 1 год)

Решение:

Вт х 3 часа = 6000 Вт-час

Ежедневное потребление энергии = 6 кВтч

2. Ежемесячное энергопотребление

Месячное энергопотребление = номинальная мощность x время в часах

2000 Вт x 3 часа x 30 дней = 180000 Вт-час 0 кВтч

3. Годовое потребление энергии

Годовое потребление энергии = номинальная мощность x время в часах x 365 дней

2000 Вт x 3 часа x 365 дней = 21

Вт-час

Годовое потребление энергии = 2190 кВтч

Потребляемая мощность типичной бытовой техники в ваттах

В следующей таблице показано расчетное значение номинальной мощности (в ваттах) для различных и обычных бытовых устройств, приборов и оборудования.

Похожие сообщения:

• Калькулятор номинала автоматического выключателя в амперах
• Калькулятор размеров электрических проводов и кабелей (медь и алюминий)
• Усовершенствованный калькулятор падения напряжения и формула падения напряжения
• Калькулятор мощности, напряжения, тока и сопротивления (P, V, I, R)
• Калькулятор требуемой величины резистора для схемы светодиода
• Калькулятор цветового кода 3-, 4-, 5- и 6-полосного резистора
• Калькулятор среднеквадратичного значения напряжения
• Калькулятор ватт в ампер
• Калькулятор Ампер в Ватт
• Калькулятор правил Крамера 2 и 3 системы уравнений
• Калькулятор правила делителя напряжения (VDR)
• Калькулятор размера проводов и кабелей в AWG
• Калькулятор номинальной емкости аккумулятора

URL скопирован

Показать полную статью

Связанные статьи

Кнопка «Вернуться к началу»

Учебное пособие по расчету энергопотребления | Аналоговые устройства

Скачать PDF

Abstract

Потребители часто не знают о стоимости энергии, потребляемой электронными устройствами. На самом деле, стоимость электроэнергии часто превышает покупную цену оборудования в течение года! Простые расчеты показывают стоимость энергии устройства и способствуют экономии. В этом примечании по применению обсуждается, как точно рассчитать затраты на электроэнергию, и представлен онлайн-калькулятор, который делает расчет еще проще.

Почему важен мониторинг энергопотребления

Эксперты сходятся во мнении, что самая мощная тактика в борьбе с изменением климата, загрязнением и потреблением энергии — это сокращение потребления энергии. «Ватт, которые мы не используем» всегда являются самым дешевым источником энергии и намного дешевле, чем строительство новых электростанций, независимо от того, являются ли эти новые электростанции традиционными или используют альтернативные источники энергии.

Шаг первый — осознание: подумайте об экономии энергии. Как потребители, мы, естественно, думаем о больших бытовых приборах, таких как холодильник и печь. В офисе мы думаем об освещении, настольных компьютерах и заводском оборудовании. Но устройства меньшего размера, которые работают большую часть дня, могут на самом деле тайно потреблять большие объемы энергии!

Наш генеральный директор был удивлен, обнаружив, что медиасервер в его доме стоит 473 доллара США в год за электроэнергию. Всего за год устройство обошлось ему по мощности дороже, чем его покупная цена! Как потребители и инженеры, мы задаемся вопросом, серьезно ли разработчики этих устройств учитывают затраты на электроэнергию для конечных пользователей.

Зная стоимость использования энергии , будет способствовать ее сохранению. Ясно, что мы можем сэкономить деньги себе и нашим клиентам, если выберем правильный дизайн для окружающей среды — часто без особых жертв.

Расчет стоимости энергии

Как известно каждому инженеру, вычислить энергию несложно. Единицей электрической энергии является киловатт-час (кВтч), который находится путем умножения потребляемой мощности (в киловаттах, кВт) на количество часов, в течение которых потребляется мощность. Умножьте это значение на стоимость за кВтч, и вы получите общую стоимость энергии.

Общая стоимость энергии = (мощность в ваттах/1000) × часы работы × стоимость за кВтч

Калькулятор затрат на электроэнергию

Analog Devices еще больше упрощает расчеты.

Рисунок 1. Калькулятор стоимости энергии

• Различные тарифы на электроэнергию
• Различия между заявленной и фактической мощностью
• Сколько часов в день работает устройство
• Различные режимы работы (например, рабочий и резервный)

Различные тарифы

В большинстве населенных пунктов затраты на энергию непостоянны. Жилые ставки часто являются «многоуровневыми». Чем больше вы используете, тем больше вы платите. Некоторые коммунальные услуги даже взимают плату в зависимости от времени суток, а в непиковые часы — по более низким ставкам.

Вы должны рассчитать затраты по вашему самому высокому коэффициенту использования (т. е. вашему самому высокому «уровню»). Это то, сколько вы платите за каждый кВтч, который вы добавляете или вычитаете из текущего использования. Это сумма, которую вы сэкономите, сократив потребление. Средняя ставка для населения США составляет около 11,5 центов за кВтч (данные Министерства энергетики США за ноябрь 2008 г.), но вы можете платить 36 центов или больше за каждый дополнительный кВтч! Чтобы определить свои ставки, посмотрите на свой счет за электричество или посетите веб-сайт вашей коммунальной компании.

Вам также необходимо учитывать время суток, если ваши тарифы различаются в пиковые и непиковые часы.

Для получения дополнительной информации об использовании электроэнергии и затратах в США перейдите по ссылке: Управление энергетической информации.

Потребляемая мощность

Далее необходимо узнать, сколько энергии потребляет устройство. Самый точный способ — измерить использование с помощью измерителя мощности (доступен в США по цене от 20 до 60 долларов).

В качестве альтернативы можно посмотреть этикетку на изделии. Но маркировка часто не очень точна, потому что показывает максимальную мощность. Многие устройства потребляют намного меньше, чем указано на этикетке. Для устройств с фиксированной мощностью, таких как лампочка, этикетка является точной.

Наконец, не забудьте рассчитать дополнительные аксессуары, такие как дисплей компьютера.

Возможно, вам придется выполнить некоторые математические вычисления, чтобы рассчитать потребление в ваттах:

Мощность (Вт, Вт) = Ток (А, А) × Напряжение (В, В)

Например, устройство, рассчитанное на потребление 2,5 А и работающее от домашней сети США (120 В), потребляет 2,5 × 120 = 300 Вт.

Часы работы и режимы

Некоторые устройства работают при полной нагрузке 24 часа в сутки. Многие устройства потребляют энергию, даже когда они «выключены». Зарядные устройства, которые остаются подключенными к сети, когда устройства, которые они заряжают, отключены от сети, все равно могут потреблять энергию, особенно в старых моделях.

Особенно расточительно работает медиа-сервер: диск вращается, и все блоки питания работают на полную мощность, даже когда медиа-сервер простаивает.

Энергопотребление некоторых устройств различается в зависимости от того, как они используются. Рассмотрим, например, кофейник. Он потребляет 800 Вт, но только в течение 10 минут, затем переходит в режим подогрева на один час и потребляет незначительную мощность. Если вы делаете одну чашку кофе в день, ваше потребление составляет 0,133 кВтч в день или 4 кВтч в месяц. Эта энергия стоит всего 40 центов в месяц.

Компьютер потребляет меньше энергии в спящем режиме. Светильник мощностью 25 Вт, который горит весь день, потребляет больше энергии, чем тостер мощностью 1500 Вт, включенный утром на 40 секунд.

Рабочий цикл

Наконец, рассмотрите рабочий цикл для устройств, которые меняют свое использование в течение дня. Нагреватель, управляемый термостатом, будет потреблять энергию только тогда, когда он включен.

Эффекты второго порядка

В кондиционированном помещении потраченная впустую энергия стоит вам вдвое! Дополнительный ватт энергии, вырабатываемый в охлаждаемом помещении, увеличивает нагрузку на кондиционер. Это трудно рассчитать, но это поможет вам расставить приоритеты в своей деятельности по энергосбережению.

Сила спасения

Как только вы узнаете, какие устройства потребляют больше всего энергии, вы сможете найти способы снизить энергопотребление. Самая большая экономия часто заключается в простом удалении устройства, которое вам больше не нужно.

Легче всего сэкономить, отключив устройства, которыми вы на самом деле не пользуетесь, особенно такие, как медиа-сервер или свет, работающий весь день. Вычислительное оборудование, такое как принтеры, можно отключить. Удлинители и таймеры (или контроллеры домашней автоматизации) могут отключать неиспользуемые элементы. Но будь осторожен. Использование удлинителя для отключения питания аналогично отключению устройств; некоторые устройства могут выйти из строя или потерять данные, если питание часто отключается без использования выключателя питания.