Как рассчитать тепловую мощность: Как рассчитать тепловую мощность воздухонагревателя

Содержание

Как рассчитать тепловую мощность воздухонагревателя

Как определить мощность тепловой пушки

Формула для расчета минимальной тепловой мощности выглядит так:

V * T * k / 860 ккал/ч = Q

Чтобы определить минимальную тепловую мощность нагревателя, нужно знать следующие значения:

Q — необходимая тепловая мощность (кВт).
V — объем помещения (м³). Рассчитывается как произведение длины, ширины и высоты.

T — разница между температурой воздуха на улице и желательной температурой в помещении (C°).
k — коэффициент рассеяния тепла, зависящий от типа конструкции и теплоизоляции помещения.

Коэффициент рассеяния тепла, k	Тип помещения
3,0–4,0	Конструкция из дерева или профлиста. Отсутствие теплоизоляции.
2,0–2,9	Упрощенная конструкция. Кирпичные стены одиночной кладки. Стандартное число окон, одинарные рамы. Слабая теплоизоляция кровли.
1,0–1,9	Стандартная конструкция. Кирпичные стены двойной кладки. Мало окон или одинарные рамы. Кровля со стандартной теплоизоляцией.
0,6–0,9	Утепленная конструкция. Кирпичные стены с двухслойной изоляцией. Мало окон, окна с двойными рамами. Толстая основа пола. Кровля с качественной теплоизоляцией.

Пример расчета мощности воздухонагревателя

Расскажем, как найти тепловую мощность пушки для комнаты площадью 15 метров, с высотой потолков 2,5 метров. Перемножаем значения, получаем объем комнаты 35,5 м³. Предположим, комната находится в новостройке. Возьмем средний коэффициент рассеяния тепла для утепленной квартиры — 1,5. Допустим, при температуре окружающей среды -15 °C мы хотим достичь температуры в комнате 20 °C. Итого разница температур — 35 °C.

С этими показателями расчет тепловой мощности будет выглядеть так:

35,5*35*1,5/860=2,16 кВт

Технические специалисты «ТМК» рекомендуют выбирать воздухонагреватели с небольшим запасом. Таким образом, для нашего помещения подойдут тепловые пушки мощностью 3 кВт.

Читайте рейтинг электрических тепловых пушек за 2017–2018 года.

Тепловая мощность – формула расчета

Понять суть этих расчётов в официальных бумагах, не так сложно, как кажется.

Для себя также можно научиться выполнять вычисления, чтобы решить, какой утеплитель применять, какой толщины он должен быть, какой мощности приобретать котёл и достаточно ли имеющихся радиаторов на данную площадь.

Ответы на эти и многие другие вопросы можно найти, если понять, что такое тепловая мощность. Формула, определение и сферы применения – читайте в статье.

Содержание

1 Что такое тепловой расчет?
2 Для чего нужен тепловой расчет?
3 Расчет тепловой мощности: формула
- 3.1 Примерные величины коэффициента рассеивания для упрощенного расчёта
4 Пример расчета тепловой мощности
5 Заключение
6 Видео на тему

Что такое тепловой расчет?

Если говорить просто, тепловой расчёт помогает точно узнать, сколько тепла хранит и теряет здание, и сколько энергии должно вырабатывать отопление, чтобы поддерживать в жилье комфортные условия.

Оценивая теплопотери и степень теплоснабжения, учитываются следующие факторы:

Какой это объект: сколько в нём этажей, наличие угловых комнат, жилой он или производственный и т. д.
Сколько человек будет «обитать» в здании.
Важная деталь — это площадь остекления. И размеры кровли, стен, пола, дверей, высота потолков и т. д.
Какова продолжительность отопительного сезона, климатические характеристики региона.

По СНиПам определяют нормы температур, которые должны быть в помещениях.
Толщина стен, перекрытий, выбранные теплоизоляторы и их свойства.

Могут учитываться и другие условия и особенности, например, для производственных объектов считаются рабочие и выходные дни, мощность и тип вентиляции, ориентация жилья по сторонам света и др.

Для чего нужен тепловой расчет?

Как умудрялись обходиться без тепловых расчётов строители прошлого?

Сохранившиеся купеческие дома показывают, что всё делалось просто с запасом: окна поменьше, стены — потолще. Получалось тепло, но экономически не выгодно.

Теплотехнический расчёт позволяет строить наиболее оптимально. Материалов берётся ни больше — ни меньше, а ровно столько, сколько нужно. Сокращаются габариты строения и расходы на его возведение.

Вычисление точки росы позволяет строить так, чтобы материалы не портились как можно дольше.

Для определения необходимой мощности котла также не обойтись без расчётов. Суммарная мощность его складывается из затрат энергии на обогрев комнат, нагрев горячей воды для хозяйственных нужд, и способности перекрывать теплопотери от вентиляции и кондиционирования. Прибавляется запас мощности, на время пиковых холодов.

При газификации объекта требуется согласование со службами. Рассчитывается годовой расход газа на отопление и общая мощность тепловых источников в гигакалориях.

Нужны расчёты при подборе элементов отопительной системы. Обсчитывается система труб и радиаторов – можно узнать, какова должна быть их протяжённость, площадь поверхности. Учитывается потеря мощности при поворотах трубопровода, на стыках и прохождении арматуры.

Расчет тепловой мощности: формула

Рассмотрим формулу и приведем примеры, как произвести расчет для зданий с разным коэффициентом рассеивания.

Vx(дельта)TxK= ккал/ч (тепловая мощность), где:

Первый показатель «V» – объем рассчитываемого помещения;
Дельта «Т» — разница температур – это та величина, которая показывает насколько градусов внутри помещения теплее, чем снаружи;
«К» — коэффициент рассеивания (его еще называют «коэффициент пропускания тепла»). Величина берется из таблицы. Обычно цифра колеблется от 4 до 0,6.

Примерные величины коэффициента рассеивания для упрощенного расчёта

Если это неутепленный металлопрофиль или доска то «К» будет = 3 – 4 единицы.
Одинарная кирпичная кладка и минимальное утепление – «К» = от 2 до 3-ёх.
Стена в два кирпича, стандартное перекрытие, окна и
двери – «К» = от 1 до 2.
Самый теплый вариант. Стеклопакеты, кирпичные стены с двойным утеплителем и т. п. – «К» = 0,6 – 0,9.

Более точный расчет можно произвести, высчитывая точные размеры отличающихся по свойствам поверхностей дома в м² (окна, двери и т. д.), производя расчёт для них отдельно и складывая получившиеся показатели.

Пример расчета тепловой мощности

Возьмем некое помещение 80 м² с высотой потолков 2,5 м и посчитаем, какой мощности котел нам потребуется для его отопления.

Вначале высчитываем кубатуру: 80 х 2,5 = 200 м³. Дом у нас утеплен, но недостаточно – коэффициент рассеивания 1,2.

Морозы бывают до -40 °C, а в помещении хочется иметь комфортные +22 градуса, разница температур (дельта «Т») получается 62 °C.

Подставляем в формулу мощности тепловых потерь цифры и перемножаем:

200 х 62 х 1,2 = 14880 ккал/ч.

Полученные килокалории переводим в киловатты, пользуясь конвертером:

1 кВт = 860 ккал;
14880 ккал = 17302,3 Вт.

Округляем в большую сторону с запасом, и понимаем, что в самый сильный мороз -40 градусов нам потребуется 18 кВт энергии в час.

Можем посчитать теплопотери в Вт на каждый м² стен и потолка. Высота потолков известна 2,5 м. Дом 80 м² – это может быть 8 х 10 м.

Умножаем периметр дома на высоту стен:

(8 + 10) х 2 х 2,5 = 90 м² поверхности стены + 80 м² потолок = 170 м² поверхности, контактирующей с холодом. Теплопотери, высчитанные нами выше, составили 18 кВт/ч, делим поверхность дома на расчетную израсходованную энергию получаем, что 1 м² теряет примерно 0,1 кВт или 100 Вт ежечасно при температуре на улице -40 °C, а в помещении +22 °С.

Эти данные могут стать основой для расчёта требуемой толщины утеплителя на стены.

Приведем другой пример расчета, он в некоторых моментах сложнее, но более точный.

Формула:

Q = S x (дельта)T / R:

Q– искомая величина теплопотерь дома в Вт;
S– площадь охлаждающих поверхностей в м²;
T– разница температур в градусах Цельсия;
R– тепловое сопротивление материала (м²х К/Вт) (Метры квадратные умноженные на Кельвин и делёный на Ватт).

Итак, чтобы найти «Q» того же дома, что и в примере выше, подсчитаем площадь его поверхностей «S» (пол и окна считать не будем).

«S» в нашем случае = 170 м², из них 80 м² потолок и 90 м² — стены;
T = 62 °С;
R– тепловое сопротивление.

Ищем «R» по таблице тепловых сопротивлений или по формуле. Формула для расчета по коэффициенту теплопроводности такая:

R= H/ К. Т. (Н – толщина материала в метрах, К.Т. – коэффициент теплопроводности).

В этом случае, дом у нас имеет стены в два кирпича обшитые пенопластом толщиной 10 см. Потолок засыпан опилками толщиной 30 см.

Из таблицы коэффициентов теплопроводности (измеряется Вт / (м² х К) Ватт делёный на произведение метра квадратного на Кельвин). Находим значения для каждого материала, они будут:

кирпич — 0,67;
пенопласт – 0,037;
опилки – 0,065.

Подставляем данные в формулу (R= H/ К.Т.):

R (потолка 30 см толщиной) = 0,3 / 0,065 = 4,6 (м²х К) / Вт;
R (кирпичной стены 50 см) = 0,5 / 0,67 = 0,7 (м²х К) / Вт;
R (пенопласт 10 см) = 0,1 / 0,037 = 2,7 (м²х К) / Вт;
R (стен) = R(кирпич) + R(пенопласт) = 0,7 + 2,7 = 3,4 (м² х К) / Вт.

Теперь можем приступить к расчету теплопотерь «Q»:

Q для потолка = 80 х 62 / 4,6 = 1078,2 Вт.
Q стен = 90 х 62 / 3,4 = 1641,1 Вт.
Остается сложить 1078,2 + 1641,1 и перевести в кВт, получается (если сразу округлить) 2,7 кВт энергии за 1 час.

Можно обратить внимание, насколько большая разница получилась в первом и втором случае, хотя объём домов и температура за окном в первом и втором случае были совершенно одинаковыми.

Всё дело в степени утомлённости домов (хотя, конечно, данные могли быть и иными, если бы мы рассчитывали пол и окна).

Заключение

Приведённые формулы и примеры показываю, что при теплотехнических расчётах очень важно учитывать как можно больше факторов, влияющих на теплопотери. Сюда входит и вентиляция, и площадь окон, степень их утомлённости и т. д.

А подход, когда на 10 м² дома берётся 1 кВт мощности котла – слишком приблизительный, чтобы всерьёз опираться на него.

Видео на тему

Предыдущая записьКак перевести Гкал в Квт и обратно?
Следующая записьРасчет циркуляционного насоса для системы отопления — примеры вычислений

Adblock
detector

Формула тепловой энергии – GeeksforGeeks

Тепловая энергия — это энергия, существующая в системе. Он отвечает за поддержание температуры системы. Тепло – это передача тепловой энергии. Термодинамика — это дисциплина физики, изучающая перенос тепла между различными типами систем. Это также касается способа выполнения задачи на протяжении всей процедуры.

Тепловая энергия

Энергия, полученная из тепла, называется тепловой энергией. Движение мелких частиц внутри системы обычно вызывает выделение тепла за счет тепловой энергии. Это энергия, которая позволяет теплу циркулировать внутри системы. В большинстве случаев тепло генерируется при движении частиц внутри объекта.

Тепловая энергия отвечает за температуру системы и является компонентом полной энергии системы, состоящей из потенциальной и кинетической энергии. Q — общепринятый способ выражения тепловой энергии. Его масса, разность температур и удельная теплоемкость прямо пропорциональны.

Тепловая энергия измеряется в джоулях , единице измерения СИ (Дж).

Формула тепловой энергии

Формула тепловой энергии выглядит следующим образом:

Q = MCΔT
Где,
Q = тепловая энергия
м =
Имеем,
Удельная теплоемкость = (Подведенная тепловая энергия) / ((масса) × (Изменение температуры))
Однако, поскольку формула требует специальных символов, мы можем сказать, что C обозначает удельную теплоемкость , T обозначает температуру, а Et обозначает тепловую энергию. Однако важно понимать, что T не используется как отдельная фраза; скорее, он представляет собой изменение T во времени. ΔT — наиболее распространенный символ изменения — Δ. При этом можно предположить, что входом является величина, определяющая изменение тепловой энергии, которое обозначается ΔEt.
Таким образом, c = (ΔE _t )/(m × ΔT)
∴ ΔEt = mcΔT
Задачи образца
6 Вопрос 1. Задание образца
6 Вопрос 1. составляет 0,068 Дж/кг °С. Разница температур указана как 23°C. По полученным данным определить тепловую энергию вещества.
Ответ:
Дано: m = 16 кг, c = 0,068 Дж/кг °C, ΔT = 23 °C.
Так как,
Q = mcΔT
∴ Q = 16 × 0,068 × 23
∴ Q = 25,02 Дж
Вопрос 2. Предположим, что вещество массой 12 кг изменяет температуру на 55 градусов Цельсия Дж/кг °C с удельной теплоемкостью 0,0 . По полученным данным определите тепловую энергию соединений.
Ответ:
Дано: m = 12 кг, c = 0,04 Дж/кг °C, ΔT = 55 °C.
Поскольку,
Q = mcΔT
∴ Q = 12 × 0,04 × 55
∴ Q = 26,4 Дж
Вопрос 3. Когда вы сообщаете энергию 1800 Дж, насколько повысится температура 263 г воды? Вода имеет удельную теплоемкость 3482 Дж/кг°C.
Ответ:
Дано: m = 263 g = 0,263 кг, C = 3482 J/кг ° C, Q = 1800 Joules
С,
Q = MCΔT
ΔT = Q/MC,
Q = MCΔT
∴ ΔT = (1800) / (0,263 × 3482)
∴ ΔT = 1800 / 915,8
∴ ΔT = 1,965°С.
Вопрос 4. Если удельная теплоемкость меди 453 Дж/кг°С, сколько энергии потребуется для повышения температуры 0,36 кг меди на 23°С?
Ответ:
Дано: m = 0,36 кг, c = 453 Дж/кг °C, ΔT = 23 °C.
С тех пор,
Q = MCΔT
∴ Q = 0,36 × 453 × 23
∴ Q = 3750,8 Joules
Вопрос 5. Масса вещества составляет 20 кг, а ее термическая энергия – 686. J. Разница температур составляет 23°C. На основании фактов определите удельную теплоемкость.
Ответ:
Дано: M = 20 кг, Q = 686 J, ΔT = 23 ° C
С
Q = MCΔT
∴ C = Q/MδT
∴ C = (
∴ C = Q/MδT
∴ C = ( 686) / (20 × 23)
∴ c = 686 / 460
∴ c = 1,491 Дж/кг °C
Вопрос 6. Определите, до какой степени повысится температура 23 кг воды после передачи около 1900 Дж энергии, используя удельную теплоемкость воды 3820 Дж/кг °C.
Ответ:
Дано: M = 23 кг, C = 3820 J/кг ° C, Q = 1900 Joules
,
Q = MCΔT
ΔT = Q/MC
ΔT = (1900) / (23 × 3820)
∴ ΔT = 1900 / 8786
∴ ΔT = 0,2162 °С.
Вопрос 7. Что такое единица СИ для тепловой энергии?
Ответ:
Единицей тепловой энергии в системе СИ является Джоуль.
Вопрос 8. Объясните формулу тепловой энергии.
Ответ:
Формула для тепловой энергии следующая:
Q = MCΔT
Где,
Q = тепловая энергия
M = MASS SUPTANCE MASS
.
ΔT = разница температур
Термическая эффективность — Энергетическое образование
Энергетическое образование
Меню навигации
ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
ИНДЕКС
Поиск
Рис. 1. Количество работы, произведенной для данного количества тепла, определяет тепловую эффективность системы. ^[1]
Тепловые двигатели превращают тепло в работу. Тепловой КПД выражает долю тепла, которая превращается в полезную работу. Тепловой КПД обозначается символом [math]\eta[/math] и может быть рассчитан по уравнению:
[математика]\eta=\frac{W}{Q_H}[/math]
Где:
[math]W[/math] — полезная работа и
[math]Q_H[/math] — общее количество подводимой тепловой энергии от горячего источника. ^[2]
Тепловые двигатели часто работают с эффективностью от 30% до 50% из-за практических ограничений. Тепловые двигатели не могут достичь 100% термического КПД ([математика]\эта = 1[/математика]) в соответствии со Вторым законом термодинамики. Это невозможно, потому что некоторое количество отработанного тепла всегда производится в тепловом двигателе, что показано на рисунке 1 термином [math]Q_L[/math]. Хотя полная эффективность тепловой машины невозможна, существует много способов повысить общую эффективность системы.
Пример
Если вводится 200 Дж тепловой энергии в виде тепла ([math]Q_H[/math]), а двигатель выполняет работу 80 Дж ([math]W[/math]), то КПД равен 80 Дж / 200 Дж, что составляет 40% КПД.
Тот же результат можно получить, измерив отработанное тепло двигателя. Например, если в двигатель вложено 200 Дж и наблюдается 120 Дж отходящего тепла, то должно быть выполнено 80 Дж работы, что дает КПД 40%.
Эффективность Карно
основная статья
Существует максимально достижимая эффективность тепловой машины, которая была выведена физиком Сади Карно. Следуя законам термодинамики, уравнение для этого оказывается таким
[математика]\eta_{max}=1 – \frac{T_L}{T_H}[/math]
Где
[math]T_L[/math] — температура холодной «раковины» а также
[math]T_H[/math] — температура теплового резервуара.
Описывает КПД идеализированного двигателя, которого в реальности достичь невозможно. ^[3] Из этого уравнения следует, что чем ниже температура стока [math]T_L[/math] или выше температура источника [math]T_H[/math], тем больше работы доступно для тепловой машины.

Промышленная вентиляция в Москве строительство монтаж в Подольске

Промышленная вентиляция в Москве строительство монтаж в Подольске