Расчет тепловой мощности: Как рассчитать тепловую мощность воздухонагревателя

Содержание

Как рассчитать тепловую мощность воздухонагревателя

Читайте также

Рейтинг лучших аккумуляторных шуруповертов по итогам сезонов 2018 и 2019 годов

К выбору тепловой пушки нужно подходить ответственно. Слабый обогреватель не справится с отоплением на большой площади, а слишком мощный будет расходовать лишнюю энергию. Заранее вычислите, какая тепловая мощность воздухонагревателя в кВт нужна для вашего помещения.

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.
 

Читайте также

Ответы на вопросы – всё, что нужно знать про культиваторы

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.


 

Читайте также

Рейтинг мотокультиваторов 2021 – 2022

Воздухонагреватель электрический RedVerg RD-EHR9/380TR – переносной электрический воздухонагреватель с тепловой мощностью 9 кВт. Отличается компактными габаритами. Поддерживает три режима работы. Не распространяет посторонних запахов при эксплуатации. Термостат фиксирует температуру воздуха на входе и в дальнейшем контролирует температуру в помещении. Термовыключатель с самовозвратом отключает устройство при перегреве в целях обеспечения безопасности. Нагревательный элемент изготовлен из нержавеющей стали. Выключатель выбора режимов нагрева. Удобная рукоятка для транспортировки. Корпус из листовой стали покрыт огнеупорной краской. Предназначен для работы от сети 380 В. Вес товара 12 кг.

Лучшая цена

    5 387c 6 490c

    Воздухонагреватель электрический Master B 22 EPA/EPB может использоваться как для обогрева офисных и складских помещений, так и для просушки поверхностей после отделочных работ. Широчайший спектр применения делает это оборудование востребованным среди специалистов множества сфер. Электрический воздухонагреватель Master безопасен и неприхотлив в эксплуатации. Он не производит шумов и вредных выхлопов, что позволяет включать его даже в местах, где постоянно находятся люди. Питание от электрической сети даст вам возможность не беспокоиться о заполнении топливного бака и спокойно оставлять технику работать. Современные системы защиты отключат ее самостоятельно при появлении первых признаков неполадок.

    52 300c

    20 400c

    Воздухонагреватель электрический RedVerg RD-EHS2 безопасен для людей. Компактные размеры и небольшой вес позволяют без труда транспортировать его и располагать в помещениях любой площади. Термостат даст вам возможность контролировать рабочие параметры оборудования и настраивать его так, чтобы добиться максимальной эффективности при обогреве. Техника RedVerg станет превосходным выбором для вашего дома и предприятия.

    2 270c

     

    Тепловая мощность – формула расчета

    С теплотехническими расчётами приходится сталкиваться владельцам частных домов, квартир или любых других объектов. Это основа основ проектирования зданий.

    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:

    1. Какой это объект: сколько в нём этажей, наличие угловых комнат, жилой он или производственный и т. д.
    2. Сколько человек будет «обитать» в здании.
    3. Важная деталь — это площадь остекления. И размеры кровли, стен, пола, дверей, высота потолков и т. д.
    4. Какова продолжительность отопительного сезона, климатические характеристики региона.
    5. По СНиПам определяют нормы температур, которые должны быть в помещениях.
    6. 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 (м2 х 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 (м2 х К) / Вт;
    • R (кирпичной стены 50 см) = 0,5 / 0,67 = 0,7 (м2 х К) / Вт;
    • R (пенопласт 10 см) = 0,1 / 0,037 = 2,7 (м2 х 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

    Как провести расчет тепловой мощности водогрейной котельной

    Как провести расчет тепловой мощности водогрейной котельной – MODX Revolution

    Опросный лист

    Как провести расчет тепловой мощности водогрейной котельной

    Перед покупкой главного элемента водогрейной котельной – котла, необходимо провести грамотный расчет требуемой тепловой мощности оборудования. Правильная мощность позволит достичь комфортной температуры в помещении при эффективном использовании топлива.

    Для покрытия тепловых затрат помещения необходимо выбирать оборудование, превышающее на 10% потребности помещения. Лучше не делать покупку наугад, а потратить немного времени на точные просчеты мощности котла.

    С чего начать расчет мощности котельной

    Расчет мощности котла, прежде всего, должен начинаться с определения отапливаемой площади дома. Приблизительное соотношение мощности к площади – 1 кВт мощности на 10 кв.м площади помещения, то есть 100Вт/м2.

    Но, такие грубые расчеты применимы только для кирпичных домов с утепленными стенами, потолком ниже 3 метров и двойными стеклопакетами на м/п окнах.

    Чтобы провести точный расчет мощности водогрейной котельной необходимо принять во внимание толщину стен, вид и толщину теплоизоляции, площадь и вид остекления, утепление чердаков и балконов, высоту потолков, наличие или отсутствие чердачных помещений.

    В реальности, помещения с меньшей площадью (100-150 м2) требуют большую мощность котлов (±120 кВт/м2), а для помещений с большей площадью (400-500 м2) удельная мощность уменьшается до 80-85 кВт/м2. Это объясняется тем, что в малых помещениях идет неразумное расходование тепла за счет большого количества стен. Рост площади помещения предшествует появлению внутренних помещений без стен, тем самым снижая общие теплопотери.

    Расчет теплопотерь и формула расчета мощности котельной

    Перед тем как рассчитать мощность котельной, необходимо рассчитать коэффициент теплопотерь.

    Расчет минимальной тепловой мощности котельной происходит по формуле:

    Qт(кВт/ч)=(100Вт/м2*s(м2)*К1*К2*К3*К4*К5*К6*К7)/1000

    S – это площадь помещения в квадратных метрах.

    Вт/м2 – усредненное количество теплопотерь, включающее теплопотери от вытяжек, поглощение стенами и утерю через окна.

    К1 – число равно коэффициенту утечки через окна. Берется из таблички:

    Вид остекления

    Коэффициент утечки

    Тройной стеклопакет

    0,85

    Двойной стеклопакет

    1,0

    Стандартное остекление

    1,27

     

    К2 – число равное коэффициенту утечки тепла через стены. Зависит от качества и толщины утеплителя. Данные берутся из таблички:

    Вид утепления

    Коэффициент утечки

    Утеплитель толщиной более 150 мм

    0,854

    Утеплитель толщиной до 150 мм или стены в два кирпича

    1,0

    Низкая теплоизоляция

    1,27

     

    К3 – процентное соотношение площади окон и пола. Коэффициент берется из таблички:

    Процентное соотношение площади окон и пола

    Коэффициент

    50%

    1,2

    40%

    1,1

    30%

    1,0

    20%

    0,9

    10%

    0,8

     

    К4 – число, отвечающее коэффициенту температуры внешней среды. Учитываются данные, при которых самая низкая температура сохраняется не менее 5 дней подряд в году:

    Температура внешней среды

    Коэффициент

    -35°С

    1,5

    -25°С

    1,3

    -20°С

    1,1

    -15°С

    0,9

    -10°С

    0,7

     

    К5 – количество наружных стен. Коэффициент берется из таблички, соответственно количеству стен:

    Наружные стены

    Коэффициент

    Четыре стены

    1,4

    Три стены

    1,3

    Две стены

    1,2

    Одна стена

    1,1

     

    К6 – вид теплоизоляции и наличие отопления в помещении над тем, которое необходимо отопить:

    Тип теплоизоляции

    Коэффициент

    Обогревается

    0,8

    Утепленная мансарда

    0,9

    Чердак без утепления

    1,0

     

    К7 – коэффициент, отвечающий за высоту потолков в помещении. Чем выше потолок, тем выше коэффициент:

    Высота потолка

    Коэффициент

    4,5

    1,2

    4,0

    1,15

    3,5

    1,1

    3,0

    1,05

    2,5

    1,0

     

    Использование этой формулы позволит максимально точно рассчитать минимальную мощность котельной, учитывая все исходные данные вашего помещения. Перед покупкой котла, при таком расчете, к конечной мощности необходимо прибавить 10%.

    Вернуться к статьям Читать следующую

    Количество теплоты и тепловая мощность. Расчет в Excel.

    Опубликовано 13 Окт 2013
    Рубрика: Теплотехника | 115 комментариев

    Человечеству известно немного видов энергии – механическая энергия (кинетическая и потенциальная), внутренняя энергия (тепловая), энергия полей (гравитационная, электромагнитная и ядерная), химическая. Отдельно стоит выделить энергию взрыва,…

    …энергию вакуума и еще существующую только в теории – темную энергию. В этой статье, первой в рубрике «Теплотехника», я попытаюсь на простом и доступном языке, используя практический пример, рассказать о важнейшем виде энергии в жизни людей — о тепловой энергии и о рождающей ее во времени тепловой мощности.

    Несколько слов для понимания места теплотехники, как раздела науки о получении, передаче и применении тепловой энергии. Современная теплотехника выделилась из общей термодинамики, которая в свою очередь является одним из разделов физики. Термодинамика – это дословно «теплый» плюс «силовой». Таким образом, термодинамика – это наука об «изменении температуры» системы.

    Воздействие на систему извне, при котором изменяется ее внутренняя энергия, может являться результатом теплообмена. Тепловая энергия, которая приобретается или теряется системой в результате такого взаимодействия с окружающей средой, называется количеством теплоты и измеряется в системе СИ в Джоулях.

    Если вы не инженер-теплотехник, и ежедневно не занимаетесь теплотехническими вопросами, то вам, столкнувшись с ними, иногда без опыта бывает очень трудно быстро в них разобраться. Трудно без наличия опыта представить даже размерность искомых значений количества теплоты и тепловой мощности. Сколько Джоулей энергии необходимо чтобы нагреть 1000 метров кубических воздуха от температуры -37˚С до +18˚С?.. Какая нужна мощность источника тепла, чтобы сделать это за 1 час?.. На эти не самые сложные вопросы способны сегодня ответить «сходу» далеко не все инженеры. Иногда специалисты даже помнят формулы, но применить их на практике могут лишь единицы!

    Прочитав до конца эту статью, вы сможете легко решать реальные производственные и бытовые задачи, связанные с нагревом и охлаждением различных материалов.  Понимание физической сути процессов теплопередачи и знание простых основных формул – это главные блоки в фундаменте знаний по теплотехнике!

    Количество теплоты при различных физических процессах.

    Большинство известных веществ могут при разных температуре и давлении находиться в твердом, жидком, газообразном или плазменном состояниях. Переход из одного агрегатного состояния в другое происходит при постоянной температуре (при условии, что не меняются давление и другие параметры окружающей среды) и сопровождается поглощением или выделением тепловой энергии. Не смотря на то, что во Вселенной 99% вещества находится в состоянии плазмы, мы в этой статье не будем рассматривать это агрегатное состояние.

    Рассмотрим график, представленный на рисунке. На нем изображена зависимость температуры вещества Т от количества теплоты Q, подведенного к некой закрытой системе, содержащей определенную массу какого-то конкретного вещества.

    1. Твердое тело, имеющее температуру T1, нагреваем до температуры Tпл, затрачивая на этот процесс количество теплоты равное Q1.

    2. Далее начинается процесс плавления, который происходит при постоянной температуре Тпл (температуре плавления). Для расплавления всей массы твердого тела необходимо затратить тепловой энергии в количестве Q2— Q1.

    3. Далее жидкость, получившаяся в результате плавления твердого тела, нагреваем до температуры кипения (газообразования) Ткп, затрачивая на это количество теплоты равное Q3Q2.

    4. Теперь при неизменной температуре кипения Ткп жидкость кипит и испаряется, превращаясь в газ. Для перехода всей массы жидкости в газ необходимо затратить тепловую энергию в количестве Q4Q3.

    5. На последнем этапе происходит нагрев газа от температуры Ткп до некоторой температуры Т2. При этом затраты количества теплоты составят Q5Q4. (Если нагреем газ до температуры ионизации, то газ превратится в плазму.)

    Таким образом, нагревая исходное твердое тело от температуры Т1 до температуры Т2 мы затратили тепловую энергию в количестве Q5, переводя вещество через три агрегатных состояния.

    Двигаясь в обратном направлении, мы отведем от вещества то же количество тепла Q5, пройдя этапы конденсации, кристаллизации и остывания от температуры Т2 до  температуры Т1. Разумеется, мы рассматриваем замкнутую систему без потерь энергии во внешнюю среду.

    Заметим, что возможен переход из твердого состояния в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Такой процесс именуется возгонкой, а обратный ему процесс – десублимацией.

    Итак, уяснили, что процессы переходов между агрегатными состояниями вещества характеризуются потреблением энергии при неизменной температуре. При нагреве вещества, находящегося в одном неизменном агрегатном состоянии, повышается температура и также расходуется тепловая энергия.

    Главные формулы теплопередачи.

    Формулы очень просты.

    Количество теплоты Q в Дж рассчитывается по формулам:

    1. Со стороны потребления тепла, то есть со стороны нагрузки:

    1.1. При нагревании (охлаждении):

    Q=m*c*(Т2-Т1)

    Здесь и далее:

    mмасса вещества в кг

    с – удельная теплоемкость вещества в Дж/(кг*К)

    1.2. При плавлении (замерзании):

    Q=m*λ

    λудельная теплота плавления и кристаллизации вещества в Дж/кг

    1.3. При кипении, испарении (конденсации):

    Q=m*r

    rудельная теплота газообразования и конденсации вещества в Дж/кг

    2. Со стороны производства тепла, то есть со стороны источника:

    2.1. При сгорании топлива:

    Q=m*q

    qудельная теплота сгорания топлива в Дж/кг

    2. 2

    tвремя в с

    Iдействующее значение тока в А

    Uдействующее значение напряжения в В

    Rсопротивление нагрузки в Ом

    Делаем вывод – количество теплоты прямо пропорционально массе вещества при всех фазовых превращениях и при нагреве дополнительно прямо пропорционально разности температур. Коэффициенты пропорциональности (c, λ, r, q) для каждого вещества имеют свои значения и определены опытным путем (берутся из справочников).

    Тепловая мощность N в Вт – это количество теплоты переданное системе за определенное время:

    N=Q/t

    Чем быстрее мы хотим нагреть тело до определенной температуры, тем большей мощности должен быть источник тепловой энергии – все логично.

    Расчет в Excel прикладной задачи.

    В жизни бывает часто необходимо сделать быстрый оценочный расчет, чтобы понять – имеет ли смысл продолжать изучение темы, делая проект и развернутые точные трудоемкие расчеты. Сделав за несколько минут расчет даже с точностью ±30%, можно принять важное управленческое решение, которое будет в 100 раз более дешевым и в 1000 раз более оперативным и в итоге в 100000 раз более эффективным, чем выполнение точного расчета в течение недели, а то и месяца, группой дорогостоящих специалистов…

    Условия задачи:

    В помещение цеха подготовки металлопроката размерами 24м х 15м х 7м завозим со склада на улице металлопрокат в количестве 3т. На металлопрокате есть лед общей массой 20кг. На улице -37˚С. Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть металл до +18˚С; нагреть лед, растопить его и нагреть воду до +18˚С; нагреть весь объем воздуха в помещении, если предположить, что до этого отопление было полностью отключено? Какую мощность должна иметь система отопления, если все вышесказанное необходимо выполнить за 1час? (Очень жесткие и почти не реальные условия – особенно касающиеся воздуха!)

    Расчет выполним в программе MS Excel или в программе OOo Calc.

    С цветовым форматированием ячеек и шрифтов ознакомьтесь на странице «О блоге». 

    Исходные данные:

    1. Названия веществ пишем:

    в ячейку D3: Сталь

    в ячейку E3: Лед

    в ячейку F3: Лед/вода

    в ячейку G3: Вода

    в ячейку G3: Воздух

    2. Названия процессов заносим:

    в ячейки D4, E4, G4, G4: нагрев

    в ячейку F4: таяние

    3. Удельную теплоемкость веществ c в Дж/(кг*К) пишем  для стали, льда, воды и воздуха соответственно

    в ячейку D5: 460

    в ячейку E5: 2110

    в ячейку G5: 4190

    в ячейку H5: 1005

    4. Удельную теплоту плавления  льда λ в Дж/кг вписываем

    в ячейку F6: 330000

    5.  Массу веществ m в кг вписываем соответственно для стали и льда

    в ячейку D7: 3000

    в ячейку E7: 20

    Так как при превращении льда в воду масса не изменяется, то

    в ячейках F7 и G7: =E7=20

    Массу воздуха находим произведением объема помещения на удельный вес

    в ячейке H7: =24*15*7*1,23=3100

    6. Время процессов t в мин пишем только один раз для стали

    в ячейку D8: 60

    Значения времени для нагрева льда, его плавления и нагрева получившейся воды рассчитываются из условия, что все эти три процесса должны уложиться в сумме за такое же время, какое отведено на нагрев металла. Считываем соответственно

    в ячейке E8: =E12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8)=9,7

    в ячейке F8: =F12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8)=41,0

    в ячейке G8: =G12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8)=9,4

    Воздух также должен прогреться за это же самое отведенное время, читаем

    в ячейке H8: =D8=60,0

    7.  Начальную температуру всех веществ T1 в ˚C заносим

    в ячейку D9: -37

    в ячейку E9: -37

    в ячейку F9: 0

    в ячейку G9: 0

    в ячейку H9: -37

    8. Конечную температуру всех веществ T2 в ˚C заносим

    в ячейку D10: 18

    в ячейку E10: 0

    в ячейку F10: 0

    в ячейку G10: 18

    в ячейку h20: 18

    Думаю, вопросов по п.7 и п.8 быть недолжно.

    Результаты расчетов:

    9. Количество теплоты Q в КДж, необходимое для каждого из процессов рассчитываем

    для нагрева стали в ячейке D12: =D7*D5*(D10-D9)/1000=75900

    для нагрева льда в ячейке E12: =E7*E5*(E10-E9)/1000= 1561

    для плавления льда в ячейке F12: =F7*F6/1000= 6600

    для нагрева воды в ячейке G12: =G7*G5*(G10-G9)/1000= 1508

    для нагрева воздуха в ячейке h22: =H7*H5*(h20-H9)/1000= 171330

    Общее количество необходимой для всех процессов тепловой энергии считываем

    в объединенной ячейке D13E13F13G13h23: =СУММ(D12:h22) = 256900

    В ячейках D14, E14, F14, G14, h24,  и объединенной ячейке D15E15F15G15h25 количество теплоты приведено в дугой единице измерения – в ГКал (в гигакалориях).

    10. Тепловая мощность N в КВт, необходимая для каждого из процессов рассчитывается

    для нагрева стали в ячейке D16: =D12/(D8*60)=21,083

    для нагрева льда в ячейке E16: =E12/(E8*60)= 2,686

    для плавления льда в ячейке F16: =F12/(F8*60)= 2,686

    для нагрева воды в ячейке G16: =G12/(G8*60)= 2,686

    для нагрева воздуха в ячейке h26: =h22/(H8*60)= 47,592

    Суммарная тепловая мощность необходимая для выполнения всех процессов за время t рассчитывается

    в объединенной ячейке D17E17F17G17h27: =D13/(D8*60) = 71,361

    В ячейках D18, E18, F18, G18, h28,  и объединенной ячейке D19E19F19G19h29 тепловая мощность приведена в дугой единице измерения – в Гкал/час.

    На этом расчет в Excel завершен.

    Выводы:

    Обратите внимание, что для нагрева воздуха необходимо более чем в два раза больше затратить энергии, чем для нагрева такой же массы стали.

    При нагреве воды затраты энергии в два раза больше, чем при нагреве льда. Процесс плавления многократно больше потребляет энергии, чем процесс нагрева (при небольшой разности температур).

    Нагрев воды в десять раз затрачивает больше тепловой энергии, чем нагрев стали и в четыре раза больше, чем нагрев воздуха.

    Мы вспомнили понятия «количество теплоты» и «тепловая мощность», рассмотрели фундаментальные формулы теплопередачи, разобрали практический пример. Надеюсь, что мой язык был прост и понятен.

    Ссылка на скачивание файла: raschet-teplovoy-moshchnosti (xls 19,5KB).

    Другие статьи автора блога

    На главную

    Статьи с близкой тематикой

    Отзывы

    Тепловая мощность Калькулятор | Вычислить Тепловая мощность

    ✖Паровой поток – это скорость, с которой пар течет, чтобы произвести один киловатт-час электроэнергии.ⓘ Расход пара [m]

    сантиграмм / секдециграмм / секдекаграмм / секграмм / часграмм / минута грамм / секундугектограмм / секКилограмм / денькилограмм/ часкилограмм/ минКилограмм / секунда мегаграмм / секмикрограмм / секмиллиграмм/ деньмиллиграмм / часмиллиграмм / минмиллиграмм/ секФунт в деньФунт в часФунт в минутуФунт в секундуТонна (метрическая) в деньТонна (метрическая) в часТонна (метрическая) в минутуТонна (метрическая) в секундуТонна (короткая) в час

    +10%

    -10%

    ✖Удельная теплоемкость – это количество тепла, необходимое для повышения температуры единицы массы данного вещества на заданную величину. ⓘ Удельная теплоемкость [c]

    Btu (IT) за фунт на градус ЦельсияБТЕ (ИТ) на фунт на градус ФаренгейтаБТЕ (ИТ) на фунт на градус РенкинаBtu (th) на фунт на градус ФаренгейтаБТЕ (терм.) на фунт на градус РенкинаКалория (IT) на грамм на градус ЦельсияКалория (IT) на грамм на градус ФаренгейтаКалория (th) на грамм на градус ЦельсияCHU за фунт на градус ЦельсияДжоуль на грамм на градус ЦельсияДжоуль на килограмм на градус ЦельсияДжоуль на килограмм на KКилокалория (ИТ) на килограмм на градус ЦельсияКилокалория (IT) на килограмм на KКилокалория (th) на килограмм на градус ЦельсияКилокалория (th) на килограмм на KКилограмм-сила-метр на килограмм на кельвинКилоджоуль на килограмм на градус ЦельсияКилоджоуль на килограмм на KФунт-сила-фут на фунт на градус Ренкина

    +10%

    -10%

    ✖Разность температур – это мера нагревания или холода объекта.ⓘ Разница температур [ΔT]

    Градус ЦельсияГрадус по ЦельсиюГрадус ФаренгейтаСтепень РенкинаСтепень РеомюраКельвин

    +10%

    -10%

    ✖Тепловая мощность – это количество энергии, необходимое электрическому генератору или электростанции для производства одного киловатт-часа электроэнергии. ⓘ Тепловая мощность [Qrate]

    Attojoule / SecondАттоваттТормозная мощность (bhp)БТЕ (IT) / часБТЕ (IT) / минБТЕ (IT) / секБТЕ (й) / часБТЕ (й) / минБТЕ (й) / секКалорийность (ИТ) / часКалорийность (ИТ) / минутуКалорийность (ИТ) / секКалорийность (й) / часКалорийность (й) / минутуКалорийность (й) / секCentijoule / сексантиваттCHU в часДекаджоуль / секДекаваттдециджоуль / секДециваттЭрг в часЭрг / секЭксаджоуль / секэкса-ваттFemtojoule / секФемтоваттФут-фунт-сила в часФут-фунт-сила в минутуФут-фунт-сила в секундуГДж / секГигаваттгектоджоуль / секГектоваттЛошадиные силыЛс (550 фут * фунт-сила / с)Лс (котел)Лс (электрический)Лошадиная сила (метрическая)Лс (вода)Джоуль / часДжоуль в минутуДжоуль в секундуКилокалорий (IT) / часКилокалорий (IT) / минутуКилокалорий (IT) / секКилокалорий (й) / часКилокалорий (й) / минутуКилокалорий (й) / секКилоджоулей / часКилоджоуль в минутуКилоджоуль в секундукиловольт-амперкиловаттМБХМБТЕ (ИТ) в часМегаджоуль в секундуМегаваттМикроджоуль / секМикроваттMillijoule / секМилливаттMMBHMMBtu (IT) в часNanojoule / секНановаттНьютон-метр / секПетаджоуль / секпетаваттPferdestarkePicojoule / секПиковаттПланка питанияФунт-фут в часФунт-фут в минутуФунт-фут в секундуТераджоуль / секТераваттТон (холодильная техника)вольт-амперВольт Ампер РеактивныйВаттЙоктоваттYottawattZeptowattЗеттаватт

    ⎘ копия

    👎

    Формула

    сбросить

    👍

    Тепловая мощность Решение

    ШАГ 0: Сводка предварительного расчета

    ШАГ 1. Преобразование входов в базовый блок

    Расход пара: 30 Килограмм / секунда –> 30 Килограмм / секунда Конверсия не требуется
    Удельная теплоемкость: 4.184 Килоджоуль на килограмм на K –> 4184 Джоуль на килограмм на K (Проверьте преобразование здесь)
    Разница температур: 29 Кельвин –> 29 Кельвин Конверсия не требуется

    ШАГ 2: Оцените формулу

    ШАГ 3: Преобразуйте результат в единицу вывода

    3640080 Ватт –> Конверсия не требуется

    < 10+ Основы физики Калькуляторы

    Тепловая мощность формула

    Тепловая скорость = Расход пара*Удельная теплоемкость*Разница температур
    Qrate = m*c*ΔT

    Share

    Copied!

    Watts to Heat Calculator

    Создано Luis Hoyos

    Отзыв Стивена Вудинга

    Последнее обновление: 02 февраля 2023 г.

    Содержание:
    • Как рассчитать ватты для нагрева вещества?
    • Удельная теплоемкость при постоянном давлении (cₚ) в зависимости от постоянного объема (cᵥ).
    • Пример: Расчет количества ватт для нагрева воды за определенный промежуток времени
    • Часто задаваемые вопросы

    Тепловая энергия есть везде, и расчет количества ватт для нагрева вещества необходим, чтобы знать, сколько ресурсов мы потратим.

    Мы используем тепло для приготовления пищи, согрева, сушки различных предметов и многого другого. Именно поэтому он так актуален в нашей жизни.

    Читайте дальше, чтобы узнать больше о:

    • Как рассчитать количество ватт для нагрева любого вещества.
    • Как пользоваться этим калькулятором.
    • Сколько стоит эксплуатация нагревателя мощностью 1500 Вт (стоимость часа, дня или месяца)?

    Как рассчитать мощность нагрева вещества?

    Прежде чем копаться в том, как рассчитать ватты для обогрева чего-либо, давайте вспомним, что мы видели в калькуляторе удельной теплоты, и посмотрим на формула теплоемкости . Удельная теплоемкость (он же удельная теплоемкость ) — это свойство материала, которое определяет количество энергии, необходимое для повышения его температуры в единице на единицу массы. Его определяет следующая формула:

    c=Qm×ΔTc = \frac{Q}{m \times ΔT}c=m×ΔTQ​

    , где:

    • ccc – удельная теплоемкость;
    • QQQ — добавление энергии (обычно в виде тепла) для повышения температуры;
    • ΔT\Delta TΔT – изменение температуры; и
    • ммм – Масса объекта.

    Если вы знаете теплоемкость и массу некоторого материала, вы можете предсказать энергию, необходимую для изменения его температуры:

    Q=c×m×ΔTQ = c \times m \times ΔTQ=c×m× ΔT

    Если мы разделим обе части уравнения на время, мы получим мощность, необходимую (), чтобы вызвать конкретное изменение температуры в течение определенного интервала времени ( Δt ):

    W˙=QΔt=c× m×ΔTΔtẆ = \frac{Q}{Δt} = \frac{c × m × ΔT}{Δt}W˙=ΔtQ​=Δtc×m×ΔT​

    ⚠️ Строго говоря, мощность – это не тепла в единицу времени, а работы в единицу времени (как мы объясняем в нашем калькуляторе работы и мощности), хотя единицы те же (ватты). Виды работ – электрические и механические работы. Однако тепло от других источников, таких как сжигание природного газа или нефти, считается не работой, а теплом в единицу времени.

    Удельная теплоемкость при постоянном давлении (cₚ) в зависимости от постоянного объема (cᵥ).

    Для изменения температуры может потребоваться разное количество тепла, в зависимости от того, как мы выполняем процесс. Предположим, мы делаем это при постоянном давлении; следовательно, вещество может расширяться по мере того, как мы передаем тепло. В этом случае нам потребуется больше тепла, чем при постоянном объеме. Это происходит потому, что при постоянном давлении нам нужна дополнительная энергия, чтобы вызвать расширение.

    По этой причине в термодинамике мы определяем два вида удельной теплоемкости: 1. удельная теплоемкость при постоянном давлении (cpc_\text pcp​) и 2. удельная теплоемкость при постоянном объеме (cvc_\text vcv​) .

    Поскольку они считаются практически несжимаемыми и их объем существенно не меняется, для жидкостей и твердых тел значения cpc_\text pcp​ и cvc_\text vcv​ равны (cp=cvc_\text p = c_\text vcp​ =cv​) . Но для газов важно проводить различие.

    💡 Этот калькулятор имеет предварительно определенные значения ccc для некоторых распространенных веществ, включая различие между cpc_\text pcp​ и cvc_\text vcv​ для газов.

    Пример: расчет количества ватт для нагрева воды за интервал времени

    Предположим, вас интересует, сколько ватт необходимо для нагрева 1 кг воды и повышения ее температуры на ΔT = 40°C = 40 K . Время выполнения этой задачи 10 мин , а вы нашли в интернете, что удельная теплоемкость воды равна 4181,3 Дж/кг·К . Чтобы узнать мощность, необходимую для нагрева такого количества воды, выполните следующие действия:

    1. Введите 40 °C или 40 K в поле «Изменение температуры (ΔT)».
    2. Введите 1 кг в поле «Масса (м)».
    3. Выберите пользовательское вещество и введите 4181,3 Дж/кг·K в поле «Удельная теплоемкость (c)».
    4. Введите 10 мин или 600 с в поле «Время нагрева (t)».
    5. Вот и все. Необходимое количество ватт для нагрева воды за это время должно быть 278,75 .

    Результаты можно проверить по формуле:

    Ẇ = Q/Δt = (4181,3 Дж/кг·K × 1 кг × 40K)/600 с = 278,75 Вт

    💡 Вы можете нажать на расширенный режим калькулятора для определения изменения температуры на основе начальной и конечной температуры. Но будьте осторожны и убедитесь, что ваше вещество не подвергается фазовому переходу во время этого изменения температуры, так как это потребует дополнительной энергии.

    Часто задаваемые вопросы

    В чем разница между работой и мощностью?

    Разница между работой и мощностью составляет:

    • Работа означает передачу энергии, связанную с силой, действующей на расстоянии.
    • Мощность — это скорость выполнения работы.

    Примеры:

    • Если мы прикладываем силу, чтобы поднять объект, мы совершаем работу, чтобы увеличить его потенциальную энергию. Чем быстрее мы его поднимем, тем выше мощность.
    • Если электродвижущая сила перемещает электроны в проводе, это пример электрической работы. Более быстрый перенос электронов подразумевает более высокую электрическую мощность.

    Как рассчитать стоимость электронагревателя?

    Чтобы рассчитать стоимость электронагревателя , выполните следующие действия:

    1. Определите потребляемую мощность вашего обогревателя (т. е. 1,5 кВт ).
    2. Рассчитайте стоимость электроэнергии в вашем регионе (т. е. 0,1563 доллара за кВт⋅ч ).
    3. Умножьте потребляемую мощность на стоимость электроэнергии, и вы получите почасовое потребление (т. е. 1,5 кВт × 0,1563 долл. США/кВт⋅ч = 0,23445 долл. США в час. ).
    • Чтобы рассчитать ежедневную стоимость , умножьте почасовую стоимость на количество часов использования обогревателя в день.
    • Чтобы получить месячную стоимость , умножьте дневную стоимость на количество дней использования обогревателя в месяц.

    Сколько стоит работа обогревателя мощностью 1500 Вт?

    Стоимость работы обогревателя мощностью 1500 Вт в час составляет 0,1563 долл. США , что равняется 3,7512 долл. США в день и 113 долл. США в месяц при 24-часовом использовании. Этот ответ предполагает, что средняя стоимость электроэнергии составляет 10,42 цента за кВт⋅ч.

    Как рассчитать тепло по ваттам?

    Чтобы рассчитать тепло (фактически, изменение температуры) в ваттах, приложенных к веществу, используйте формулу: ΔT = (Δt × Ẇ)/(c × m) , где:

    • ΔT – испытанное изменение температуры по веществу;
    • Δt – Время, в течение которого мы применяем тепло.
    • – Мощность в ваттах, с которой мы нагреваем вещество.
    • c – Удельная теплоемкость вещества; и
    • м – Масс.

    Luis Hoyos

    Изменение температуры (ΔT)

    Масса (м)

    Вещество (опционально)

    Удельная теплоемкость (с)

    Время нагрева (т)

    Отрицательная мощность (03) 90 сила означает, что мы понижаем температуру вещества 🥶. Мы не отдаем тепло этому веществу, но оно передает тепло 🔥 в окружающую среду (потеря тепла).

    Этот инструмент вычисляет мощность, необходимую для нагрева вещества за определенное время. Если вы ищете энергию для нагрева чего-либо, независимо от времени, вы можете воспользоваться нашим калькулятором явного тепла.

    Мы сняли видео, объясняющее понятия термодинамики на примере охлаждающих напитков! Смотрите здесь:

    Check out 42 similar thermodynamics and heat calculators 🌡️

    Biot numberBoltzmann factorBoyle’s law… 39 more

    Heat power calculator

    Flow rates and heat power

    heat power (P)

    WkWBHPft lbf/hourft lbf/minft фунт-сила/сБТЕ/часБТЕ/минБТЕ/с

    объемный расход (q)

    м³/см³/минм³/час/сл/мин/час/фут³/фут³/минфут³/час дюйм³/sin³/минд³/мин/сек UKgpm UKgph UKgps ​​USgpm USgph US

    массовый расход (ṁ)

    кг/скг/minkg/часg/sg/мин/hourslug/sslug/minslug/hourlbm/slbm/minlbm/houroz/soz/minoz/час

    Диаметр и скорость

    внутренний диаметр (D)

    cmmmftin

    скорость (V)

    м/см/мин/часкм/скм/минкм/час/фут/сфут/минд/см/ч

    Температура

    температура на входе (T1)

    K°C°F

    температура на выходе (T2)

    K°C°F

    разница температур (ΔT)

    К°С°F

    Свойства жидкости

    плотность (ρ)

    кг/м³кг/лг/лг/см³фунт/дюйм³фунт/фут³фунт/ярд³фунт/гал СШАфунт/галлон UKoz/дюйм³унция/фут³слаг/дюйм³слаг/фут³слаг/ярд³

    удельная теплоемкость (c)

    2 Дж

    кгКкДж/кгКкал/кгКккал/кгKBTU/фунт F

    На эксклюзивной странице калькулятора вы можете использовать онлайн-калькулятор без помех от рекламы, дополнительный текст, ссылки и другой контент, который не требуется для самих расчетов. чистый опыт использования калькулятора как с настольным приложением.

    Зарегистрированным пользователям доступна эксклюзивная версия калькулятора. Выберите правильную продолжительность подписки и начните пользоваться эксклюзивным сервисом.

    Эксклюзивный

    Описание
    P – тепловая мощность
    Тепловая энергия в единицу времени, обмениваемая в устройстве.
    q – объемный расход
    Объемный расход жидкости при фактическом давлении и температуре.
    ṁ – массовый расход
    Расход жидкости в единицах массы в единицу времени
    T 1 – температура на входе
    Температура жидкости перед теплообменником
    T 2 – температура на выходе
    Температура жидкости после теплообменника
    ΔT – изменение температуры
    Разница температур жидкости до и после теплообменника. Полученная или потерянная температура в зависимости от того, является ли устройство нагревателем или охладителем
    ρ – плотность жидкости
    Фактическая плотность жидкости в пересчете на массу на единицу объема при реальном давлении и температуре
    C – удельная теплоемкость
    Теплоемкость (удельная теплоемкость) жидкости; Удельная теплоемкость газа при постоянном давлении в единицах энергии на единицу массы и температуры.
    D – диаметр трубы
    Внутренний диаметр трубы
    V – скорость потока
    Скорость потока жидкости в трубе теплообменника
    Настройка расчета
    Выберите тип расчета
    P
    Расчет тепловой мощности для известного расхода
    q / ṁ
    Рассчитать расход для известной тепловой мощности
    Выберите значение для ввода. Вы должны ввести выбранный. Другой будет рассчитан
    q
    объемный расход
    массовый расход
    Выберите значение для ввода. Вы должны ввести выбранный. Другой будет рассчитан
    T2
    температура после нагревателя/охладителя
    ΔT
    разница температур в устройстве
    Выберите значение для ввода. Вы должны ввести выбранный. Другой будет рассчитан
    D
    внутренний диаметр трубы
    В
    скорость жидкости
    Выберите тип устройства
    Нагреватель
    Устройство, имеющее температуру на выходе ниже, чем на входе, за счет тепловой энергии, выделяемой из жидкости в окружающую среду
    Чиллер
    Устройство, у которого температура на выходе выше, чем на входе, из-за увеличения тепловой энергии жидкости и охлаждения окружающей жидкости

    Смотреть пример №1

    Доступен в скачиваемой версии

    сохранение/открытие нескольких результатов
    экспорт в Word и Excel
    результаты печати
    пользовательские свойства жидкости
    K-фактор для фитингов, коэффициент сопротивления
    выбор шероховатости поверхности трубы
    выбор между манометрическим и абсолютным давлением
    изотермический поток сжимаемого воздуха
    изотермический поток сухого воздуха
    поток отвода газа
    поток природного газа

    Скачать

    РОЛЬ АДМИНИСТРАТОРА НЕ ТРЕБУЕТСЯ

    Выбор начала калькулятора