Как рассчитать требования к кВт для типичных применений нагревателей

Расчеты отопления резервуара

При выборе нагревателя для обогрева резервуара вы должны сначала определить, требует ли приложение поддержания температуры или ее нужно повысить. Ниже приведены расчеты для каждого приложения. Вы также можете посетить наш веб-сайт и использовать наш онлайн-калькулятор; найдите ссылку на бесплатный калькулятор в верхней части страницы.

Поддерживать температуру

Чтобы рассчитать киловатт-килограмм, необходимый для поддержания температуры резервуара, вам необходимо определить площадь поверхности резервуаров, температуру технологического процесса, которую необходимо поддерживать, минимальную температуру окружающей среды и R-значение изоляции.

Площадь поверхности:

Круглый бак -

A (фут²) = (2 x p x r x h) + (2 x p x r²)

р = 3,14

r = радиус (футы)

h = высота (футы)

Прямоугольный резервуар -

A (фут²) = 2 x [(l x w) + (l x h) + h x w)]

л = длина (футы)

w = ширина (футы)

h = высота (футы)

После определения площади поверхности резервуаров можно рассчитать поддерживающую КВт следующим образом:

кВт = (A x (1 / R) x ΔT (° F) x SF) / 3412

A = площадь поверхности

R = R-значение изоляции

• Используйте 0.5 как R-значение неизолированного стального резервуара
• См. Таблицу ниже для типичных примеров
• R-значение = толщина (дюймы) / k-фактор

ΔT = разница между заданной температурой процесса и самой низкой температурой окружающей среды

SF = коэффициент безопасности, рекомендуется 1,2

3412 = преобразование BTU в KW

Таблица 1

Тип изоляции	R-значение / дюйм толщины
Стеклопластик	R-3
Минеральное волокно	R-3.7
Силикат кальция	R-2
Полиуретановая пена с открытыми порами	R-3.6
Пенополиуретан с закрытыми порами	R-6
Полиизоциануратная распыляемая пена	R-6

Пример:

Резервуар для сырой нефти диаметром 42 дюйма и высотой 40 дюймов с изоляцией R-6 необходимо поддерживать при температуре 75 ° F при минимальной температуре окружающей среды 10 ° F.

A = (2 x 3,14 x 21 x 40) + (2 x 3,14 x 21²)

A = 8044,68 фут²

кВт = (8044,68 х 1/6 х 65 х 1,2) / 3412

кВт = 30,65

Повышение температуры

Расчет KW для повышения температуры материала в резервуаре (разогрев) начинается с той же информации, которая требуется в приложении для технического обслуживания. Кроме того, нам понадобится вес нагреваемого материала, удельная теплоемкость материала и время, необходимое для нагрева материала от его начальной температуры до конечной температуры.Расчет KW для повышения температуры выглядит следующим образом:

KWtotal = KWheat-up + KWmaintain

KWeat-up = [(M x Cp x ΔT x SF) / 3412] / т

M = вес материала в фунтах

Cp = Удельная теплоемкость, см. Примеры в таблице

ΔT = разница между заданной (конечной) температурой процесса и начальной температурой

SF = коэффициент безопасности, рекомендуется 1,2

3412 = преобразование BTU в KW

т = время в часах

KWmaintain = (A x (1 / R) x ΔT (° F) x SF) / 3412

A = площадь поверхности

R = R-значение изоляции

• Используйте 0.5 как R-значение неизолированного стального резервуара

ΔT = разница между заданной температурой процесса и самой низкой температурой окружающей среды

SF = коэффициент безопасности, рекомендуется 1,2

3412 = преобразование BTU в KW

Пример:

Бак 4 ’x 6’ x 12 ’с 1800 галлонами воды должен быть нагрет от 60 ° F до 95 ° F за 3 часа. Резервуар имеет изоляцию R-4, а минимальная температура окружающей среды составляет 0 ° F.

Для начала нам нужно перевести галлоны воды в фунты:

фунтов = G x D1

G = галлоны

D1 = фунт на галлон из графика ниже

фунтов = 1800 х 8.34

фунтов = 15,012

Если объем бака указан в кубических футах (фут3), формула выглядит следующим образом:

фунтов = C x D2

C = кубический фут материала

D2 = фунтов на фут³ из таблицы ниже

Таблица 2

Материал	D 1 фунтов / галлон	D 2 фунтов / фут³	Удельная теплоемкость
вода	8.34	62,4	1
# 1 мазут	6,8	50,5	0,47
# 2 мазута	7,2	53,9	0,44
# 3,4 мазута	7,5	55,7	0,425
# 5,6 мазута	7,9	58,9	0,41
Бункер С	8,15	61	0.5
Масло SAE 10-50 весовое	7,4	55,4	0,43
этиленгликоль	9,4	70	0,55
50% этиленгликоль / вода	8,8	65,8	0,76
воздух	-	0,073	0,24
азот	-	0,073	0,25

KWheat-up = [(15,012 x 1 x 35 x 1.2) / 3412] / 3

KWheat-up = 61,6

плюс

KWmaintain = (288 x 1/4 x 95 x 1,2) / 3412

KWmaintain = 2.4

кВт = 64

Расчеты по подогреву воздуха в воздуховоде

Как только объем воздуха в стандартных кубических футах в минуту (SCFM) и требуемое повышение температуры в ° F (ΔT) известны, требуемая мощность в киловаттах (кВт) нагревателя может быть определена по следующей формуле:

кВт = (SCFM x ΔT) / 3193

Обратите внимание, что CFM дан при стандартных условиях (SCFM): 80 ° F и нормальное атмосферное давление 15 фунтов на квадратный дюйм.CFM при более высоком давлении (P) и температуре воздуха на входе (T) можно рассчитать следующим образом:

SCFM = ACFM x (P / 15) x [540 / (T + 460)]

Пример:

Сушильная печь, работающая при давлении 25 фунтов на квадратный дюйм (манометрическое давление 10 фунтов на квадратный дюйм), рециркулирует 3000 кубических футов воздуха в минуту через нагреватель, который повышает ее температуру с 350 до 400 ° F.

Чтобы выбрать подходящий нагреватель:

Шаг 1: конвертируйте 3000 CFM при 25 фунт / кв.дюйм и 350 ° F в CFM при стандартных условиях, используя приведенную выше формулу:

3000 x (25/15) x [540 / (350 ° F + 460)] = 3333 SCFM

Шаг 2: Рассчитайте требуемое значение KW:

[3333 SCFM x (400–350 ° F)] / 3193 = 52 кВт

Расчеты для циркуляционных нагревателей

При расчете мощности, необходимой для нагрева материала, протекающего через циркуляционный нагреватель, может применяться приведенное ниже уравнение KW.Это уравнение основано на критериях отсутствия испарения в нагревателе. Уравнение KW включает в себя 20% -ный коэффициент безопасности, учитывающий тепловые потери оболочки и трубопровода, отклонения напряжения и допустимой мощности элементов.

кВт = (М х ΔТ х х Ср х S.F.) / 3412

Где:

кВт = мощность в киловаттах

M = расход в фунтах / час

ΔT = повышение температуры в ° F (Разница между минимальной температурой на входе и максимальной температурой на выходе.)

Cp = удельная теплоемкость в БТЕ / фунт ° F

S.F. = коэффициент безопасности, 1,2

3412 = преобразование BTU в KWH

Пример нагрева воды:

У нас есть 8GPM воды с температурой на входе 65 ° F и температурой на выходе 95 ° F. Сначала преобразуйте скорость потока в фунты / час.

8 галлонов	x	1 фут³	x	60 мин	=	64,17 фут³ / час
мин		7.48 галлонов		1 час

Перевести в фунты / час, получить плотность и удельную теплоемкость из таблицы 2 выше.

64,17 фут³ / час x 62,4 фунта / фут³ = 4004 фунта / час

Теперь вычислите KW:

кВт	=	4004 фунта / час x (95-65) ° F x 1 БТЕ / фунт ° F x 1.2
		3412
кВт	=	42

Пример газового отопления:

Воздух течет при давлении 187 кубических футов в минуту и ​​давлении 5 фунтов на кв. Дюйм.Его необходимо нагреть от температуры на входе 90 ° F до температуры на выходе 250 ° F. Сначала преобразуйте скорость потока в SCFM, используя формулу, приведенную ранее.

187 x (20/15) x [540 / (90 ° F + 460)] = 243,7 SCFM

Перевести в фунты / час, снова ссылаясь на таблицу 2 для плотности и удельной теплоемкости.

243,7 ЮФКМ	x	60 мин	x	0,073 фунта	=	1067,4 фунта / час
		1 час		фут³

Теперь вычислите KW:

кВт	=	1067.4 фунта / час x (250-90) ° F x 0,24 БТЕ / фунт F 1,2 1,27474
		3412
кВт	=	14,4

Если вам понравился этот пост, рассмотрите возможность оставить комментарий или подписаться на канал RSS , чтобы будущие статьи доставлялись вашему читателю. ,

БТЕ Калькулятор

AC BTU Калькулятор

Используйте этот калькулятор для оценки потребностей в охлаждении типичной комнаты или дома, например, для определения мощности оконного кондиционера, необходимого для жилой комнаты или центрального кондиционера для всего дома.

Калькулятор общего назначения переменного или нагрева BTU

Это калькулятор общего назначения, который помогает оценить BTU, необходимые для обогрева или охлаждения области. Требуемое изменение температуры - это необходимое увеличение / уменьшение температуры наружного воздуха для достижения желаемой температуры в помещении.Например, в Бостоне без отопления зимой температура может достигать -5 ° F. Для достижения температуры 75 ° F требуется повышение температуры на 80 ° F. Этот калькулятор может только оценить приблизительные оценки.

Что такое BTU?

Британская тепловая единица, или BTU, является энергетической единицей. Это примерно энергия, необходимая для нагрева одного фунта воды на 1 градус Фаренгейта. 1 БТЕ = 1 055 Дж, 252 калории, 0,293 Ватт-час или энергии, выделяемой при сжигании одной спички.1 ватт - это примерно 3,412 БТЕ в час.

БТЕ часто используется в качестве ориентира для сравнения различных видов топлива. Даже при том, что они являются физическими товарами и соответственно количественно определены, например, по объему или в баррелях, они могут быть преобразованы в БТЕ в зависимости от энергии или теплосодержания, присущего каждой величине. BTU как единица измерения более полезна, чем физическая величина, поскольку внутренняя стоимость топлива является источником энергии. Это позволяет сравнивать и сопоставлять множество различных товаров с собственными энергетическими свойствами; например, одним из самых популярных является природный газ для нефти.

BTU также может использоваться прагматично в качестве ориентира для количества тепла, которое генерирует прибор; чем выше показатель BTU прибора, тем больше теплопроизводительность. Что касается кондиционирования воздуха в домах, даже если кондиционеры предназначены для охлаждения домов, BTU на технической этикетке указывают, сколько тепла может отвести кондиционер из соответствующего окружающего воздуха.

Размер и высота потолка

Очевидно, что помещение или дом меньшей площади с более короткой длиной и шириной требует меньше БТЕ для охлаждения / нагрева.Тем не менее, объем является более точным измерением, чем площадь для определения использования BTU, потому что высота потолка учитывается в уравнении; Для каждого трехмерного кубического квадратного фута пространства потребуется определенное количество BTU для соответствующего охлаждения / нагрева. Чем меньше объем, тем меньше BTU требуется для охлаждения или нагрева.

Ниже приведена приблизительная оценка охлаждающей способности, которая необходима системе охлаждения для эффективного охлаждения комнаты / дома, основываясь только на квадратных метрах комнаты / дома, предоставленных EnergyStar.гов.

Охлаждаемая площадь (в квадратных футах)	Необходимая мощность (БТЕ в час)
от 100 до 150	5000
от 150 до 250	6 000
от 250 до 300	7 000
300 до 350	8 000
350 до 400	9 000
400 до 450	10 000
450 до 550	12 000
550 до 700	1400 000 700 000
700 до 1000	18 000
от 1 000 до 1200	21 000
от 1200 до 1 400	23 000
от 1 400 до 1500	24 000
1 500 до 2 000	30 000
от 2000 до 2500	34 000

Состояние изоляции

Теплоизоляция определяется как уменьшение теплообмена между объектами, находящимися в тепловом контакте или в диапазоне радиационного воздействия.Важность изоляции заключается в ее способности снизить использование BTU путем максимально возможного управления его неэффективной тратой из-за энтропийной природы тепла - он имеет тенденцию течь от теплого к холодному, пока не исчезнут перепады температур.

Как правило, новые дома имеют лучшую изоляционную способность, чем старые дома, благодаря технологическим достижениям и более строгим строительным нормам. Владельцы старых домов с устаревшей изоляцией, которые решат провести модернизацию, не только улучшат способность дома к изоляции (что приведет к более дружественным счетам за коммунальные услуги и более теплой зиме), но также оценят стоимость своих домов.

Значение R - это обычно используемая мера теплового сопротивления или способности тепла переноситься от горячего к холодному через материалы и их сборку. Чем выше значение R определенного материала, тем больше он устойчив к теплопередаче. Другими словами, при покупке домашней теплоизоляции продукты с более высокой R-стоимостью лучше изолируют, хотя обычно они дороже.

При выборе правильного ввода условия изоляции в калькулятор, используйте обобщенные предположения.Бунгало на пляже, построенное в 1800-х годах без каких-либо ремонтных работ, вероятно, следует отнести к категории бедных. 3-летний дом в недавно развитом сообществе, скорее всего, заслуживает хорошего рейтинга. Окна обычно имеют меньшее тепловое сопротивление, чем стены. Поэтому комната с большим количеством окон обычно означает плохую изоляцию. По возможности старайтесь устанавливать стеклопакеты для улучшения изоляции.

Желаемое увеличение или уменьшение температуры

Чтобы найти требуемое изменение температуры для ввода в калькулятор, найдите разницу между неизменной температурой наружного воздуха и требуемой температурой.Как правило, температура между 70 и 80 ° F является комфортной температурой для большинства людей.

Например, дом в Атланте может захотеть определить использование BTU в зимний период. Зима в Атланте, как правило, колеблется около 45 ° F с вероятностью иногда достичь 30 ° F. Желаемая температура обитателей составляет 75 ° F. Следовательно, желаемое повышение температуры будет 75 ° F - 30 ° F = 45 ° F.

Дома в более экстремальных климатических условиях, очевидно, потребуют более радикальных изменений температуры, что приведет к большему использованию BTU.Например, отопление дома на Аляске зимой или охлаждение дома летом в Хьюстоне потребует больше БТЕ, чем отопление или охлаждение дома в Гонолулу, где температура обычно держится около 80 ° F в течение всего года.

Другие факторы

Очевидно, что размер и площадь дома или комнаты, высота потолка и условия изоляции очень важны при определении количества BTU, необходимых для отопления или охлаждения дома, но есть и другие факторы, которые следует иметь в виду:

• Количество жителей, проживающих в жилых помещениях.Тело человека рассеивает тепло в окружающую атмосферу, что требует большего количества BTU для охлаждения и меньшего количества BTU для обогрева помещения.
• Попробуйте установить конденсатор кондиционера на самой тенистой стороне дома, которая обычно находится к северу или востоку от него. Чем больше конденсатор подвергается воздействию прямых солнечных лучей, тем тяжелее он должен работать из-за более высокой температуры окружающего воздуха, которая потребляет больше БТЕ. Мало того, что размещение его в более темном месте приведет к большей эффективности, но это продлит срок службы оборудования.Можно попытаться разместить тенистые деревья вокруг конденсатора, но имейте в виду, что конденсаторы также требуют хорошего окружающего воздушного потока для лучшей эффективности. Убедитесь, что соседняя растительность не мешает работе конденсатора, блокируя приток воздуха в блок и заглушая его.
• Размер конденсатора кондиционера. Единицы слишком большие, крутые дома слишком быстро. Таким образом, они не проходят запланированные циклы, которые были специально разработаны для завода. Это может сократить срок службы кондиционера.С другой стороны, если устройство слишком маленькое, оно будет работать слишком часто в течение дня, также перегружая себя до изнеможения, потому что оно не используется эффективно по назначению.
Потолочные вентиляторы
• могут помочь снизить использование BTU за счет улучшения циркуляции воздуха. Любой дом или комната может стать жертвой мертвых зон или определенных областей неправильного воздушного потока. Это может быть задний угол гостиной за диваном, ванная комната без вентиляции и большого окна или прачечная. Термостаты, помещенные в мертвые зоны, могут неточно управлять температурой домов.Работающие вентиляторы могут помочь равномерно распределить температуру по всей комнате или дому.
• Цвет крыш может влиять на использование BTU. Более темная поверхность поглощает больше лучистой энергии, чем более светлая. Даже грязно-белые крыши (с заметно более темными оттенками) по сравнению с более новыми, более чистыми поверхностями привели к заметным различиям.
• Снижение эффективности обогревателя или кондиционера со временем. Как и у большинства приборов, эффективность обогревателя или кондиционера уменьшается с ростом использования.Обычно кондиционер теряет 50% и более своей эффективности при работе с недостаточным количеством жидкого хладагента.
• Форма дома. Длинный узкий дом имеет больше стен, чем квадратный дом с такими же квадратными метрами, что означает потерю тепла.

Для расчета тепловой мощности - Vulcanic

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ОТОПЛЕНИЯ

Нагревание объема жидкости

Расчет мощности, необходимой для повышения температуры объема жидкости в течение заданного времени.

-

-

-

-

-

-

Нагрев циркулирующей жидкости

Расчет мощности, необходимой для повышения температуры потока газа или жидкости за один проход.

-

-

,

---

Смотрите также

• 
  Монтаж настенного газового котла своими руками
• 
  Штукатурка на цементной основе для внутренних работ
• 
  Модульная мебель для гостиной в современном стиле фото
• 
  Запотевают окна что делать
• 
  Кондиционер для квартиры
• 
  Сеть электрическая домашняя
• 
  Физ уголок в детском саду своими руками
• 
  Утепление односкатной крыши
• 
  Крыльцо из террасной доски своими руками
• 
  Как наклеить плитку в ванной на гипсокартон
• 
  Расчет мощности калорифера