Cum se calculează puterea încălzitorului, exemple și explicații

Anterior

Conţinut:

  • Pierderi de căldură și capacitatea încălzitorului
  • Generalizarea calculului puterii încălzitoarelor pentru un caz arbitrar
  • Un exemplu de calcul al puterii pentru un caz generalizat

Am oferit deja metode de estimare a capacității încălzitorului, dar toate sunt foarte, foarte aproximative, potrivite doar pentru rezolvarea unor sarcini mici și, de asemenea, - în opinia noastră - provoacă zâmbete scepticilor. Astăzi am decis să dezvăluim problemele cu ipoteza că pierderile depind liniar de diferența de temperatură de pe cele două părți ale suprafeței. Acestea sunt pereții, ferestrele, ușile și suprafața încălzitorului convector. În consecință, se modifică și puterea încălzitoarelor, care este concepută pentru a compensa scurgerea. Această ipoteză este pe deplin în concordanță cu Sneaps, unde sunt date formule științifice. Cum se calculează puterea încălzitorului, dacă nu există date despre calorifere, materialul și structura pereților, precum și alte date pe care doar profesioniștii le pot avea?

Pierderi de căldură și capacitatea încălzitorului

Vom pleca de la faptul că temperatura în toate apartamentele din casă este aceeași, astfel încât căldura nu curge prin podele și pereții interiori. În cazul unui subsol sub picior sau al unei mansarde pe acoperiș, cititorul va trebui să completeze concluziile noastre cu ale sale. Prin urmare, pierderile prin peretele orientat spre stradă depind de diferența de temperatură dintre cameră și exterior. Pentru a face acest lucru, desenăm un grafic care arată ca o linie, iar panta este determinată de capacitatea bateriei, care ne este necunoscută în prealabil.

Deci, vedem dependența pierderii de căldură Q de temperatura exterioară t, unde diferența dintre temperaturile externe și interioare este indicată pentru comoditate. Se poate observa că dependența, așa cum am convenit, este liniară, iar la 20 °C pierderea de căldură în afara ferestrei este zero, iar la 40 °C este de 2x, dar cât este de fapt, nu știmnoi stim Aceasta este o situație tipică când un om de rând se confruntă cu problema calculării puterii încălzitorului pentru cameră. Pentru început, efectuăm examinarea presupunând că temperatura din camera noastră este de 20 °C (valoarea tipică cu care funcționează orice documentație, inclusiv Bnip și instrucțiunile de utilizare a dispozitivului). (Vezi și: Consumul de energie al încălzitorului)

Să presupunem că la o temperatură exterioară de -10 °C, bateria se încălzește astfel încât în ​​interior să fie exact 20 °C, de care avem nevoie teoretic. Următorul pas este:

  • Temperatura din afara ferestrei scade la -14 C.
  • Am pus un încălzitor suplimentar de ulei de 1,5 kW înăuntru.
  • Temperatura revine la normal (20 °C).
  • Aceasta înseamnă că în cazul nostru, fiecare 4 °C este egal cu diferența de pierderi de căldură de 1,5 kW.

    • Din acest caz, putem calcula capacitatea nominală a bateriei la temperatura sa măsurată într-un fel în condițiile în care este specificată climatul din cameră (20 °C).

    Radiatoarele de încălzire centrală echilibrează pierderile de la o diferență de 30?С, ceea ce înseamnă că energia dată de acestea este (30/4) x 1,5 kW = 11,25 kW.

    De asemenea, acum știm ce să facem dacă gradele din afara ferestrei scad la -40. Avem nevoie de încălzitoare suplimentare cu o putere totală egală cu radiatoarele de încălzire, adică 11,25 kW. Rețineți că nu ținem cont de căldura emisă de oameni, așa că camera trebuie să fie goală în timpul experimentului. Sau, dimpotrivă, stai acolo cu toată familia. Atunci cei 11,25 kW găsiți vor fi egali cu puterea totală a oamenilor și a bateriilor la o temperatură de 20 °C.

    Generalizarea calculului puterii încălzitoarelor pentru un caz arbitrar

    Dar avem o problemă puțin diferită: există o anumită temperatură a bateriei, a camerei, a străzii și trebuie să înțelegem cum să calculăm puterea încălzitorului. Acum că facemați învățat multe despre calcule, puteți încerca să rezolvați această problemă pentru a nu aștepta ca în afara ferestrei să fie -14 C. Să spunem că camera noastră are 20?C, dar abia așteptăm să găsim puterea a bateriilor pentru a aproxima rezultatul pentru un caz arbitrar de condiții meteorologice și cazane. Aici trebuie să știți că puterea bateriei depinde și de diferența de temperatură dintre încăpere și suprafața caloriferului. Așadar, aducem un încălzitor de ulei de 1,5 W în paradisul nostru și vedem că temperatura camerei a crescut la 23 °C. E prea mult, dar nu contează pentru noi. Totuși, va fi necesar să se măsoare și puterea bateriilor (iar în afara ferestrei avem -10 °C prin acord). Să presupunem că radiatorul are o suprafață de 60 °C. Aceasta este o valoare tipică pentru Europa, putem avea încălzire centrală mai caldă.

    este

    Fie capacitatea nominală a bateriei la 20 °C N, în timp ce diferența de temperatură între suprafață și încăpere este de 40. În noile condiții, capacitatea va scădea la 37N/40. Apoi obținem egalitatea: (Vezi și: Puterea încălzitoarelor)

    (37N/40 + 1,5) - N = 3°C.

    Adică, o creștere a puterii cu 1,5 kW (și o scădere a puterii de încălzire) a dus la o creștere a temperaturii cu 3 °C. Se dovedește că 1,5 - 0,075 N kW dă o creștere de 3 °C. Și avem un segment de 30 °C de la punctul de funcționare la o temperatură normală din interior (20 °C) până la zero (temperatura din exterior 20 °C). Se pare că:

    N = 10 (1,5 — 0,075 N), de unde găsim valoarea dorită. Avem aproximativ 8,57 kW. Aceasta este puterea bateriei. Acum, cunoscând valoarea sa nominală, putem construi pentru a caracteriza orice temperatură a bateriei, a încăperii și a străzii. De exemplu, temperatura noastră este de -14 ° C, încălzirea centrală nu funcționează și trebuie să readucem situația la normal (20 ° C) în interior. Rețineți că nu specificăm exact câte grade încameră, deși acest lucru ar putea fi calculat fără probleme, deși nu am fost și nu vom fi în punctul de a efectua experimentul. 8,57 kW este egal cu 30 °C pe scara de temperatură, ceea ce înseamnă că trebuie să adăugați 8,57/30 x 4 kW = 1,15 kW. Aceasta înseamnă că este necesar să se calculeze puterea încălzitorului de ulei astfel încât să nu fie mai mică decât acest număr, dar nu este necesar să se depășească prea mult valoarea, pentru a nu părăsi zona climatică dorită. Deci, mergem la magazin și luăm dispozitivul cu trei moduri, dintre care unul dă căldură în regiunea de 1,15 kW.

    Cei mai puternici vor fi de acord în ger și știm deja pe care să le includem. De exemplu, la -40 C, vei avea nevoie de... corect! de două ori mai mult decât oferă radiatoarele de încălzire, care va fi de aproximativ 17 kW. Prea mult pentru un scut electric în locul de joacă? Puneți convectorul de gaz de la linia coaxială care străpunge peretele spre exterior. Sunt posibile și opțiuni hibride: o parte din impact va lua podeaua caldă, iar restul va cădea pe combustibilul albastru. Credem că acum este clar pentru cititori cum să calculeze puterea unui încălzitor convector.

    Un exemplu de calcul al puterii pentru un caz generalizat

    Să presupunem că avem aceeași cameră, dar temperatura în ea este de 17 °C, iar suprafața radiatorului este, de exemplu, de 55 °C. Acum este -10 °C afară și trebuie să atingem valoarea nominală a camerei (20 °C), iar temperatura radiatorului centrală poate fi de 50 °C în cel mai rău caz. Este necesar să găsiți puterea maximă a încălzitorului, care va trage cel mai rău caz descris la o temperatură în afara ferestrei de -30 °C. Pentru început, găsim capacitatea bateriei la temperatura suprafeței sale de 55 °C și temperatura camerei de 17 °C. Am arătat deja cum să acționăm în acest caz, iar acum vom arăta în practică. Luăm încălzitorul nostru de ulei de 1,5 kW, așteptăm ca camera să intre în modul și apoi măsurămdiferenta de temperatura. De dragul simplității, să obținem din nou același 3 ?S. Conform graficului, găsim proporția necesară:

    (1,5 + (55 – 20)/(55 – 17)N) – N = 3?C.

    De la punctul de lucru până la intersecția graficului cu axa orizontală, distanța în grade este 27. Adică, rezultatul este:

    N = 9 (1,5 – 0,078 N), unde ne găsim wații. Avem 7,9 kW. Aceasta este puterea radiatorului de încălzire centrală la o diferență de temperatură de 38 °C (între suprafața bateriei și încăpere). În cel mai rău caz al nostru, această diferențiere va fi și mai mică și va fi de 30. Adică puterea primită va scădea proporțional și va fi de 6,23 kW. Construim un grafic pentru acest caz similar cu cel din imagine. Pentru a face acest lucru, ne amintim cât de multă pierdere de căldură am avut la 27 °C cu un punct zero. Aceasta este 7,9 kW. Aducem problema la cea rezolvata mai sus, pentru care gasim pierderea de caldura la -10 °C afara si o temperatura camerei de 20 °C. Diferența este de 30 °C. Deci, împărțim 7,9 la 0,9 și obținem 8,77 kW. Adică pentru a menține încăperea la nivelul dat în aceste condiții, la baterii trebuie adăugată diferența (8,77 — 6,23) = 2,54 kW.

    Când temperatura în afara ferestrei este de -30 °C, condițiile vor fi și mai dure. Rezolvăm problema în același mod în care a fost arătat mai sus pentru a găsi rezultatul. În ceea ce privește pierderile de căldură deja existente de 8,77 kW, se vor adăuga încă 2/3 din același număr, care vor fi de aproximativ 5,78 kW. Împreună, puterea totală a radiatoarelor va depăși puterea radiatoarelor și va fi de 5,78 + 2,54 kW = 8,32 kW. Este clar că este dificil să obții un astfel de rezultat din cauza electricității, așa că ai nevoie de un șemineu cu infraroșu pe combustibil albastru sau ceva asemănător. Așa stau lucrurile!

    Acum, cititorii pot calcula în mod similar puterea unui încălzitor cu infraroșu de orice tip. Singurul lucru este ca am facut-o in asa fel incat sa incalzim toata camera, dar dacatrebuie să încălziți doar un anumit sector, apoi să împărțiți suprafața acestuia la suprafața totală a podelei. Apoi înmulțiți numărul în wați cu acest factor, care este mai mic de unu. Rezultatul va fi un număr mult mai modest. De aceea se spune că încălzitoarele cu infraroșu ajută la economisirea banilor. Va fi mai dificil de calculat puterea încălzitorului, deoarece se încălzește și datorită convecției. În acest caz, este încă necesar să amplasați corect echipamentul pentru a obține efectul adecvat. Dar pentru îndrumare, puteți utiliza algoritmul de mai sus ca punct de plecare pentru cercetări ulterioare.

    Nu pretindem că calculele nu contravin ipotezelor, dar este destul de posibil să estimăm aproximativ cantitatea de vată necesară pentru un apartament. Este important să așteptați ca temperatura să intre în modul și, dacă este posibil, să măsurați cu precizie. Și cum să o faci este o cu totul altă poveste.

    Următorul

    Citește și: