Расчет воздушного отопления онлайн: Калькулятор воздушного отопления | Retail Engineering

Калькулятор необходимой мощности воздушно-отопительного агрегата

Воздушное отопление жилых домов не имеет столь широкого распространения, как «классическое» водяное, но, тем не менее, заинтересованность в нем среди потенциальных хозяев все же имеет тенденцию к росту – оно доказало свою эффективность и экономичность. Сам по себе принцип такого отопления помещений заключается в нагреве специальным оборудованием воздушного потока, который потом с помощью вентиляторов направляется в помещение или в определенную его область.

Калькулятор необходимой мощности воздушно-отопительного агрегата

Кстати, самой простой и достаточно распространенной (хотя и несколько упрощенной) разновидностью воздушного отопления является установка в комнате стационарных или переносных тепловентиляторов. Более совершенные системы, обслуживающие целый дом, включают, помимо нагревательного агрегата, разветвлённую систему воздуховодов, автоматику контроля и управления, приборы очистки и обеззараживания воздуха. Нередко такая систем отопления совмещается с приточной вентиляцией, и это тоже налагает определённые требования к ее организации.

Цены на воздушно-отопительные агрегаты

воздушно-отопительный агрегат

Как бы то ни было, «сердцем» подобной системы отопления, независимо от степени ее сложности, является воздушно-отопительный агрегат. И его эксплуатационные параметры должны соответствовать условиям, в которых он будет эксплуатироваться – заложенного потенциала мощности должно быть достаточно для обогрева конкретного помещения или всего дома в целом. Как определиться с этим? – призовем на помощь калькулятор необходимой мощности воздушно-отопительного агрегата.

Некоторые разъяснения по применению программы будут даны ниже.

Калькулятор необходимой мощности воздушно-отопительного агрегата

Перейти к расчётам

 

Расчет проводится для каждого помещения отдельно.
Последовательно введите запрашиваемые значения или отметьте нужные варианты в предлагаемых списках.
Нажмите «РАССЧИТАТЬ ПОТРЕБНУЮ ТЕПЛОВУЮ МОЩНОСТЬ»

Площадь помещения, м²

Высота потолка в помещении

до 2,7 м2,8 ÷ 3,0 м3,1 ÷ 3,5 м3,6 ÷ 4,0 мболее 4,1 м

Количество внешних стен

нетоднадветри

Внешние стены смотрят на:

Север, Северо-Восток, Восток Юг, Юго-Запад, Запад

Положение внешней стены относительно зимней «розы ветров»

– наветренная сторона – подветренная – параллельная направлению ветра

Уровень отрицательных температур воздуха в регионе в самую холодную неделю года

– 35 °С и нижеот – 30 °С до – 34 °Сот – 25 °С до – 29 °Сот – 20 °С до – 24 °Сот – 15 °С до – 19 °Сот – 10 °С до – 14 °Сне холоднее – 10 °С

Какова степень утепленности внешних стен?

Внешние стены не утепленыСредняя степень утепленияВнешние стены имеют качественное утепление

Что расположено снизу?

Холодный пол по грунту или над неотапливаемым помещениемУтепленный пол по грунту или над неотапливаемым помещениемСнизу расположено отапливаемое помещение

Что расположено сверху?

Холодный чердак или неотапливаемое и не утепленное помещениеУтепленный чердак или иное помещениеОтапливаемое помещение

Тип установленных окон

Обычные деревянные рамы с двойным остеклением Окна с однокамерным (2 стекла) стеклопакетом Окна с двухкамерным (3 стекла) стеклопакетом или с аргоновым заполнением

Количество окон в помещении

Высота окна, м

Ширина окна, м

Двери, выходящие на улицу или на холодный балкон:

нет одна две

Будет ли система воздушного отопления объединяться с вентиляцией?

– нет, взаимосвязь не планируется – да, необходимо учеть добавочную тепловую мощность на постоянный приток воздуха

Пояснения по проведению расчетов

При расчете любого генератора тепла исходят из соображений, что выработанной им энергии должно хватать на полную компенсацию тепловых потерь из конкретного помещения и далее (если речь идет о системе отопления всего дома) – из здания в целом.

При этом, безусловно, закладывается и определенный эксплуатационный запас мощности.

Использовать широко распространенный «постулат», что на 1 м² площади требуется 100 Вт тепловой энергии – этот путь никак не даст точного результата. Тепловые потери, требующие компенсации за счет работы системы отопления, зависят не только, и даже не столько от площади помещений, сколько от целого ряда других разноплановых факторов.  Все это реализовано в предлагаемом калькуляторе.

Важно – расчет проводится для каждого помещения в отдельности. Если планируется локальный обогрев комнаты – то полученного значения будет достаточно. В том же случае, когда просчитывается вся система отопления для дома, после расчета по помещениям, подключенным к системе, производится суммирование всех полученный показателей. Лучше всего, чтобы не допустить ошибки, заранее составить табличку, куда внести все комнаты с перечислением их специфических особенностей, а потом уже засесть за расчёты.

Итак, как проводится расчет для конкретного помещения:

• Объем помещения, безусловно, важен, и для этого необходимо указать площадь и высоту потока.
• Имеет значение количество стен, граничащих с улицей. Понятно, что чем их больше, тем выше возможные тепловые потери.
• Имеет смысл обратить внимание на расположение внешней стены комнаты относительно сторон света. С южной стороны помещение получает дополнительный «тепловой заряд» от Солнца, а вот с противоположной стороны стены такой возможности лишены начисто, и будут выхолаживаться быстрее.
• Если есть такая информация, то можно указать положение внешней стены относительно преимущественного в зимний сезон направления ветра – программа внесет соответствующую поправку. Если таких данных нет, калькулятор произведет расчет для самых неблагоприятных условий.
• Поправку не климатические особенности региона учтет следующий пункт. Необходимо указать минимальные температуры в самую холодную декаду зимы – но только не аномальные, а считающиеся для вашей местности нормальными.
• Следующее поле ввода – это состояние термоизоляции стен. Они могут считаться полноценно утепленными только в том случае, если это проводилось на основании теплотехнических расчетов. Понятно, что совершенно неутепленных стен в жилом доме вообще не должно быть – иначе нет никакого смысла затевать обустройство системы отопления.
• Весьма внушительная доля теплопотерь приходится на полы и потолки (перекрытия). Чтобы не упустить этот момент, в следующих полях ввода необходимо выбрать вариант «соседства» рассчитываемой комнаты по вертикали – сверху и снизу.
• Далее, несколько полей ввода посвящено окнам – их типу, количеству, размерам. На основании полученных сведений программа расчета введет необходимый поправочный коэффициент «на остекление».
• В комнате может иметься дверь на улицу (или в неотапливаемую зону), которая при каждом открытии будет впускать немалый объем холодного воздуха. Это требует соответствующей компенсации со стороны системы отопления.

Для замкнутой системы воздушного отопления можно переходить к кнопке «РАССЧИТАТЬ» и получать результат, выраженный в ваттах и киловаттах (в нем уже учтен 15-процентный эксплуатационный резерв).

Но нередко система воздушного отопления объединяется с приточной вентиляцией – и тогда от нагревательного агрегата требуется не только восполнить теплопотери, но и обеспечить подогрев постоянно поступающего с улицы воздушного потока. Это тоже необходимо учесть в расчетах. Если выбрать этот путь – появятся дополнительные поля ввода данных.

• Необходимо уточнить высоту потолка – для точного определения объема воздухообмена.
• Приточная вентиляция может отключаться при сильных морозах – необходимо указать нижний температурный предел ее функционирования. Это позволит определиться с максимальной амплитудой температур (с учетом поддержания в помещении комфортного уровня в +20 °С).
• И, наконец, необходимо указать предполагаемую кратность полного воздухообмена в помещении. Обычно при расчетах исходят из однократного, но на всякий случай функциональность калькулятора расширена – от 0,5 до 2 объемов в час.

После этого остаётся только нажать кнопку «РАССЧИТАТЬ» для получения результата.

Задумываетесь о воздушном отоплении дома? Тогда вам сюда…

Многие владельцы загородного жилья даже не знают толком о существовании систем воздушного отопления. Чтобы восполнить этот пробел информации, рекомендуем перейти по ссылке к статье нашего портала, посвящённой обзору воздушно-отопительных агрегатов.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Оцените:

1. 5
2. 4
3. 3
4. 2
5. 1

0

Расчет системы воздушного отопления частного дома Антарес Комфорт

Статьи по теме

Необходимо понимать, что результаты расчета воздушного отопления частного дома очень жестко привязаны к характеристикам стен, потолка, перекрытий и т.д., точнее говоря, привязаны к их теплопотерям. Изменение теплопотерь элементов конструкции дома неизбежно приведет к тому, что расчет воздушного отопления придется делать заново! В противном случае клиент получит совсем не те условия комфорта, которые были ему обещаны, и, естественно, останется недоволен.

Приведем простой пример – клиент решил сделать крышу мансарды более теплой, и потребовал проложить еще один слой утеплителя. Но расчет воздушного отопления не учитывал эти изменения конструкции, в итоге температура в мансарде была вовсе не 22°С, как должно было быть согласно расчетам, а все 25°С, что, в общем-то, немного жарковато.

Обратный пример – при строительстве каркасного дома недобросовестная бригада строителей ухитрилась продать налево часть утепляющих материалов, в итоге толщина утеплителя в некоторых местах стен была не 150, а всего 100 мм. Теплопотери такого дома естественно были гораздо больше расчетных, и расчетной мощности системы воздушного отопления не хватало. Ситуация усугубилась тем, что обнаружилось это только зимой, когда дом был уже построен, а вороватые строители благополучно растворились в голубых далях. Клиент был вынужден вскрывать стены, покупать новый утеплитель взамен украденного и монтировать его, затем заново выполнять отделку восстановленных стен. Иначе ему пришлось бы всю зиму ходить дома только в теплом лыжном костюме и даже в нем спать.

Конечно, трудности закаляют характер, но лучше все-таки таких волнующих моментов избежать, если конечно вы не специально тренируетесь с целью покорить Северный или Южный Полюс.

Поэтому, если вы заказываете проект воздушного отопления, а потом начинаете менять конструкцию дома, обязательно согласуйте все изменения с проектировщиком системы отопления. Иначе в будущем могут быть весьма неприятные сюрпризы.

Расчет системы воздушного отопления частного дома обычно состоит из нескольких этапов:

1. Расчет теплопотерь каждого помещения дома – комнат, коридоров, санузлов и т.д.
2. На основании расчета из п. 1 определяется требуемое количество теплого воздуха, который нужно подать в каждое помещение дома (в куб.м.)
3. На основании расчета объемов воздуха выбирается диаметр и количество воздуховодов для каждого помещения дома, а также необходимая скорость воздуха для получения расчетного расхода.
4. На основании расчета объемов воздуха выбирается сечение магистральных воздуховодов.
5. На основании расчета из п. 1 определяется суммарное количество теплопотерь всего дома, при этом учитывается и та мощность, которая потребуется на работу дополнительного оборудования, например увлажнителя. На основании этих теплопотерь выбирается мощность электрического нагревателя или отопительного котла.

Рассмотрим теперь более подробно каждый этап расчета системы воздушного отопления частного дома на примере небольшого дачного домика площадью 96 кв.м., внешний вид которого приведен на картинке в начале статьи. Дом двухэтажный, построен по канадской технологии Экопан из sip-панелей. В доме проживают 3 человека, установлен водогрейный котел 18 кВт и газовая плита. Поэтажные планы:

1. Расчет системы воздушного отопления частного дома. Расчет теплопотерь

Собственно говоря, для небольших частных или загородных домов не обязательно точно рассчитывать теплопотери. Достаточно знать баланс теплопотерь всего дома. При этом даже ошибка в расчетах на десяток процентов совсем не будет фатальной, поскольку система воздушного отопления Антарес Комфорт обладает достаточным запасом по прокачиваемым объемам воздуха, достаточно просто отрегулировать вентилятор на более высокие обороты. Но надо понимать, что вообще говоря, скорость потока воздуха на выходе из воздуховода, а точнее из вентиляционной решетки не должна быть выше 1,5 м/с (оптимальное значение), либо, в крайнем случае, выше 2 м/с (максимально рекомендуемое значение). В противном случае могут появиться вибрации или турбуленция, а в связи с этим и повышенный уровень шума. Естественно, что мощности электрического нагревателя или отопительного котла должно хватить для компенсации всех реальных теплопотерь всего дома.

При расчете системы воздушного отопления на теплопотери необходимо в первую очередь рассчитать теплопотери всех стен. При этом можно ориентировочно считать, что 5 см минераловаты имеют такие же теплопотери, как 15 см бруса или бревна, 30 см пеноблоков или 50 см кирпича. Речь идет разумеется о толщине стены из названных материалов. Т.е. например стена с 5 см минераловатного утеплителя типа URSA будет иметь такие же теплопотери, как стена из бруса толщиной 15 см. или кирпичная стена толщиной 50 см.

При расчете можно считать, что у стены из 5 см минераловатной плиты теплопотери будут приблизительно 48 Вт/м², у стены из 10 см – 25 Вт/м², из 15 см – 16 Вт/м². Больше трех слоев утеплителя (5 см х 3 слоя = 15 см) обычно никто не ставит. В эти цифры входят и теплопотери каркаса дома, в котором находится утеплитель.

А как быть, если стены вашего дома состоят из разных материалов, например, сама стена из брус 150 х 150, а, а снаружи установлен еще слой утеплителя? В этом случае проще все привести к одному типу материалов – к минераловате. Как уже было сказано выше, 15 см бруса эквивалентны 5 см минераловаты, поэтому будем считать, что теплопотери нашей композитной стены эквиваленты теплопотерям стены из 10 см минераловаты (15 см бруса это 5см минераловаты, плюс еще один слой 5 см минераловаты = 10 см) – т.е. 25 Вт/м²

Теплопотери нижнего перекрытия и крыши считаются точно так же, как и теплопотери стен, но полученный результат нужно увеличить на 30% – поскольку в перекрытиях и крыше элементы деревянного каркаса распложены более часто, чем в стенах. Например, для крыши из 15 см минераловатного утеплителя теплопотери будут не 16 Вт/м², а все 24 Вт/м²

Есть другой, более легкий способ определения эквивалентной толщины минераловатного утеплителя для расчета теплопотерь – калькулятор расчета отопления частного дома, сделанный в виде файла Microsoft Excel. На втором листе калькулятора можно поставить толщину всех используемых в стене, крыше или перекрытии материалов и получить тепловой эквивалент стены из пеноплистирола. В этом случае теплопотери q одного кв.м такой стены определяются по формуле:

где Т_норм – нормируемая зимняя температура региона, в котором построен дом, например, для Московской области это -28°С.

Для каркасной конструкции (например крыши или перекрытия) значение теплового эквивалента нужно уменьшить на 10%.

Расчет теплопотерь окон и дверей тоже не представляет сложности. Для обычного деревянного окна эпохи развитого социализма (того, что со щелями для вентиляции) это 200 Вт/м². Для двухкамерных стеклопакетов – 100 Вт/м². Для более дорогих и современных стеклопакетов – 80 Вт/м². Теплопотери внешних дверей приблизительно можно принять равными 90 Вт/м².

Кроме прямых теплопотерь (через стены, перекрытия и крышу), в любом доме есть еще теплопотери на вентиляцию. Но их проще учесть не через сам расход тепла (в Вт), а через необходимые для их компенсации объемы воздуха. Поэтому их мы учтем позже, на этапе 2.

Приведенный здесь расчет теплопотерь – приблизительный. Но он тем не менее позволяет получить баланс теплопотерь по всему дому. Стороны света, роза ветров, нагрев солнечным излучением через окна и т.д. в данном расчете не учитываются, но для небольших частных домов они и не нужны. Тем более, что полученные при расчетах цифры мы увеличим для надежности в 2 раза, получив таким образом значительный запас по требуемой мощности нагревателя или котла отопления. А мощности вентилятора системы воздушного отопления Антарес Комфорт заведомо хватит на то, чтобы при необходимости прокачать требуемый объем воздуха.

Для холодных полов первого или цокольного этажа полученные теплопотери нужно увеличить на 10%. Это, во-первых, позволит учесть возможную погрешность расчета, а во-вторых, более точно выровняет температуру на первом и втором этажах, т.к. теплый воздух с первого этажа будет всегда подниматься на второй.

После того, как для каждого элемента поверхности дома (стен, крыши, пола, перекрытий, окон, дверей) рассчитаны значения удельных теплопотерь, надо определить площадь каждого из этих элементов, контактирующую с окружающей средой и рассчитать полные теплопотери. При этом площадь определяется по внешнему контуру стен. Для расчета площади стен второго этажа высоту стен фронтонов берут до крыши, если второй этаж обогревается, а крыша и фронтоны полностью утеплены.

Полные теплопотери Q через каждый элемент поверхности дома – это произведение его площади S на его удельные теплопотери q:

У того дома, который мы рассматриваем в качестве примера, стены построены из sip-панелей, т. е. 1,2 см OSB + 14 см пенополистирола + 1,2 см OSB, удельные теплопотери q = 17 Вт/м²

Перекрытия и крыши похожие – 1,2 см OSB + 18 см пенополистирола + 1,2 см OSB, удельные теплопотери q = 17 Вт/м2

В качестве окон хозяин дома пожелал иметь двухкамерные стеклопакеты, удельные теплопотери q = 100 Вт/м²

Рассчитав все теплопотери и сведя их в таблицу, получим следующий результат:

1 Этаж	Теплопотери, Вт	Мансарда	Теплопотери, Вт
1.1.	467	2.1.	1 294
1.2.	747	2.2.	760
1.3.	74	2.3.	1 126
1.4.	133	2.4.	801
1.5.	921	Итого	3 981
1. 6.	2 210
Итого	4 553	Всего	8 534

Переходим к этапу 2.

2. Расчет системы воздушного отопления частного дома. Расчет количества теплого воздуха.

Принимаем, что каждый кубометр воздуха может перенести 10 Вт тепла. Тогда получим следующие результаты расхода по воздуху (в час) для каждого помещения дома:

1 Этаж	Объем воздуха	Мансарда	Объем воздуха
1.1.	47	2.1.	65
1.2.	74	2.2.	76
1.3.	73	2.3.	113
1.4.	13	2. 4.	80
1.5.	92	Итого	334
1.6.	226
Итого	525	Всего	859

Теперь вернемся к учету теплопотерь на вентиляцию, помните, мы говорили об этом на этапе 1?

Теплопотери на вентиляцию учитываются просто. На каждого человека нужно 30 м³/час свежего воздуха, на каждый отопительный котел – 2 м³/час на 1 кВт мощности котла, на каждую газовую плиту – 15 м³/час.

Как уже было сказано в начале статьи, в доме проживают 3 человека, есть газовая плита и котел отопления 18 кВт. Т.е. на вентиляцию нужно дополнительно 140 м³/час воздуха:

Если все это перевести в теплопотери, то для Московского региона (в котором построен наш дом) при зимней нормируемой температуре – 28°С для прогрева воздуха до комнатной температуры нужно будет потратить 23 Вт на каждый кубометр, итого 3,2 кВт на дополнительные теплопотери по вентиляции.

Теперь нужно внимательно проанализировать полученную таблицу с расходом воздуха. Например, в данном доме теплопотери в коридоре на первом этаже минимальны, а в коридоре второго этажа, наоборот, достаточно велики. Поэтому будет целесообразно сделать небольшое перераспределение потоков – часть воздуха для коридора второго этажа подать наоборот в коридор на первом этаже – на второй этаж теплый воздух все равно попадет естественным путем.

3. Расчет системы воздушного отопления частного дома. Расчет диаметра и количества воздуховодов

Для того, чтобы система воздушного отопления дома получилась компактной и не нарушала целостность интерьера, нужно ограничить диаметры подающих воздуховодов. Стандартные гибкие шумоглушащие воздуховоды выпускаются двух диаметров – 100 и 125 мм (это внутренний диаметр, внешний больше на 50 мм).

Также в подающих воздуховодах нужно ограничить скорость воздуха, иначе система отопления получится излишне шумной (что характерно для американских и канадских систем). Оптимальная скорость воздуха 1…2 м/c. Но при необходимости она может быть и немного выше чем 2 м/c, но если есть возможность, то лучше все-таки не превышать оптимальных значений.

Если скорость воздуха 1 м/с то за час через воздуховод с внутренним диаметром 100 мм будет прокачано 30 м³, через воздуховод с внутренним диаметром 125 мм – уже 45 м³. При скорости воздуха 2 м/c – соответственно в 2 раза больше, 60 м³ и 90 м³.

Теперь нужно выбрать диаметр и количество подающих воздуховодов на основе рассчитанных ранее нужных объемов воздуха, а также рассчитать скорость воздуха в этих воздуховодах, не забывая о том, что было написано выше – скорость должна быть в пределах 1…2 м/c. Величины скоростей воздуха понадобятся в дальнейшем – во время пуско-наладки всей системы воздушного отопления.

1 Этаж	Кол-во/Диам.	Скорость, м/с	Мансарда	Кол-во/Диам.	Скорость, м/с
1.1.	1/100	1,56	2.1.	1/125	1,44
1.2.	1/125	1,64	2.2.	1/125	1,68
1.3.	1/125	1,62	2.3.	2/125	1,25
1.4.	1/100	0,43	2.4.	1/125	1,77
1.5.	1/125	2,04	Итого	5/125
1.6.	3/125	1,67
Итого	2/100 6/125		Всего	2/100 11/125

Нужно помнить, что в таблице выше мы рассчитали количество подающих воздуховодов – по ним теплый воздух подается в помещения дома. Но его оттуда нужно еще как-то забрать. Поэтому кроме подающих воздуховодов, нужно еще такое же количество обратных. Диаметр у них такой же, как и у подающих воздуховодов.

Последний пункт расчета на данном этапе – выбор диаметра воздуховода для вентиляции – по которому в дом поступает часть свежего воздуха с улицы. Для данного дома достаточно воздуховода диаметром 125 мм.

4. Расчет системы воздушного отопления частного дома. Расчет сечения магистральных воздуховодов

В магистральных воздуховодах скорость воздуха может быть повыше, чем в подающих воздуховодах – СНиП рекомендует не превышать значения 4 м/c.

Зная суммарный объем воздуха, который нужно прогнать по всем помещениям дома и ограничиваясь скоростью не более 4 м/c, получаем, что магистральные воздуховоды – как прямой, так и обратный – должны быть сечением 250 х 400 мм или 200 х 450 мм. Либо можно использовать круглые воздуховоды диаметром 315 мм. Вообще говоря, агрегат воздушного отопления АВН системы воздушного отопления Антарес Комфорт сконструирован таким образом, чтобы на него можно было установить прямоугольный прямой воздуховод и 2 круглых обратных. Прямоугольное сечение прямого воздуховода выбрано потому, что с ним на агрегат АВН можно без доработок установить внутренний блок канального кондиционера.

В общем случае сечение магистральных воздуховодов выбирается в соответствии с суммарным объемом прокачиваемого воздуха:

•    850 м³/час – сечение воздуховодов 200 х 400 мм
• 1 000 м³/час – сечение воздуховодов 200 х 450 мм
• 1 100 м³/час – сечение воздуховодов 200 х 500 мм
• 1 200 м³/час – сечение воздуховодов 250 х 450 мм
• 1 350 м³/час – сечение воздуховодов 250 х 500 мм
• 1 500 м³/час – сечение воздуховодов 250 х 550 мм
• 1 650 м³/час – сечение воздуховодов 300 х 500 мм
• 1 800 м³/час – сечение воздуховодов 300 х 550 мм

5. Расчет системы воздушного отопления частного дома. Расчет мощности нагревателя или отопительного котла

Полные теплопотери дома мы рассчитали на этапе 1, это 8,5 кВт. Чтобы не забивать себе голову расчетами, выберем мощность отопительного котла с двойным запасом – т.е. 18 кВт. Этой мощности заведомо хватит на то, чтобы обеспечить дом и теплом, и горячей водой, и при необходимости – теплыми полами.

С электронагревателем достаточно взять запас 1,5. Поскольку совместно с агрегатом воздушного отопления АВН работают нагреватели НЭ мощностью 6, 9, 12, 18, 24 и 30 кВт, то при желании отапливаться электричеством выберем нагреватель НЭ-12, мощностью 12 кВт.

Вообще говоря, для данного конкретного дома был установлен нагреватель НЭ-6, а не НЭ-12. Связано это с тем, что у хозяина дома было подключено только 5 кВт электроэнергии, больше не давали. Этой мощности в сильные морозы не хватало для отопления, поэтому для компенсации недостающих кВт использовался дровяной камин – получилось своеобразное воздушное отопление камином. Камин нагревал воздух в гостиной, а система воздушного отопления Антарес Комфорт разносила этот нагретый воздух уже по всем помещениям. Впоследствии хозяин дома заменил кондиционер тепловым насосом, и проблема с недостающими киловаттами была решена.

 

 

Калькулятор удельной теплоемкости

Этот калькулятор удельной теплоемкости представляет собой инструмент, который определяет теплоемкость нагретого или охлажденного образца. Удельная теплоемкость – это количество тепловой энергии, которое необходимо передать образцу массой 1 кг, чтобы повысить его температуру на 1 К . Читайте дальше, чтобы узнать, как правильно применить формулу теплоемкости, чтобы получить достоверный результат.

💡 Этот калькулятор работает по-разному, поэтому вы также можете использовать его, например, для расчета количества тепла, необходимого для изменения температуры (если вы знаете удельную теплоемкость). Чтобы найти удельную теплоемкость из сложного эксперимента, калориметрический калькулятор может значительно ускорить расчеты.

Предпочитаете смотреть , а не читать? Узнайте все, что вам нужно, за 90 секунд с этим видео мы сделали для вас :

Смотрите это на YouTube

Как рассчитать удельную теплоемкость

1. Определите, хотите ли вы нагреть образец (передать ему некоторую тепловую энергию) или охладить его (забрать часть тепловой энергии).

2. Введите количество подаваемой энергии в виде положительного значения. Если вы хотите охладить образец, введите вычитаемую энергию как отрицательное значение. Например, предположим, что мы хотим уменьшить тепловую энергию образца на 63 000 Дж. Тогда Q=-63 000 Дж Q = -63 000 \ \text{J}Q=-63 000 Дж.

3. Определите разницу температур между начальным и конечным состоянием образца и введите ее в калькулятор теплоемкости. Если образец охладить, то разница будет отрицательной, а если подогреть – положительной. Допустим, мы хотим охладить образец на 3 градуса. Тогда ΔT=−3 K\Delta T = -3 \ \text{K}ΔT=−3 K. Вы также можете перейти в расширенный режим , чтобы ввести начальное и конечное значения температуры вручную.

4. Определите массу образца. Предположим, что m=5 кгm = 5 \ \text{kg}m=5 кг.

5. Рассчитайте удельную теплоемкость как c=QmΔTc = \frac{Q}{m \Delta T}c=mΔTQ​. В нашем примере он будет равен

   .

   c==63 000 J5 кг⋅ −3 K=4 200 Jkg⋅Kc = \mathrm{\frac{=63 000 \ J}{5 \ кг \cdot \ -3 \ K}} = \mathrm{4,200 \ \frac{ Дж}{кг \cdot K}}c=5 кг⋅ −3 K=63 000 J​=4 200 кг⋅KJ​
   Это типичная теплоемкость воды.

Формула теплоемкости

Формула удельной теплоемкости выглядит следующим образом:

c=QmΔTc = \frac{Q}{m \Delta T}c=mΔTQ​

QQQ — количество подведенного или отведенного тепла (в джоулях), mmm — масса образца, ΔT\Delta TΔT — разница между начальной и конечной температурами. Теплоемкость измеряется в Дж/(кг·К).

Типовые значения удельной теплоемкости

Вам не нужно использовать калькулятор теплоемкости для большинства распространенных веществ. Значения удельной теплоемкости для некоторых из наиболее популярных из них перечислены ниже.

• лед: 2100 Джкг⋅К\mathrm{2100 \ \frac{Дж}{кг \cdot K}}2100 кг⋅КДж​
• вода: 4200 Джкг⋅К\mathrm{4200 \ \frac{Дж}{кг \cdot K}} 4200 кг⋅КДж​
• водяной пар: 2000 Джкг⋅K\mathrm{2000 \ \frac{J}{кг \cdot K}}2000 кг⋅KJ​
• базальт: 840 Джкг⋅K\mathrm{840 \ \frac{J}{кг \cdot K}}840 кг⋅KJ​
• гранит: 790 Джкг⋅K\mathrm{790 \ \frac{J}{кг \cdot K}}790 кг⋅KJ​
• алюминий: 890 Джкг⋅K\mathrm{890 \ \frac{J}{кг \cdot K}}890 кг⋅KJ​
• железо: 450 Джкг⋅K\mathrm{450 \ \frac{J}{kg \cdot K}} 450 кг⋅KJ​
• медь: 380 Джкг⋅K\mathrm{380 \ \frac{J}{kg \cdot K}}380 кг⋅KJ​
• свинец: 130 Джкг⋅K\mathrm{130 \ \frac{J}{kg \cdot K}}130 кг⋅KJ​

Имея эту информацию, вы также можете рассчитать, сколько энергии вам нужно передать образцу, чтобы повысить или понизить его температуру. Например, вы можете проверить, сколько тепла вам нужно, чтобы довести кастрюлю с водой до кипения, чтобы сварить макароны. Либо для удобства можно воспользоваться калькулятором нагрева воды, где вся эта информация уже учтена за вас.

Хотите знать, что на самом деле означает результат? Воспользуйтесь нашим калькулятором потенциальной энергии, чтобы проверить, насколько высоко вы поднимете образец с таким количеством энергии. Или проверьте, как быстро может двигаться образец, с помощью этого калькулятора кинетической энергии.

FAQ

Как рассчитать удельную теплоемкость?

1. Найдите начальную и конечную температуру, а также массу образца и подведенную энергию.
2. Вычтите из конечной и начальной температуры, чтобы получить изменение температуры (ΔT).
3. Умножьте изменения температуры на массу образца.
4. Разделите подведенное тепло/энергию на продукт.
5. Формула С = Q / (ΔT ⨉ м) .

Что такое удельная теплоемкость при постоянном объеме?

Удельная теплоемкость – это количество тепла или энергии, необходимое для изменения одной единицы массы вещества постоянного объема на 1 °C . Формула: Cv = Q / (ΔT ⨉ m) .

Какова формула удельной теплоемкости?

Формула для удельной теплоемкости, C , вещества с массой m , равна C = Q /(m ⨉ ΔT) . Где Q — добавленная энергия, а ΔT — изменение температуры. Удельная теплоемкость при различных процессах, таких как постоянный объем, Cv и постоянное давление, Cp , связаны друг с другом отношением удельных теплоемкостей, ɣ= Cp/Cv , или газовой постоянной R = Cp-Cv .

В каких единицах измеряется удельная теплоемкость?

Удельная теплоемкость измеряется в Дж/кг К или Дж/кг С , так как это количество тепла или энергии, необходимое в процессе постоянного объема для изменения температуры вещества единицы массы на 1°С или 1° К.

Каково значение удельной теплоемкости воды?

Удельная теплоемкость воды равна 4179 Дж/кг K , количество теплоты, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 1 кельвин.

Какие британские единицы измерения удельной теплоемкости?

Удельная теплоемкость измеряется в БТЕ/фунт °F в имперских единицах и в Дж/кг·К в единицах СИ.

Каково значение удельной теплоемкости меди?

Удельная теплоемкость меди 385 Дж/кг K . Вы можете использовать это значение для оценки энергии, необходимой для нагревания 100 г меди на 5 °C, т. е. Q = m x Cp x ΔT = 0,1 * 385 * 5 = 192,5 Дж.

Каково значение удельной теплоемкости меди? алюминий?

Удельная теплоемкость алюминия 897 Дж/кг K . Это значение почти в 2,3 раза превышает удельную теплоемкость меди. Вы можете использовать это значение для оценки энергии, необходимой для нагрева 500 г алюминия на 5 °C, т. е. Q = m x Cp x ΔT = 0,5 * 897 * 5 = 2242,5 Дж.

Калькулятор мощности | Уотлоу

1. Дом
2. Ресурсы и поддержка
3. Инженерные инструменты

Запускать

Непрерывный

Сбросить все Сбросить все | Распечатать/Сохранить

{{TotalStartUpWatts}} Ватт

Расчетная требуемая мощность при запуске

{{TotalContinuousWatts}} Ватт

Требуемая расчетная непрерывная мощность

{{Всего Вт}} Вт

{{Всего БТЕ}} БТЕ/час

Общая потребляемая мощность системы

Расчеты мощности электронагревателей

Поглощенная энергия, тепло, необходимое для повышения температуры материала Поскольку все вещества нагреваются по-разному, для изменения температуры требуется разное количество тепла. Удельной теплоемкостью вещества называется количество теплоты, необходимое для повышения температуры единицы количества вещества на один градус. Называя количество подведенного тепла Q, которое вызовет изменение температуры ∆T на вес вещества W, при удельной теплоемкости материала Cp, тогда Q =w • Cp • ∆T. Поскольку все расчеты производятся в ваттах, вводится дополнительное преобразование 3,412 БТЕ = 1 Втч, что дает:

Уравнение 1

QA или QB = W • CP • ∆T

3.412

QA = тепло, необходимое для повышения температуры материалов во время тепла (WH)

QB = тепло, требуемое для повышения температуры материалов. Обработано в рабочем цикле (Втч)

w = Вес материала (фунты)

Cp = Удельная теплоемкость материала (БТЕ/фунт • °F)

∆T = Повышение температуры материала (TFinal – Tinitial) (°F )

Это уравнение следует применять ко всем материалам, поглощающим тепло при применении. Должны быть включены нагретые среды, обрабатываемая работа, сосуды, стеллажи, ремни и вентиляционный воздух.

 

Пример:

Сколько тепловой энергии необходимо, чтобы изменить температуру 50 фунтов меди с 10°F до 70°F?

Q = w • Cp • ∆T

= (50 фунтов) • (0,10 БТЕ/фунт • °F) • (60°F) = 88 (Втч)

3.412

×

Расчет мощности электронагревателей s

Теплота, необходимая для плавления или испарения материала При рассмотрении подвода тепла к веществу также необходимо предвидеть изменения состояния, которые могут произойти во время этого нагрева, такие как плавление и испарение . Теплота, необходимая для плавления материала, известна как скрытая теплота плавления и обозначается Hf. Другое изменение состояния связано с испарением и конденсацией. Скрытая теплота парообразования Hv вещества – это энергия, необходимая для превращения вещества из жидкости в пар. Такое же количество энергии высвобождается, когда пар снова конденсируется в жидкость.

Уравнение 2

QC или QD = W • HF или W • HV

3,412 3,412

QC = тепло, требуемое для расплава/испаривания материалов во время тепла (WH)

QD = тепло, требуемое для расплава/испаривания материалов. Материалы расплава/испарения, обрабатываемые в рабочем цикле (Втч)

w = Вес материала (фунты)

Hf = Скрытая теплота плавления (БТЕ/фунт)

Hv = Скрытая теплота парообразования (БТЕ/фунт)

Пример :

Сколько энергии требуется, чтобы расплавить 50 фунтов свинца?

Q = w • Hf

= (50 фунтов) • (9,8 БТЕ/фунт) = 144 (Втч)

          3,412 БТЕ/(Втч)

Изменение состояния (плавление и испарение) представляет собой процесс с постоянной температурой. Значение Cp (из уравнения 1) материала также изменяется при изменении состояния. Таким образом, требуются отдельные расчеты с использованием уравнения 1 для материала ниже и выше температуры фазового перехода.

×

Тепловые потери на проводимость

 

Теплопроводность – это контактный обмен теплом от одного тела с более высокой температурой к другому телу с более низкой температурой или между частями одного и того же тела с разными температурами .

 

Уравнение 3A. Количество тепла, необходимое для компенсации потерь проводимости

 

0005

QL1= Тепловые потери на проводимость (Втч)

k = Теплопроводность (БТЕ • дюйм/фут2 • °F • час)

A = Площадь поверхности теплопередачи (фут2)

L = Толщина материала (дюйм. )

∆T = разница температур материала (T2-T1) °F

te = время воздействия (ч)

Это выражение можно использовать для расчета потерь через изолированные стенки контейнеров или другие плоские поверхности, где температура обеих поверхности могут быть определены или оценены.

×

Расчет коэффициента безопасности

 

Нагреватели всегда должны рассчитываться на большее значение, чем расчетное значение, что часто называют добавлением коэффициента безопасности. Вообще говоря, чем меньше переменных и внешних воздействий, тем меньше запас прочности.

Вот некоторые общие рекомендации:

• 10-процентный запас прочности для больших систем отопления или когда очень мало неизвестных переменных.
• 20-процентный коэффициент безопасности для малых и средних систем отопления, где вы не уверены на 100 процентов, что у вас есть точная информация.
• От 20 до 35 процентов для систем отопления, где вы делаете много предположений.

×

ВАЖНО: Калькулятор мощности предназначен для того, чтобы помочь вам понять потребность в мощности электрических тепловых систем и компонентов применительно к различным задачам обогрева. Этот калькулятор мощности не заменяет конкретную информацию, связанную со сложными и/или важными приложениями. При проектировании любой тепловой системы всегда необходимо соблюдать осторожность, чтобы соблюдать требования безопасности, местные и/или национальные электротехнические правила, стандарты агентства, рекомендации по использованию в токсичных или взрывоопасных средах и надежные инженерные методы.