Как да изчислим мощността на нагревателя, примери и обяснения

Предишна

Съдържание:

  • Топлинни загуби и мощност на нагревателя
  • Обобщение на изчисляването на мощността на нагревателите за произволен случай
  • Пример за изчисляване на мощността за обобщен случай

Вече сме дали методи за оценка на капацитета на нагревателя, но всички те са много, много приблизителни, подходящи само за решаване на малки задачи и също така - според нас - предизвикват усмивки от скептиците. Днес решихме да разкрием проблемите с предположението, че загубите зависят линейно от температурната разлика от двете страни на повърхността. Това са стени, прозорци, врати и повърхността на конвектора. Съответно се променя и мощността на нагревателите, която е предназначена да компенсира изтичането. Това предположение е напълно съвместимо със Sneaps, където са дадени научни формули. Как да изчислим мощността на нагревателя, ако няма данни за радиаторите, материала и структурата на стените, както и други данни, които само професионалистите могат да имат?

Топлинни загуби и мощност на нагревателя

Ще изхождаме от факта, че температурата във всички апартаменти в къщата е една и съща, така че топлината не преминава през подовете и вътрешните стени. В случай на мазе под краката или таван на покрива, читателят ще трябва да допълни нашите заключения със своите собствени. Следователно загубите през стената, обърната към улицата, зависят от температурната разлика в помещението и навън. За целта чертаем графика, която прилича на линия, а наклонът се определя от капацитета на батерията, който не ни е известен предварително.

И така, виждаме зависимостта на топлинните загуби Q от външната температура t, където за удобство е посочена разликата между външната и вътрешната температура. Вижда се, че зависимостта, както се разбрахме, е линейна и при 20 °C загубата на топлина извън прозореца е нула, а при 40 °C е 2x, но колко е всъщност, не знаемние знаем Това е типична ситуация, когато обикновен човек е изправен пред проблема с изчисляването на мощността на нагревателя за стаята. Като начало провеждаме изследването при допускането, че температурата в нашата стая е 20 °C (типичната стойност, с която работи всяка документация, включително Bnip и инструкциите за работа на устройството). (Вижте също: Консумирана мощност на нагревателя)

Да приемем, че при външна температура от -10 °C батерията се загрява така, че на закрито да е точно 20 °C, което ни е необходимо теоретично. Следващата стъпка е:

  • Температурата извън прозореца пада до -14 C.
  • Вътре поставихме допълнителен маслен нагревател 1,5 kW.
  • Температурата се връща към нормалната (20 °C).
  • Това означава, че в нашия случай всеки 4 °C се равнява на разликата в топлинните загуби от 1,5 kW.

    • От този случай можем да изчислим номиналния капацитет на батерията при нейната температура, измерена по някакъв начин при условия, при които е зададен климатът в помещението (20 °C).

    Радиаторите за парно компенсират загубите от разлика от 30?С, което означава, че отдадената от тях енергия е (30/4) х 1,5 kW = 11,25 kW.

    Освен това вече знаем какво да правим, ако градусите извън прозореца паднат до -40. Необходими са допълнителни нагреватели с обща мощност, равна на отоплителните радиатори, т.е. 11,25 kW. Обърнете внимание, че не вземаме предвид топлината, излъчвана от хората, така че стаята трябва да е празна по време на експеримента. Или, напротив, седнете там с цялото семейство. Тогава намерените 11,25 kW ще бъдат равни на общата мощност на хората и батериите при температура 20 °C.

    Обобщение на изчисляването на мощността на нагревателите за произволен случай

    Но имаме малко по-различен проблем: има определена температура на батерията, стаята, улицата и трябва да разберем как да изчислим мощността на нагревателя. Сега, когато го правимсте научили много за изчисленията, можете да опитате да разрешите този проблем, за да не чакате извън прозореца да е -14 C. Да кажем, че в стаята ни е 20 ° C, но нямаме търпение да намерим мощността на батериите, за да се приближи резултатът за произволен случай на метеорологични условия и условия в котелното помещение. Тук трябва да знаете, че мощността на батерията зависи и от температурната разлика между помещението и повърхността на радиатора. И така, внасяме 1,5 W маслен нагревател в нашия рай и виждаме, че стайната температура се е повишила до 23 °C. Прекалено е, но за нас няма значение. Все пак ще е необходимо да се измери и мощността на батериите (а извън прозореца имаме -10 °C по споразумение). Да приемем, че повърхността на радиатора е 60 °C. Това е типична стойност за Европа, може да имаме по-топло парно.

    нагревателя

    Нека номиналният капацитет на батерията при 20 °C е N, а температурната разлика между повърхността и помещението е 40. При новите условия капацитетът ще намалее до 37N/40. Тогава получаваме равенството: (Вижте също: Мощност на нагревателите)

    (37N/40 + 1,5) — N = 3°C.

    Тоест, увеличаване на мощността с 1,5 kW (и намаляване на мощността на отопление) доведе до повишаване на температурата с 3 °C. Оказва се, че 1,5 - 0,075 N kW дава увеличение от 3 °C. И имаме сегмент от 30 °C от работната точка при нормална вътрешна температура (20 °C) до нула (външна температура 20 °C). Оказва се, че:

    N = 10 (1,5 — 0,075 N), откъдето намираме желаната стойност. Имаме около 8,57 kW. Това е захранването на батерията. Сега, знаейки номиналната му стойност, можем да изградим, за да характеризираме всякакви температури на батерията, стаята и улицата. Например, температурата ни е -14 ° C, централното отопление не работи и трябва да върнем ситуацията към нормалното (20 ° C) на закрито. Имайте предвид, че не уточняваме точно колко градуса встая, въпреки че това може да се изчисли без никакви проблеми, въпреки че не бяхме и няма да бъдем в момента на провеждане на експеримента. 8,57 kW е равно на 30 °C по температурната скала, което означава, че трябва да добавите 8,57/30 x 4 kW = 1,15 kW. Това означава, че е необходимо да се изчисли мощността на масления нагревател, така че да не е по-ниска от това число, но не е необходимо да надвишава стойността твърде много, за да не напусне желаната климатична зона. И така, отиваме в магазина и вземаме устройството с три режима, единият от които дава топлина в района на 1,15 kW.

    По-мощните ще се съгласят в слана и вече знаем кои да включим. Например при -40 C ще ви трябва... нали! два пъти повече, отколкото осигуряват радиаторите за отопление, което ще бъде около 17 kW. Твърде много за електрически щит на детската площадка? Поставете газовия конвектор от коаксиалната линия, пробиваща стената навън. Възможни са и хибридни опции: част от удара ще поеме топлия под, а останалата част ще падне върху синьото гориво. Вярваме, че вече е ясно за читателите как да изчислят мощността на конвекторния нагревател.

    Пример за изчисляване на мощността за обобщен случай

    Да предположим, че имаме същата стая, но температурата в нея е 17 °C, а повърхността на радиатора е например 55 °C. Сега навън е -10 °C и трябва да постигнем номиналната стойност на помещението (20 °C), а температурата на радиатора на парното може да бъде 50 °C в най-лошия случай. Необходимо е да се намери максималната мощност на нагревателя, която ще издържи най-лошия описан случай при температура извън прозореца от -30 ° C. Като начало намираме капацитета на батерията при повърхностна температура от 55 °C и стайна температура от 17 °C. Вече показахме как да действаме в този случай, а сега ще покажем на практика. Взимаме нашия маслен нагревател 1,5 kW, изчакваме стаята да влезе в режим и тогава измерваметемпературна разлика. За по-голяма простота нека отново получим същите 3 ?S. Според графиката намираме необходимата пропорция:

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

    От работната точка до пресечната точка на графиката с хоризонталната ос разстоянието в градуси е 27. Тоест резултатът е:

    N = 9 (1,5 – 0,078 N), където намираме нашите ватове. Имаме 7,9 kW. Това е мощността на радиатора за централно отопление при температурна разлика от 38 °C (между повърхността на батерията и помещението). В нашия най-лош случай тази диференциация ще бъде още по-малка и ще бъде 30. Тоест получената мощност ще намалее пропорционално и ще бъде 6,23 kW. Изграждаме графика за този случай, подобна на тази на снимката. За да направим това, си припомняме колко топлинни загуби имахме при 27 °C с нулева точка. Това е 7,9 kW. Привеждаме проблема към решения по-горе, за който намираме загубата на топлина при -10 °C навън и стайна температура 20 °C. Разликата е 30 °C. И така, разделяме 7,9 на 0,9 и получаваме 8,77 kW. Тоест, за да се поддържа помещението на даденото ниво при тези условия, трябва да се добави разликата (8,77 — 6,23) = 2,54 kW към батериите.

    Когато температурата извън прозореца е -30 °C, условията ще бъдат още по-тежки. Решаваме задачата по същия начин, както беше показано по-горе, за да намерим резултата. Към вече съществуващите топлинни загуби от 8,77 kW ще се добавят още 2/3 от същото число, което ще бъде около 5,78 kW. Заедно общата мощност на нагревателите ще надвиши мощността на радиаторите и ще бъде 5,78 + 2,54 kW = 8,32 kW. Ясно е, че е трудно да се получи такъв резултат поради електричеството, така че имате нужда от инфрачервена камина на синьо гориво или нещо подобно. Така стоят нещата!

    Сега читателите могат по подобен начин да изчислят мощността на инфрачервен нагревател от всякакъв тип. Единственото нещо е, че го направихме така, че да затоплим цялата стая, но акотрябва да отоплявате само определен сектор, след което да разделите площта му на общата площ на пода. След това умножете числото във ватове по този фактор, който е по-малък от едно. Резултатът ще бъде много по-скромно число. Ето защо те казват, че инфрачервените нагреватели помагат да се спестят пари. Ще бъде по-трудно да се изчисли мощността на нагревателя, тъй като той също се нагрява поради конвекция. В този случай все още е необходимо оборудването да се постави правилно, за да се постигне правилният ефект. Но за насока можете да използвате горния алгоритъм като отправна точка за по-нататъшно изследване.

    Не претендираме, че изчисленията не грешат предположения, но е напълно възможно грубо да се изчисли количеството памучна вата, необходимо за апартамент. Важно е да изчакате температурата да влезе в режим и по възможност да измерите точно. А как да го направите е съвсем друга история.

    Следваща

    Прочетете също: