Как рассчитать количество воды в системе отопления: Расчет количества воды в системе отопления, как рассчитать объем теплоносителя?

Рассчитать объём воды в системе отопления Калининград

Какая информация подлежит сбору:

Сбору подлежат только сведения, обеспечивающие возможность поддержки обратной связи с пользователем.

Некоторые действия пользователей автоматически сохраняются в журналах сервера:

— IP-адрес;
— данные о типе браузера, надстройках, времени запроса и т. д.
 

Как используется полученная информация

Сведения, предоставленные пользователем, используются для связи с ним, в том числе для направления уведомлений об изменении статуса заявки.
 

Управление личными данными

Личные данные доступны для просмотра, изменения и удаления в личном кабинете пользователя.

В целях предотвращения случайного удаления или повреждения данных информация хранится в резервных копиях в течение 7 дней и может быть восстановлена по запросу пользователя.
 

Предоставление данных третьим лицам

Личные данные пользователей могут быть переданы лицам, не связанным с настоящим сайтом, если это необходимо:

— для соблюдения закона,
— нормативно-правового акта,
— исполнения решения суда;
— для выявления или воспрепятствования мошенничеству;
— для устранения технических неисправностей в работе сайта;
— для предоставления информации на основании запроса уполномоченных государственных органов.
 

В случае продажи настоящего сайта пользователи должны быть уведомлены об этом не позднее, чем за 10 дней до совершения сделки.
 

Безопасность данных

Администрация сайта принимает все меры для защиты данных пользователей от несанкционированного доступа, в частности:

— регулярное обновление служб и систем управления сайтом и его содержимым;
— шифровка архивных копий ресурса;
— регулярные проверки на предмет наличия вредоносных кодов;
— использование для размещения сайта виртуального выделенного сервера.
 

Изменения

Обновления политики конфиденциальности публикуются на данной странице. Для удобства пользователей все версии политики конфиденциальности подлежат сохранению в архивных файлах.

 

Расчет объема воды в системе отопления

Расход воды в централизованных системах отопления рядовыми пользователями не учитывается. Но знать объем системы отопления, которая создается для оснащения отдельной квартиры (дома) необходимо. Эти данные помогут точнее определить несколько важных эксплуатационных параметров, о которых будет рассказано далее.

Для чего нужен расчет количества воды в системе отопления

При установке соответствующего оборудования в загородные частные дома многие хозяева предпочитают использовать специальные жидкости.

Качественный антифриз, со специальными добавками, предотвращает возникновение коррозийных процессов, что повышает долговечность металлических труб и других компонентов инженерной системы. Он не превращается в лед при низких температурах.

Это свойство пригодится при несанкционированном отключении оборудования, в иных аварийных ситуациях. Но такая жидкость стоит дороже воды, поэтому необходим точный расчет потребностей.

Второй задачей является уточнение объема емкости расширительного бака. Если она будет недостаточной в закрытых системах, то устройство не будет выполнять полноценно свои функции по компенсации расширения жидкости при нагреве.  

Как определить количество воды экспериментально, сделать расчет

Самым простым способом узнать, сколько понадобится жидкости для заполнения системы, является опыт. После подключения дома нового отопительного оборудования открывается вентиль для их заполнения. Нужное значение будет получено, как результат показаний счетчика расхода воды. Второй вариант – обратное действие. Можно производить слив из системы, используя ведро, или другую емкость с известным объемом.

Понятно, что подобные операции допустимы только при наличии дома установленного оборудования. В действительности посчитать придется заранее, чтобы правильно определиться с параметрами соответствующего проекта. Далее будет рассмотрена правильная последовательность действий, которая поможет рассчитать объем теплоносителя:

• Выясняется количество жидкости, которое вмещает котел. Эти данные указываются в техническом паспорте на соответствующее изделие. Устройства проточного типа экономичнее. Но те, в которых используются накопительные емкости, способны быстро обеспечить потребителей горячей водой. В некоторых моделях котлов, работающих на твердом топливе, соответствующий объем достигает 50-ти литров.
• Далее суммируются аналогичные характеристики радиаторов отопления. Как правило, самые крупные – чугунные радиаторы. Для заполнения одной секции такого прибора может потребоваться не менее полутора литров жидкости.   
• Емкость обвязки считают только с учетом данных по трубам. Чтобы произвести расчет используется следующая формула: V (объем жидкости для заполнения трубопровода) = П (3, 14 –число «Пи») х R ² (радиус трубы во второй степени) х L (длина трубопровода).
• Последнее действие – суммирование имеющихся величин.

Чтобы правильно рассчитать внутренний объем труб надо использовать только сопоставимые величины. Точный радиус вычисляется с использованием вычитания двойной ширины стенок. Приведем пример, который основан на следующих исходных данных:

• Длина труб: 12 метров.
• Диаметр (наружный): 24 мм.
• Толщина стенок : 2 мм.

Вначале надо рассчитать внутренний радиус: R = 24 — (2х2)/2 =10 мм.

Теперь можно использовать приведенную выше формулу: V = 3,14 х 10 ² /1000 х 12 = 3,768 литра. К этому значению прибавляют объемы котла и радиаторов отопления.

Какой должна быть величина емкости расширительного бака

Как правило, рассчитать точно эту величину надо, если предполагается создание дома отопительной системы закрытого типа. Чтобы получить искомое значение применяют следующую формулу: VR (объем расширительного бака) = (VO (общий объем, который рассчитывается по рассмотренной выше методике) х KR (коэффициент расширения жидкости)) / KE (коэффициент эффективности). KR принимается для воды равным 0,04  (антифриз – 0,044). KE – это показатель, который вычисляют с использованием формулы: KE = (PM (максимальное давление в системе) – PN (номинальное давление, при котором происходит наполнение бака))/ (PM+1).

Таким образом, чтобы выяснить количество незамерзающей жидкости для заполнения отопительной системы надо сложить все перечисленные выше объемы:

• котла;
• батарей;
• трубопровода;
• расширительного бака.

Объем воды в системе отопления. Зависимость от мощности котла

Как подобрать мощность котла под  количество воды (объем) в системе отопления, или наоборот? Существует ли зависимость мощности от литров?
Такие вопросы часто волнуют владельцев отопительных систем…
Действительно, какая должна быть мощность котла, для системы с внутренним объемом 100 литров, например?

Нет ли в этом вопросе какого либо подвоха, направленного лишь на то, что бы мы приобретали лишнее оборудование, которое нам ни к чему?

Рассмотрим, как связаны мощность котла и емкость системы отопления, а также более важный вопрос о подборе насоса для определенной мощности котла…

 

Откуда берется вопрос о зависимости мощности от объема

Как продать лишний радиатор? Установив его в систему, потребитель ничего особого не приобретет и ничего не потеряет, кроме денег. Но дополнительная ощутимая прибыль продавцу будет.

Возникает удобный для наращивания продаж, но не имеющий технического смысла, вопрос о подгонке объема системы отопления под мощность котла. Например, если имеется 20 кВт-ный котел, то нужно докупить еще парочку радиаторов, чтобы объем системы достиг 100 (200, 300) литров, иначе котел не сможет работать на полную мощность… Клиенту ничего не остается, как достать кошелек и начинать отсчитывать дополнительно зеленые (желтые, синие…).

Сколько воды нужно под мощность котла

Вопрос об объеме воды внутри системы отопления имеет большую популярность, так как подогревается строй-бригадами и продавцами. Увеличивать количество оборудования по любой причине – любимое занятие монтажников.

Но технически выбор мощности котла никак не зависит от объема воды в системе отопления, поэтому вопрос о подборках объемов под мощность, или наоборот – выбор котла под литры воды, — не имеет практического смысла.

Котел отдаст всю свою мощность и на 100 литров воды и на 1000 литров. Разница будет лишь во времени нагревания и остывания. Маленькая система нагреется за 10 минут и будет остывать 10 минут, затем снова автоматика включит котел… Большая же будет греться 100 минут и затем остывать долго….

Системы класса low water – в чем преимущества

В последнее время существует тенденция по уменьшению внутреннего объема систем отопления, чтобы уменьшить их тепловую инерционность, для более быстрого нагрева и остывания.

Меньшее количеством воды более гибко и быстро реагируют на изменения температуры внутри здания. Малоемкостную систему котел быстрее разогреет, и она начнет быстрее отдавать тепло, когда это потребуется. После нагрева помещения, лишнего тепла в радиаторах окажется меньше, система быстрее остынет. В этом кроется небольшая экономия.

 

Какие радиаторы подобрать

Современные радиаторы и конвекторы имеют в разы меньший внутренний объем и теплоемкость, по сравнению со старыми чугунными. Уменьшение теплоемкости дает возможность немного экономить энергии, и делать отопление более гибким и комфортным.  Оно оперативней реагирует на изменения температуры, и не накапливает лишней энергии.

Но это больше теоретические выкладки. На практике же ощутимой разницы пользователи не замечают, они могут приобретать любые радиаторы, какие понравятся, какие имеются в магазинах, с полной уверенностью, что система будет работать нормально.

Что важно для мощности котла

Энергия, генерируемая котлом, должна отводиться от него и рассеиваться, — передаваться воздуху и предметам. Иначе котел закипит, расплавится, сгорит…

Через котел должен проходить определенный объем теплоносителя.
Именно количество воды в единицу времени, т.е. ее расход, важно подобрать под определенную мощность котла.

• Не вдаваясь в расчеты, можно сказать, что через теплообменник 20 кВт должно проходить не менее 1000 литров воды в час. Насос должен это обеспечить.
• Мощность радиаторов в доме должна быть чуть больше мощности котла, чтобы ее рассеивать, в противном случае система перегреется, закипит.

 

Подбор  насоса под мощность котла

Важно подобрать насос под мощность котла правильно. Насос должен преодолевать гидравлическое сопротивление системы так, чтобы объем проходящей по котлу воды был бы не менее требуемого, т.е. для 10 кВт-ного котла должно быть не менее 500 литров в час (0,5 м куб./ч.)

• Производительность насоса 25-40 на 3-ей скорости составляет при напоре 3 метра не менее 0,75 м куб в час, что для большинства систем позволяет применять его с котлом до 15 кВт, при площадях до 150 м кв, а в коротких системах и с котлом 20 кВт.

• Производительность насоса 25-60 при напоре 3м составляет уже 2,5 м куб в час, что дает возможность использовать его для котлов до 40 кВт и площадей отопления до 300 м кв…

Как рассчитать объем воды для системы отопления

Знание объема теплоносителя поможет правильно подобрать мембранный бак для закрытой системы отопления.

Расчет объема теплоносителя в системе отопления:

Объем теплоносителя в системе отопления складывается из:

1. Объема теплоносителя в котле(-ах) отопления
2. Объема в элементах отопления (радиаторы, регистры, конвектора и т.д.)
3. Объема в расширительном баке
4. Объема в трубах

Первые два параметра мы берем из тех/паспортов изделий. Если у Вас отсутствуют эти данные, то можно воспользоваться усредненными параметрами:

Котлы:

Котел электрический: 3-10 литров

Котел твердотопливный: 50-60 литров

Радиаторы:

биметаллические (расстояние между осями 500) – 0,2-0,3 литра на секцию

алюминиевые (расстояние между осями 500) – 0,4 литра на секцию

чугунный (расстояние между осями 500) – 1,5 литра на секцию.

Третий параметр для открытых систем отопления мы учитываем по факту. А в закрытых системах отопления мы берем его величиной примерно в треть от объема мембранного бака.

Четвертый параметр мы рассчитываем по формуле:

V =π*R²*L*1000, где:

V – объем теплоносителя

Π – число Пи (≈3,1415)

R – радиус трубы в метрах (радиус – это диаметр, разделенный пополам. Чтобы диаметр в миллиметрах перевести в радиус в метрах, нужно диаметр разделить на 2000)

L – длина трубы в метрах.

Например: у нас есть 17 метров трубы с внутренним диаметром 20мм:

V=3,1415*(20/2000*20/2000)*17*1000= 5,34 литра.

Примечание: Большинство труб указывается по наружному диаметру (полипропилен, медь, ПНД, металлопластик и т.д.), поэтому для точного расчета объема теплоносителя в такой трубе, нужно от диаметра трубы отнять удвоенную толщину стенки трубы. Например:

Труба металлопластиковая Valtec 20 (толщина стенки 2 мм), длина 100 метров:

V=3,1415*(20-2*2)/2000*(20-2*2)/2000*100*1000=20,106 литра

Для бытовых систем не имеет особого смысла считать теплоноситель с такой дотошностью – можно просто вести расчет по наружному диаметру.

Сумма всех четырех параметров даст общий объем теплоносителя в системе отопления.

 

P.S. Для простоты расчета объема теплоносителя в трубах можете воспользоваться таблицей объема воды на метр трубы:

Как рассчитать объём воды в трубах

Сколько воды расходуется по статье «общедомовые нужды»

при сбросе стояков?

Как выбрать гидроаккумулятор?

Сколько антифриза покупать для заполнения системы отопления коттеджа?

ПАМЯТКА

как рассчитать объем воды в трубе

Объем воды в трубах вычисляется как сумма произведений объемов воды в метре трубы каждого диаметра на количество метров труб данного диаметра.

Объем гидроаккумулятора для системы отопления должен составлять 10-12 % объема всей воды в системе. Последняя цифра складывается из объема воды во всех радиаторах отопления, плюс объема воды в котле отопления, плюс объем воды в трубах для отопления.

Объем воды в радиаторах складывается из объема воды в каждой секции радиатора, помноженном на количество секций. Это значение указывается в технических паспортах на радиаторы. Смотрим технический паспорт.

Объем воды в котле отопления указывается в паспорте. Этот объем полезно знать также при спуске воды из отдельных частей системы отопления.

Таблица объема воды

в неармированных и армированных алюминием полипропиленовых трубах:

Номинальный размер (внешний диаметр), мм	Внутреннее сечение, мм кв.	Объем воды в метре трубы, литры	Внутренний диаметр, мм	Соответствующий им диаметр стальных дюймовых труб, дюймы
20	136,7	0,137	13,2	1/2
25	216,3	0,216	16,6	3/4
32	352,8	0,353	21,2	1
40	555,4	0,555	26,6	1 1/4 (дюйм с четвертью)
50	865,3	0,865	33,2	1 1/2
63	1384,7	1,385	42	2
75	1962,5	1,963	50	2 1/2
90	2826	2,826	60	3
110	4206,2	4,206	73,2

Таблица объема воды в стальных трубах:

Номинальный размер, дюймы	Внешний диаметр, мм	Внутренний диаметр, мм	Внутреннее сечение, мм	Объем воды в метре трубы, литры
1/4	13,5	9,5	29,83	0,03 (30 миллилитров)
3/8	17	13	133	0,133
1/2 (полдюйма)	21,3	16,3	209	0,209
3/4	26,8	21,8	373	0,373
1	33,5	27,9	611	0,611
1 1/4 (дюйм с четвертью)	42,3	36,7	1057	1,057
1 1/2	48	42	1385	1,385
2	60	54	2289	2,289

Объем воды в стальных трубах больше количества воды в соответствующих пластиковых трубах Внутренняя поверхность пластиковых труб гладкая, а стальных труб шероховатая. В результате пластиковые трубы (как и медные) меньшего диаметра пропускают столько же воды, сколько и стальные трубы, имеющие больший внутренний диаметр.

Генеральный директор

ООО «ОСТРОУМОВ» Д.Ю. Остроумов

Как рассчитать объём воды в трубе системы отопления, и не только.

Опубликовано: 28 декабря 2012 г.

    Здравствуйте! Для того, чтобы правильно спроектировать систему отопления, нужно иметь о ней как можно больше исходной информации: площадь помещений, объём помещений, материал из которого изготовлены стены, степень теплоизоляции и т. д. Я хочу обратить Ваше внимание на один из таких факторов, как объём воды в трубах системы отопления. Как рассчитать объём воды в трубе, ведь для того, чтобы правильно подобрать мощность котла, необходимо обязательно знать объём воды в системе отопления, плюс, объём воды в котле!

    Чтобы справиться с этой задачей нам нужно знать сколько метров трубы в системе отопления, причём каждого диаметра, т. е., сколько трубы диаметром 20 мм., сколько трубы диаметром 25 мм., и т. д.

    Для чего это нужно? Сейчас Вы сами всё поймёте.

    Взгляните на картинку снизу. В этой таблице представлены основные используемые в бытовых системах отопления диаметры труб, а так же объём воды в этих трубах.

    Как не трудно догадаться, остаётся количество метров, каждого диаметра, помножить на объём воды, согласно таблицы. Затем полученный результат суммируем, и прибавляем объём воды в котле.

    В паспорте каждого котла, имеются данные о максимальном объёме воды в системе отопления, который котёл может нагревать без потери мощности. Например: ваш котёл, по паспорту имеет мощность — 20 Квт., и допустимый объём теплоносителя — 180 литров. После подсчётов, у Вас получился объём воды в трубах равный — 220 литров. Что из этого следует? А то что если у вас площадь помещений например 120-150 кв. м., то котёл скорее всего справится с нагревом системы, а если площадь 180-200 кв. м., то всё, — зимой, в более сильный мороз придётся мёрзнуть. В таком случае вам нужен котёл большей мощности, например — 24 Квт. (Надеюсь вы понимаете, что эти цифры условные!)

    Надеюсь, при расчёте системы отопления, эта информация поможет Вам избежать ненужных проблем!

    Хочу добавить, что на картинке, объём воды в секции радиатора, имеется в виду чугунный радиатор. В алюминиевых радиаторах, в одной секции объём жидкости составляет приблизительно 300гр., в зависимости от моделей.

    Эту табличку можете скачать с моего сайта по этой ссылке:Таблица колличества воды, в одном метре трубы, по диаметрам

Ну вот и всё! Пользуйтесь на здоровье.

 

Объем радиатора отопления – как правильно рассчитать

Теплоноситель в системе отопления – это не только водопроводная вода, которая закачивается внутрь за счет своего давления. К примеру, в загородных поселках нередко воду заливают в отопление ведрами, доставая ее из колодца или близлежащего водоема. Или вообще используют незамерзающие жидкости. Второй вариант используется нечасто только из-за дороговизны материала, но тот, кто планирует проживать на даче или загородном коттедже только по выходным и праздникам, пользуется именно незамерзающими жидкостями, чтобы каждый раз не сливать теплоноситель из отопительной системы. Поэтому расчет объема теплоносителя – важный показатель, в который входит объем радиатора отопления, объем труб и отопительного котла.

Емкость котла указана в паспорте изделия. Этот показатель будет в основном зависеть от мощности агрегата и его размеров. Объем труб можно определить из специальных таблиц, которых в Интернете большое количество. Мы тоже предлагаем такую таблицу:

Диаметр (мм)	Объем одного погонного метра (л)
15	0,177
20	0,31
25	0,49
32	0,8
40	1,25
50	1,96

Чтобы определить общий объем необходимого теплоносителя, который будет помещаться только в трубы, необходимо измерить их общую длину и умножить на показатель из таблицы. Если вы пользуетесь проектом для сооружения отопительной системы, то все необходимые расчеты и замеры можно провести по нему.

Рассчитываем объем радиатора

Итак, остается только определить объем воды в радиаторе отопления. Как это можно сделать проще всего? Советуем опять-таки воспользоваться таблицами. Обращаем ваше внимание, что производители предлагают на рынке различные модели отопительных приборов. В модельной линейке могут оказаться радиаторы не только разной конструкции, но и разных размеров. В плане размерного ряда в основе лежит межосевое расстояние, то есть, это расстояние между осями двух коллекторов (верхнего и нижнего). К тому же в настоящее время производители предлагают приборы на заказ, в которых используются индивидуальные эскизы и рисунки. С определением емкости этих батарей все намного сложнее.

Но давайте вернемся к данному показателю и покажем усредненные величины для приборов отопления. Берем модели вида 500 (межосевое расстояние).

• Чугунный радиатор ЧМ-140 старого образца – 1,7 литра объем одной секции.
• То же самое только нового образца – 1л.
• Стальной панельный прибор тип 11 (то есть, одна панель) – 0,25 л на каждые 10 см длины прибора. Измерение типа в количественном соотношении увеличивает объем теплоносителя на 0,25 л. То есть, тип 22 – 0,5 л, тип 33 – 0,75 л.
• Алюминиевая батарея – 0,45 л на каждую секцию.
• Биметаллический – 0,25 л.

В данном списке нет стальных трубчатых радиаторов. Даже приблизительный объем у этой модели определить будет непросто. Дело все в том, что производители используют для их изготовления трубы различных диаметров, отсюда и невозможность подобрать хотя бы усредненный вариант. Поэтому рекомендуем обращать внимание на паспортные данные, где показатель объема должен быть указан.

Соотношение по типажу

Расчет объема опытным путем

А если такового показателя нет, что делать? Тогда рекомендуем найти объем батареи отопления практическим путем. Как это можно сделать:

• Устанавливаете три заглушки на радиатор.
• Ставите его на торец так, чтобы открытый патрубок находился сверху.
• Берете мерную емкость, к примеру, ведро или ковшик (то есть вы должны знать объем этой емкости, пусть даже приблизительный).
• Теперь заливаете вручную в батарею обычную воду, при этом считаете, сколько ведер вошло в отопительный прибор. Умножая количество на объем ведра, вы получаете объем теплоносителя в приборе.

Обратите внимание, что этот способ определения объема прибора отопления может быть использован для всех типов и моделей. Если в паспортных данных емкость прибора не указана, и таблицу определения вы не нашли, то опытным путем своими руками можно достаточно точно определить данный показатель.

Теперь хотелось бы затронуть тему, как влияет емкость батареи отопления на общую теплоотдачу отопительной системы. Здесь зависимость не прямая, а косвенная. Поясним суть дела. Многое будет зависеть от того, как сам теплоноситель будет двигаться по контурам: под действием физических законов (то есть, с естественной циркуляцией) или под искусственным давлением (под действием циркуляционного насоса).

Если выбран первый вариант, то оптимальное решение – радиаторы с большим объемом. Если второй, то тут разницы никакой нет. Давление создаст условия, при которых теплоноситель будет распределяться равномерно по всей сети, а, значит, равномерно распределиться и температура.

Как рассчитать измерения в БТЕ системы водоснабжения

В этом столбце измерение BTU системы HVAC Air System часто упоминается как основной расчет эффективности системы. Хотя некоторых из вас может удивить «воздушных напоров «, есть регионы страны, где дома и здания отапливаются водой. Давайте посмотрим, как «мокрые напоры » рассчитывают БТЕ водяной системы.

Стоимость отопительной воды
Первая метель в году прибыла в Огайо рано.В тот день, когда я встал с постели до 5 часов утра, меня встретил теплый кафельный пол в нашей главной ванной комнате. Моя душевая лейка с высоким потоком согревала меня еще больше. В нашей ванной комнате первостепенное значение имеет не эффективность, а комфорт!

Прислонившись к душевой стене, я начал вычислять другие области эффективности в нашем доме, которые компенсируют комфортную роскошь теплых полов и насадки для душа. Я начала рассчитывать расход и разницу температур еще до того, как мыла волосы. Я быстро подсчитал, насколько низкая эффективность моего утреннего комфорта составляет менее доллара.Я был в порядке с этим.

Это будет краткое введение в измерение БТЕ в системе водоснабжения. Если вам нужна дополнительная информация, я могу отправить вам более подробную процедуру, просто напишите мне по адресу, указанному в конце статьи.

Формула
Математика — это ключ к пониманию того, как БТЕ перемещаются в системе. Простая формула для воды: Доставлено системой БТЕ = 500 x GPM x Изменение температуры воды в системе .Давайте посмотрим на формулу, чтобы понять, что означает каждая ее часть, чтобы помочь вам лучше ее понять.

• Множитель БТЕ в формуле равен 500. Поскольку БТЕ измеряются в час, 500 получается из одного галлона воды весом 8,33 фунта, умноженного на 60 минут за один час. (8,33 фунта X 60 минут = 500)
• Вторая часть формулы, которую иногда труднее всего определить, — это скорость потока в галлонах в минуту или в галлонах системы в минуту. Мы поговорим об этом чуть позже.
• Наконец, вам понадобится изменение температуры системы. Обратите внимание, что мы говорим об изменении температуры системы, а не об изменении температуры оборудования. Изменение температуры — это эффект передачи БТЕ из системы в кондиционируемое пространство. Поэтому, если вы измеряете температуру воды, выходящей из теплообменника, и вычитаете температуру воды, возвращающейся из системы, вы обнаружите изменение температуры системы.

Расчет давления насоса и построение графика в галлонах в минуту
Для целей этой статьи и поскольку мы будем рассматривать только основы, давайте взглянем на расчет давления насоса и построение графика в галлонах в минуту в системе жидкостного отопления.Мы могли бы обсудить гораздо более точные методы, но это отправная точка; назовите это начальным тестом производительности для начинающих.

Большинство характеристик насоса легко найти в Интернете. Просто найдите слова «характеристика насоса» с номером модели и названием производителя.

Поскольку вам не нужно иметь дело с проблемами утечки в воздуховоде, вы можете предположить, что насос GPM является системным GPM. Для оценки GPM насоса необходимы два бита информации. Первый элемент — это характеристика насоса.Когда насос построен, каждый производитель публикует кривую производительности насоса. У вас должна быть точная кривая производителя, соответствующая установленному насосу, с правильным размером рабочего колеса, числом оборотов в минуту и ​​точным номером модели, иначе ваш тест BTU может отличаться более чем на 50%.

Большинство характеристик насосов легко найти в Интернете. Просто найдите слова «характеристика насоса» с номером модели и названием производителя.

Подобно кривой вентилятора, эта таблица графически представляет производительность насоса в определенных полевых условиях.Вы можете использовать полевые данные для построения графика насоса в галлонах в минуту.

В идеале давление насоса измеряется с помощью манометров или устройства для настройки контура. Для ознакомления мы собираемся рассчитать давление насоса, используя проверенный временем и приблизительный метод для жилых помещений.

При выполнении теста убедитесь, что все клапаны зон открыты и требуют нагрева. Тест производительности системы будет неточным, если одна или несколько зон будут закрыты.

Чтобы рассчитать давление насоса в простой жилой системе , используйте следующую формулу. Давление насоса в футах напора = футы трубы x 1,5 x 0,04.

1. Во-первых, чтобы найти футы трубы, измерьте общие погонные футы подающей и обратной трубы к самому дальнему отопительному устройству в доме и от него. 1,5 в формуле — это коэффициент, включающий сопротивление трубы потоку (давлению) и падение давления в компонентах системы (змеевиках, плинтусах, радиаторах и избыточной арматуре). 0,04 представляет собой типичный коэффициент трения трубы на 100 футов трубы.

• Пример: Допустим, в доме есть 90 футов трубы в системе водяного отопления. Формула: 90 футов x 1,5 x 0,04 = 5,4 фута головы.

2. После того, как вы рассчитали давление насоса, вы можете использовать кривую насоса для построения графика насоса в галлонах в минуту. Сначала отметьте рассчитанное давление насоса на левой стороне кривой насоса, где находятся ноги напора. Во-вторых, постройте прямую линию по горизонтали вправо, пока она не пересечет закругленную линию кривой насоса.В-третьих, нанесите график прямо в нижнюю часть таблицы, чтобы определить количество галлонов в минуту, в котором движется насос. В этом случае, используя одну из наиболее распространенных кривых для бытовых насосов, Taco 007, вы идентифицируете насос в галлонах в минуту как 14,5.

Теперь вы нашли насос GPM, вы на один шаг ближе к поиску системы, доставляющей BTU.

Измерение температуры системы
Для полной точности погружной термометр следует опускать в воду. Однако в большинстве жилых систем, вероятно, нет заглушек для измерения давления / температуры, чтобы получить доступ к температуре воды, поэтому вы можете измерять температуру на поверхности трубы, обернутой изоляцией, или с помощью зажимного термометра, специально сделанного для трубы. измерение температуры.

Поскольку вы проверяете производительность системы, а не оборудования, измерьте температуру воды на расстоянии не менее 10 диаметров трубы ниже по потоку от насоса или теплообменника, где вода выходит из оборудования.

Поскольку вы проверяете производительность системы, а не оборудования, измерьте температуру воды на расстоянии не менее 10 диаметров трубы ниже по потоку от насоса или теплообменника, где вода выходит из оборудования.Считайте и запишите температуру с точностью до 1/10 градуса.

Измерьте температуру возвратной воды, измерив температуру трубы на расстоянии не менее 10 диаметров трубы до того, как труба вернется к оборудованию. Следите за тем, чтобы измерения не производились непосредственно над оборудованием или слишком близко к дымоходу, чтобы не улавливать дополнительное тепло при измерении температуры воды.

Вычтите температуру подаваемой воды из температуры обратной воды, чтобы найти изменение температуры системы.

Расчетная система доставлена ​​БТЕ
Чтобы найти систему, доставленную в БТЕ, умножьте множитель БТЕ на 500 x расчетный галлон в минуту насоса x изменение температуры системы.

Пример: Допустим, вы рассчитываете давление насоса на высоте 5,4 фута напора. Используя кривую насоса, вы строите график и обнаруживаете, что насос Taco 007 движется на 5,4 галлона в минуту. Затем вы измеряете температуру системы и обнаруживаете, что температура нагнетания составляет 168,2F, а температура возврата — 152,4F. Вы вычитаете, чтобы получить изменение температуры системы на 15.8F. Теперь, когда у вас есть все факты, примените формулу гидронной БТЕ: 500 x 5,4 галлона X 15,8 ° = 42 660 BTU.

Реальный вопрос: близка ли доставка БТЕ системы к техническим характеристикам оборудования? Или это новый котел мощностью 80 000 БТЕ, взломанный в испорченной 40-летней системе трубопроводов? Возможно, ваш клиент хотел бы, чтобы вы прописали некоторые дополнительные улучшения системы.

Это все, что вам нужно сделать для завершения начального расчета БТЕ для жидкостной системы.Помните, что это всего лишь начальный тест. Существуют гораздо более точные процедуры тестирования, необходимые для повышения точности расчета системы, доставленной в БТЕ; но это отличное начало.

К сожалению, нередки случаи, когда производительность гидравлической системы значительно ниже 60% от номинальной мощности оборудования. Вероятно, не стоит обещать клиентам, что их система водяного отопления идеальна, пока вы не оцените ее производительность. Предполагать, что система работает с заявленной номинальной мощностью оборудования, вероятно, не лучшая идея.

Итак, насколько хорошо работала последняя система водоснабжения, над которой вы работали? Или насколько плохо это было? Если вы не можете честно ответить на этот вопрос, возможно, вы захотите измерить в следующий раз.

Роб «Док» Фальке — президент Национального института комфорта, обучающей компании, специализирующейся на измерении, оценке, улучшении и проверке характеристик систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Если вы подрядчик или технический специалист по ОВКВ, заинтересованный в процедуре измерения производительности системы водяного отопления, свяжитесь с Доком по телефону robf @ ncihvac.com или позвоните ему по телефону 800-633-7058. Посетите веб-сайт NCI по адресу nationalcomfortinstitute.com для получения бесплатной информации, технических статей и загрузок.

Энергия, необходимая для нагрева воды

Количество энергии, необходимое для нагрева воды, пропорционально разнице температур чего?

Q = m⋅Cp⋅ΔT

Где…

м = масса нагретой воды

Cp = теплоемкость воды (1 БТЕ / фунт ºF)

ΔT = разница температур.

Не забудьте согласовать единицы измерения. Поскольку C _p измеряется в фунтах, масса нагретой воды также должна измеряться в фунтах. Таким образом, если вы знаете только количество галлонов, вы должны преобразовать его в фунты. Один галлон воды = около 8,3 фунта, поэтому умножьте количество галлонов на 8,3, чтобы определить вес в фунтах.

Пример 1

По оценкам Министерства энергетики США, семья из четырех человек, принимающая душ в течение 10 минут в день, потребляет около 700 галлонов горячей воды в неделю.Вода для душа поступает в дом при температуре 55ºF и ее необходимо нагреть до 120ºF.

Чтобы рассчитать необходимое количество тепла, определите переменные:
м = масса нагретой воды = 700 галлонов = 5810 фунтов
C _p — теплоемкость воды = 1 БТЕ / фунт ºF (дано)
ΔT = разность температур = 120 ºF — 55 ºF

Тепловая энергия, необходимая для нагрева 700 галлонов, может быть рассчитана следующим образом:

Требуемое количество тепла = 5810 фунтов x 1 БТЕ / фунт ºF x (120 ºF — 55 ºF)
Требуемое количество тепла = 5810 фунтов x 65 ºF
Требуемое количество тепла = 377 650 БТЕ / неделя

Потребность в тепле на один год:

377650 БТЕ / неделя x 52 недели / год = 19 637 800 БТЕ / год или 5755 кВт · ч

Предполагается, что стоимость природного газа составляет 10 долларов США за MMBTU (1 MMBTU = 1000000 BTU), а стоимость электроэнергии равна 0.092 за кВтч, затраты на газ составят 196,37 долларов, а затраты на электроэнергию — 529,46 долларов. Понятно, что электрическое тепло дороже природного газа.

Пример 2

Оцените% экономии энергии электрического водонагревателя, который нагревает 100 галлонов воды в день, когда температура устанавливается на 110 ° вместо 120 ° F. Подвал отапливается и имеет температуру 65 ° F. Срок службы водонагревателя — около 10 лет. Используйте соответствующую стоимость электроэнергии и сравните эксплуатационные расходы.

Требуемое количество тепла (БТЕ) ​​= m x C _p x (разница температур)

Где C _p — теплоемкость воды (1 БТЕ / фунт / фут), а m — масса воды (предположим, что 1 галлон содержит 8,3 фунта воды, а 3,412 БТЕ = 1 кВт · ч)

Решение:

Энергия, необходимая для нагрева воды до 120 ° F :

= м × Cp × ΔT

= 100 галдаев × 8,3 фунт-галл︸м × 1 БТЕЛб ° F︸Cp × (120-65) ° F︸ΔT

= 100 галдей × 8,3 фунта × 1 БТЕ фунт ° F × (120-65) ° F

= 45 650 БТЕ / день

В год необходимое количество энергии:

45 650 БТЕ в день × 365 дней в году = 16 662 250 БТЕ в год

За 10-летний период необходимая энергия составляет 166 622 500 БТЕ, что равно 48 834 кВтч. T

галлонов в минуту описывает скорость потока; тепловая нагрузка выражается как БТЕ / ч, что представляет собой теплопотери здания при расчетных условиях.t ° F

Формула указывает на температуру воды 60 ° F. Однако, поскольку вода 60 ° F слишком холодная для системы водяного отопления и слишком теплая для системы охлажденной воды, для расчета правильного расхода формула должна основываться на более подходящих температурах воды для каждого типа системы, например удельная теплоемкость воды или изменения плотности, возникающие при изменении температуры воды. Кроме того, объем воды меняется, когда она становится горячее или остывает. Как видно из следующего примера, различия настолько минимальны, что стандартная формула отлично работает для всех наших систем отопления и охлаждения.Тогда T будет:

8,04 x 60 x 1,003 x 20 = 9677 BTUH

Чистый эффект незначителен, но есть еще один фактор, который необходимо учитывать для полной оценки. При повышении температуры воды она становится менее вязкой, и поэтому падение давления в ней уменьшается. Когда вода циркулирует при температуре 200 ° F, соответствующее падение давления или «потеря напора» составляет около 80% воды при температуре 60 ° F для типичных небольших гидравлических систем. При расчете с использованием системной кривой расход увеличивается примерно на 10.5%. Теперь вы можете умножить новую рассчитанную теплопередачу на процент увеличения потока:

1,105 x 9677 = 10 693 BTUH

Как вы можете видеть, что касается теплопередачи, простой подход «круглого числа» приведет к расчетным потокам, очень близким к потокам «с поправкой на температуру», при условии, что результаты подхода «круглого числа» не будут скорректированы из исходная основа 60 ° F как для теплопередачи, так и для перепада давления в трубопроводе. Факторы «плюс» и «минус» очень сильно уравновешивают друг друга.

В этой статье представлена ​​точная формула для расчета расхода
в галлонах в минуту (галлонов в минуту) для систем водяного отопления
и систем охлаждения.

Выбор подходящего циркуляционного насоса
галлонов в минуту играет важную роль в обеспечении ожидаемой работы вашей системы отопления. Вам нужен циркуляционный насос подходящего размера, чтобы иметь возможность отводить тепло от котла и доставлять его в систему, где находятся люди.При выборе подходящего циркуляционного насоса вам необходимо не только знать правильный галлон в минуту, но также необходимо знать необходимое падение давления для циркуляции необходимого количества галлонов в минуту.

Когда вода течет по трубам и излучению, она «трется» о стенку трубы, вызывая сопротивление трения. Это сопротивление может повлиять на производительность системы обогрева за счет уменьшения желаемого расхода циркулирующего потока, тем самым уменьшая теплопроизводительность системы. Зная, каким будет это сопротивление, вы можете выбрать циркуляционный насос, который сможет преодолеть падение давления в системе.

Обычно в современных системах мы используем «футы на голову», чтобы описать количество энергии, необходимое для того, чтобы требуемый галлон в минуту был доставлен в систему. Существуют таблицы размеров труб, которые рассчитывают падение давления в футах потери энергии для любого расхода через трубу любого размера. Существуют стандартные методы работы с трубопроводами, в которых промышленность ссылается на ограничение количества галлонов в минуту для данного размера трубы. Это основано на двух причинах:

1. Проблемы скорости (насколько быстро вода движется внутри трубы), которые могут создавать проблемы с шумом, а в экстремальных условиях — проблемы с эрозией.

2. Требуемая потеря напора может стать настолько большой, что требуемая производительность НАПОР циркулятора делает выбор системы очень «недружественным», что может привести к проблемам с регулирующим клапаном и шумом скорости. Промышленным стандартом является выбор трубы с сопротивлением трению от 1 до 4 на каждые 100 футов трубы.

Bell & Gossett’s System Syzer помогает определять
галлонов в минуту (галлонов в минуту).

Кстати, Bell & Gossett уже более 50 лет предоставляет инструмент для индустрии гидроники под названием System Syzer.Этот инструмент очень полезен для расчета галлонов в минуту, правильного размера трубы для поддержки галлонов в минуту и ​​соответствующих потерь давления и скорости для любого применения.
Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии, пишите мне по адресу [email protected], подписывайтесь на меня в Twitter по адресу @Ask_Gcarey или звоните мне по телефону FIA 1-800-423-7187. ICM

Учебник по физике

На предыдущей странице мы узнали, что тепло делает с объектом, когда оно накапливается или выделяется. Прирост или потеря тепла приводят к изменениям температуры, изменению состояния или выполнения работы.Тепло — это передача энергии. Когда объект приобретается или теряется, внутри этого объекта будут происходить соответствующие изменения энергии. Изменение температуры связано с изменением средней кинетической энергии частиц внутри объекта. Изменение состояния связано с изменением внутренней потенциальной энергии, которой обладает объект. А когда работа сделана, происходит полная передача энергии объекту, над которым она выполняется. В этой части Урока 2 мы исследуем вопрос Как измерить количество тепла, получаемого или выделяемого объектом?

Удельная теплоемкость

Предположим, что несколько объектов, состоящих из разных материалов, нагреваются одинаково.Будут ли предметы нагреваться одинаково? Ответ: скорее всего, нет. Разные материалы будут нагреваться с разной скоростью, потому что каждый материал имеет свою удельную теплоемкость. Удельная теплоемкость относится к количеству тепла, необходимому для изменения температуры единицы массы (скажем, грамма или килограмма) на 1 ° C. В учебниках часто указывается удельная теплоемкость различных материалов. Стандартные метрические единицы — Джоуль / килограмм / Кельвин (Дж / кг / К). Чаще используются единицы измерения — Дж / г / ° C.Используйте виджет ниже, чтобы просмотреть удельную теплоемкость различных материалов. Просто введите название вещества (алюминий, железо, медь, вода, метанол, дерево и т. Д.) И нажмите кнопку «Отправить»; результаты будут отображены в отдельном окне.

Удельная теплоемкость твердого алюминия (0,904 Дж / г / ° C) отличается от удельной теплоемкости твердого железа (0,449 Дж / г / ° C). Это означает, что для повышения температуры данной массы алюминия на 1 ° C потребуется больше тепла, чем для повышения температуры той же массы железа на 1 ° C.Фактически, для повышения температуры образца алюминия на заданное количество потребуется примерно вдвое больше тепла по сравнению с тем же изменением температуры того же количества железа. Это связано с тем, что удельная теплоемкость алюминия почти вдвое больше, чем у железа.

Теплоемкость указана из расчета на грамм или на килограмм . Иногда значение указывается на основе на моль , и в этом случае оно называется молярной теплоемкостью. Тот факт, что они перечислены из расчета на количество , указывает на то, что количество тепла, необходимое для повышения температуры вещества, зависит от того, сколько вещества в нем есть.Эту истину, несомненно, знает всякий, кто варил на плите кастрюлю с водой. Вода закипает при температуре 100 ° C на уровне моря и при слегка пониженной температуре на возвышенностях. Чтобы довести кастрюлю с водой до кипения, ее сначала нужно поднять до 100 ° C. Это изменение температуры достигается за счет поглощения тепла горелкой печи. Быстро замечаешь, что для того, чтобы довести до кипения полную кастрюлю с водой, требуется значительно больше времени, чем для того, чтобы довести до кипения наполовину полную. Это связано с тем, что полная кастрюля с водой должна поглощать больше тепла, чтобы вызвать такое же изменение температуры.Фактически, требуется вдвое больше тепла, чтобы вызвать такое же изменение температуры в двойной массе воды.

Удельная теплоемкость также указана из расчета на K или на ° C. Тот факт, что удельная теплоемкость указана из расчета на градус , указывает на то, что количество тепла, необходимое для повышения данной массы вещества до определенной температуры, зависит от изменения температуры, необходимого для достижения этой конечной температуры.Другими словами, важна не конечная температура, а общее изменение температуры. Для изменения температуры воды с 20 ° C до 100 ° C (изменение на 80 ° C) требуется больше тепла, чем для повышения температуры того же количества воды с 60 ° C до 100 ° C (изменение на 40 ° C). ° С). Фактически, для изменения температуры данной массы воды на 80 ° C требуется вдвое больше тепла по сравнению с изменением на 40 ° C. Человек, который хочет быстрее довести воду до кипения на плите, должен начать с теплой водопроводной воды вместо холодной.

Это обсуждение удельной теплоемкости заслуживает одного заключительного комментария. Термин «удельная теплоемкость» в некоторой степени соответствует неправильному обозначению . Этот термин означает, что вещества могут иметь способность содержать вещь , называемую теплотой. Как уже говорилось ранее, тепло — это не то, что содержится в объекте. Тепло — это то, что передается к объекту или от него. Объекты содержат энергию в самых разных формах. Когда эта энергия передается другим объектам с разной температурой, мы называем переданную энергию тепловой или тепловой энергией .Хотя это вряд ли приживется, более подходящим термином будет удельная энергоемкость.

Связь количества тепла с изменением температуры

Удельная теплоемкость позволяет математически связать количество тепловой энергии, полученной (или потерянной) образцом любого вещества, с массой образца и ее результирующим изменением температуры. Связь между этими четырьмя величинами часто выражается следующим уравнением.

Q = м • C • ΔT

где Q — количество тепла, переданного объекту или от него, m — масса объекта, C — удельная теплоемкость материала, из которого состоит объект, а ΔT — результирующее изменение температуры объекта. Как и во всех других ситуациях в науке, значение дельта (∆) для любой величины рассчитывается путем вычитания начального значения количества из окончательного значения количества. В этом случае ΔT равно T _final — T _initial .При использовании приведенного выше уравнения значение Q может быть положительным или отрицательным. Как всегда, положительный и отрицательный результат расчета имеет физическое значение. Положительное значение Q указывает на то, что объект получил тепловую энергию от окружающей среды; это соответствовало бы повышению температуры и положительному значению ΔT. Отрицательное значение Q указывает на то, что объект выделяет тепловую энергию в окружающую среду; это соответствовало бы снижению температуры и отрицательному значению ΔT.

Знание любых трех из этих четырех величин позволяет человеку вычислить четвертое количество. Общая задача на многих уроках физики включает решение проблем, связанных с отношениями между этими четырьмя величинами. В качестве примеров рассмотрим две проблемы ниже. Решение каждой проблемы разработано для вас. Дополнительную практику можно найти в разделе «Проверьте свое понимание» внизу страницы.

Пример задачи 1 Какое количество тепла требуется для повышения температуры 450 граммов воды с 15 ° C до 85 ° C? Удельная теплоемкость воды 4.18 Дж / г / ° C.

Как и любая проблема в физике, решение начинается с определения известных величин и соотнесения их с символами, используемыми в соответствующем уравнении. В этой задаче мы знаем следующее:

м = 450 г
С = 4,18 Дж / г / ° C
Т _{начальная} = 15 ° С
T _{окончательный} = 85 ° C

Мы хотим определить значение Q — количество тепла.Для этого мы использовали бы уравнение Q = m • C • ΔT. Буквы m и C известны; ΔT можно определить по начальной и конечной температуре.

T = T _{окончательный} — T _{начальный} = 85 ° C — 15 ° C = 70 ° C

Зная три из четырех величин соответствующего уравнения, мы можем подставить и решить для Q.

Q = m • C • ΔT = (450 г) • (4,18 Дж / г / ° C) • (70 ° C)
Q = 131670 Дж
Q = 1.3×10 ⁵ J = 130 кДж (округлено до двух значащих цифр)

Пример задачи 2 Образец 12,9 грамма неизвестного металла при температуре 26,5 ° C помещают в чашку из пенополистирола, содержащую 50,0 граммов воды при температуре 88,6 ° C. Вода охлаждается, и металл нагревается, пока не будет достигнуто тепловое равновесие при 87,1 ° C. Предполагая, что все тепло, теряемое водой, передается металлу, а чашка идеально изолирована, определите удельную теплоемкость неизвестного металла.Удельная теплоемкость воды составляет 4,18 Дж / г / ° C.

По сравнению с предыдущей проблемой это гораздо более сложная проблема. По сути, эта проблема похожа на две проблемы в одной. В основе стратегии решения проблем лежит признание того, что количество тепла, потерянного водой (Q _вода ), равно количеству тепла, полученного металлом (Q _металл ). Поскольку значения m, C и ΔT воды известны, можно вычислить Q _water .Это значение Q _воды равно значению металла Q _{. Как только значение металла} Q _{известно, его можно использовать со значением m и ΔT металла для расчета металла} Q _{. Использование этой стратегии приводит к следующему решению:}

Часть 1: Определение потерь тепла водой

Дано:

м = 50,0 г
С = 4,18 Дж / г / ° C
Т _{начальная} = 88,6 ° С
Т _финал = 87.1 ° С
ΔT = -1,5 ° C (T _{окончательный} — T _{начальный} )

Решение для Q _воды :

Q _вода = m • C • ΔT = (50,0 г) • (4,18 Дж / г / ° C) • (-1,5 ° C)
Q _вода = -313,5 Дж (без заземления)
(Знак — означает, что вода теряет тепло)

Часть 2: Определите стоимость металла C

Дано:

Q _металл = 313.5 Дж (используйте знак +, так как металл нагревается)
m = 12,9 г
Т _{начальная} = 26,5 ° С
T _{окончательная} = 87,1 ° C
ΔT = (T _{конечный} — T _{начальный} )

Решить для металла C :

Переставьте металл Q = m _металл • C _металл • ΔT _металл , чтобы получить металл C = Q _металл / (m _металл • ΔT _металл )

C _металл = Q _металл / (м _металл • ΔT _металл ) = (313.5 Дж) / [(12,9 г) • (60,6 ° C)]
C _металл = 0,40103 Дж / г / ° C
C _металл = 0,40 Дж / г / ° C (округлено до двух значащих цифр)

Жара и изменения состояния

Приведенное выше обсуждение и соответствующее уравнение (Q = m • C • ∆T) связывает тепло, полученное или потерянное объектом, с результирующими изменениями температуры этого объекта. Как мы узнали, иногда тепло накапливается или теряется, но температура не меняется.Это тот случай, когда вещество претерпевает изменение состояния. Итак, теперь мы должны исследовать математику, связанную с изменениями состояния и количества тепла.

Чтобы начать обсуждение, давайте рассмотрим различные изменения состояния, которые можно наблюдать для образца вещества. В таблице ниже перечислены несколько изменений состояния и указаны имена, обычно связанные с каждым процессом.

Процесс	Изменение состояния
Плавка	От твердого до жидкого
Замораживание	От жидкости к твердому веществу
Испарение	От жидкости к газу
Конденсация	Газ — жидкость
Сублимация	Твердое тело в газ
Депонирование	Газ — твердое вещество

В случае плавления, кипения и сублимации к образцу вещества должна быть добавлена ​​энергия, чтобы вызвать изменение состояния.Такие изменения состояния называют эндотермическими. Замораживание, конденсация и осаждение экзотермичны; энергия высвобождается образцом материи, когда происходят эти изменения состояния. Таким образом, можно заметить, что образец льда (твердая вода) тает, когда его помещают на горелку или рядом с ней. Тепло передается от горелки к образцу льда; энергия приобретается льдом, вызывая изменение состояния. Но сколько энергии потребуется, чтобы вызвать такое изменение состояния? Есть ли математическая формула, которая могла бы помочь в определении ответа на этот вопрос? Безусловно, есть.

Количество энергии, необходимое для изменения состояния образца материи, зависит от трех вещей. Это зависит от того, что такое субстанция, от того, сколько субстанции претерпевает изменение состояния, и от того, какое изменение состояния происходит. Например, для плавления льда (твердая вода) требуется другое количество энергии, чем для плавления железа. И для таяния льда (твердая вода) требуется другое количество энергии, чем для испарения того же количества жидкой воды. И, наконец, для плавления 10 требуется другое количество энергии.0 граммов льда по сравнению с таянием 100,0 граммов льда. Вещество, процесс и количество вещества — это три переменные, которые влияют на количество энергии, необходимое для того, чтобы вызвать конкретное изменение состояния. Используйте виджет ниже, чтобы исследовать влияние вещества и процесса на изменение энергии. (Обратите внимание, что теплота плавления — это изменение энергии, связанное с изменением состояния твердое-жидкое.)

Значения удельной теплоты плавления и удельной теплоты парообразования указаны из расчета на количество .Например, удельная теплота плавления воды составляет 333 Дж / грамм. Чтобы растопить 1,0 грамм льда, требуется 333 Дж энергии. Чтобы растопить 10 граммов льда, требуется в 10 раз больше энергии — 3330 Дж. Такое рассуждение приводит к следующим формулам, связывающим количество тепла с массой вещества и теплотой плавления и испарения.

Для плавления и замораживания: Q = m • ΔH _{плавление}
Для испарения и конденсации: Q = m • ΔH _{испарение}

, где Q представляет количество энергии, полученной или высвобожденной во время процесса, m представляет собой массу образца, ΔH _{плавление} представляет удельную теплоту плавления (на грамм) и ΔH _{испарения} представляет собой удельную теплоемкость испарение (из расчета на грамм).Подобно обсуждению Q = m • C • ΔT, значения Q могут быть как положительными, так и отрицательными. Значения Q положительны для процесса плавления и испарения; это согласуется с тем фактом, что образец вещества должен набирать энергию, чтобы плавиться или испаряться. Значения Q отрицательны для процесса замораживания и конденсации; это согласуется с тем фактом, что образец вещества должен терять энергию, чтобы замерзнуть или конденсироваться.

В качестве иллюстрации того, как можно использовать эти уравнения, рассмотрим следующие два примера задач.

Пример задачи 3 Элиза кладет в свой напиток 48,2 грамма льда. Какое количество энергии будет поглощено льдом (и высвобождено напитком) в процессе таяния? Теплота плавления воды 333 Дж / г.

Уравнение, связывающее массу (48,2 грамма), теплоту плавления (333 Дж / г) и количество энергии (Q): Q = m • ΔH _fusion .Подстановка известных значений в уравнение приводит к ответу.

Q = м • ΔH _{плавление} = (48,2 г) • (333 Дж / г)
Q = 16050,6 Дж
Q = 1,61 x 10 ⁴ Дж = 16,1 кДж (округлено до трех значащих цифр)

Пример Задачи 3 включает в себя довольно простое вычисление типа «подключай и исправляй». Теперь мы попробуем Пример задачи 4, который потребует более глубокого анализа.

Пример задачи 4 Какое минимальное количество жидкой воды на 26.5 градусов, которые потребуются, чтобы полностью растопить 50,0 граммов льда? Удельная теплоемкость жидкой воды составляет 4,18 Дж / г / ° C, а удельная теплота плавления льда — 333 Дж / г.

В этой задаче лед тает, а жидкая вода остывает. Энергия передается от жидкости к твердому телу. Чтобы растопить твердый лед, на каждый грамм льда необходимо передать 333 Дж энергии. Эта передача энергии от жидкой воды ко льду охлаждает жидкость.Но жидкость может охладиться только до 0 ° C — точки замерзания воды. При этой температуре жидкость начнет затвердевать (замерзнуть), а лед полностью не растает.

Мы знаем следующее о льду и жидкой воде:

Информация о льду:

м = 50,0 г
ΔH _{плавление} = 333 Дж / г

Информация о жидкой воде:

С = 4.18 Дж / г / ° C
Т _{начальная} = 26,5 ° С
T _{окончательный} = 0,0 ° C
ΔT = -26,5 ° C (T _{окончательный} — T _{начальный} )

Энергия, полученная льдом, равна энергии, потерянной из воды.

Q _лед = -Q _{жидкая вода}

Знак — указывает, что один объект получает энергию, а другой объект теряет энергию. Мы можем вычислить левую часть приведенного выше уравнения следующим образом:

Q _лед = m • ΔH _{плавление} = (50.0 г) • (333 Дж / г)
Q _лед = 16650 Дж

Теперь мы можем установить правую часть уравнения равной m • C • ΔT и начать подставлять известные значения C и ΔT, чтобы найти массу жидкой воды. Решение:

16650 Дж = -Q _{жидкая вода}
16650 Дж = -м _{жидкая вода} • C _{жидкая вода} • ΔT _{жидкая вода}
16650 Дж = -м _{жидкая вода} • (4.18 Дж / г / ° C) • (-26,5 ° C)
16650 Дж = -м _{жидкая вода} • (-110,77 Дж / ° C)
м _{жидкая вода} = — (16650 Дж) / (- 110,77 Дж / ° C)
м _{жидкая вода} = 150,311 г
м _{жидкая вода} = 1,50×10 ² г (округлено до трех значащих цифр)

Еще раз о кривых нагрева и охлаждения

На предыдущей странице Урока 2 обсуждалась кривая нагрева воды.Кривая нагрева показывала, как температура воды увеличивалась с течением времени по мере нагрева образца воды в твердом состоянии (т. Е. Льда). Мы узнали, что добавление тепла к образцу воды может вызвать либо изменение температуры, либо изменение состояния. При температуре плавления воды добавление тепла вызывает преобразование воды из твердого состояния в жидкое состояние. А при температуре кипения воды добавление тепла вызывает преобразование воды из жидкого состояния в газообразное.Эти изменения состояния произошли без каких-либо изменений температуры. Однако добавление тепла к образцу воды, не имеющей температуры фазового перехода, приведет к изменению температуры.

Теперь мы можем подойти к теме кривых нагрева на более количественной основе. На диаграмме ниже представлена ​​кривая нагрева воды. На нанесенных линиях есть пять помеченных участков.

Три диагональных участка представляют собой изменения температуры образца воды в твердом состоянии (участок 1), жидком состоянии (участок 3) и газообразном состоянии (участок 5).Две горизонтальные секции представляют изменения в состоянии воды. На участке 2 проба воды тает; твердое вещество превращается в жидкость. В секции 4 образец воды подвергается кипению; жидкость превращается в газ. Количество тепла, передаваемого воде в секциях 1, 3 и 5, связано с массой образца и изменением температуры по формуле Q = m • C • ΔT. А количество тепла, переданного воде в секциях 2 и 4, связано с массой образца и теплотой плавления и испарения формулами Q = m • ΔH _fusion (секция 2) и Q = m • ΔH _{испарение} (раздел 4).Итак, теперь мы попытаемся вычислить количество тепла, необходимое для перевода 50,0 граммов воды из твердого состояния при -20,0 ° C в газообразное состояние при 120,0 ° C. Для расчета потребуется пять шагов — по одному шагу для каждого раздела приведенного выше графика. Хотя удельная теплоемкость вещества зависит от температуры, в наших расчетах мы будем использовать следующие значения удельной теплоемкости:

Твердая вода: C = 2,00 Дж / г / ° C
Жидкая вода: C = 4,18 Дж / г / ° C
Газообразная вода: C = 2.01 Дж / г / ° C

Наконец, мы будем использовать ранее сообщенные значения ΔH _{слияния} (333 Дж / г) и ΔH _{испарения} (2,23 кДж / г).

Раздел 1 : Изменение температуры твердой воды (льда) с -20,0 ° C до 0,0 ° C.

Используйте Q ₁ = m • C • ΔT

, где m = 50,0 г, C = 2,00 Дж / г / ° C, T _{начальная} = -200 ° C и T _{конечная} = 0,0 ° C

Q ₁ = m • C • ΔT = (50.0 г) • (2,00 Дж / г / ° C) • (0,0 ° C — -20,0 ° C)
Q ₁ = 2,00 x10 ³ Дж = 2,00 кДж

Раздел 2 : Таяние льда при 0,0 ° C.

Используйте Q ₂ = m • ΔH _сварка

, где m = 50,0 г и ΔH _{плавление} = 333 Дж / г

Q ₂ = m • ΔH _{плавление} = (50,0 г) • (333 Дж / г)
Q ₂ = 1,665 x10 ⁴ Дж = 16.65 кДж
Q ₂ = 16,7 кДж (округлено до 3 значащих цифр)

Раздел 3 : Изменение температуры жидкой воды с 0,0 ° C на 100,0 ° C.

Используйте Q ₃ = m • C • ΔT

, где m = 50,0 г, C = 4,18 Дж / г / ° C, T _{начальная} = 0,0 ° C и T _{конечная} = 100,0 ° C

Q ₃ = m • C • ΔT = (50,0 г) • (4,18 Дж / г / ° C) • (100,0 ° C — 0,0 ° C)
Q ₃ = 2.09 x10 ⁴ Дж = 20,9 кДж

Раздел 4 : Кипячение воды при 100,0 ° C.

Используйте Q ₄ = m • ΔH _{испарение}

, где m = 50,0 г и ΔH _{испарение} = 2,23 кДж / г

Q ₄ = m • ΔH _{испарение} = (50,0 г) • (2,23 кДж / г)
Q ₄ = 111,5 кДж
Q ₄ = 112 кДж (округлено до 3 значащих цифр)

Раздел 5 : Изменение температуры жидкой воды со 100.От 0 ° C до 120,0 ° C.

Используйте Q ₅ = m • C • ΔT

, где m = 50,0 г, C = 2,01 Дж / г / ° C, T _{начальная} = 100,0 ° C и T _{конечная} = 120,0 ° C

Q ₅ = m • C • ΔT = (50,0 г) • (2,01 Дж / г / ° C) • (120,0 ° C — 100,0 ° C)
Q ₅ = 2,01 x10 ³ J = 2,01 кДж

Общее количество тепла, необходимое для превращения твердой воды (льда) при -20 ° C в газообразную воду при 120 ° C, является суммой значений Q для каждого участка графика.То есть

Q _итого = Q ₁ + Q ₂ + Q ₃ + Q ₄ + Q ₅

Суммирование этих пяти значений Q и округление до нужного количества значащих цифр приводит к значению 154 кДж в качестве ответа на исходный вопрос.

В приведенном выше примере есть несколько особенностей решения, над которыми стоит задуматься:

• Первое: длинная задача была разделена на части, каждая из которых представляет собой одну из пяти частей графика.Поскольку было вычислено пять значений Q, они были обозначены как Q ₁ , Q ₂ и т. Д. Этот уровень организации требуется в многоступенчатой ​​задаче, такой как эта.
• Секунда: внимание было уделено знаку +/- на ΔT. Изменение температуры (или любой величины) всегда рассчитывается как конечное значение величины за вычетом начального значения этой величины.
• Третий: На протяжении всей проблемы внимание уделялось подразделениям.Единицы Q будут либо в Джоулях, либо в килоджоулях, в зависимости от того, какие количества умножаются. Отсутствие внимания к устройствам — частая причина сбоев в подобных проблемах.
• Четвертый: На протяжении всей задачи внимание уделялось значащим цифрам. Хотя это никогда не должно становиться основным акцентом какой-либо проблемы в физике, это, безусловно, деталь, на которую стоит обратить внимание.

Здесь, на этой странице, мы узнали, как рассчитать количество тепла, задействованного в любом процессе нагрева / охлаждения и в любом процессе изменения состояния.Это понимание будет иметь решающее значение, когда мы перейдем к следующей странице Урока 2, посвященной калориметрии. Калориметрия — это наука, связанная с определением изменений энергии системы путем измерения теплообмена с окружающей средой.

Проверьте свое понимание

1. Вода имеет необычно высокую удельную теплоемкость. Какое из следующих утверждений логически следует из этого факта?

а.По сравнению с другими веществами горячая вода вызывает сильные ожоги, потому что она хорошо проводит тепло.
б. По сравнению с другими веществами вода при нагревании быстро нагревается до высоких температур.
c. По сравнению с другими веществами, образец воды требует значительного количества тепла, чтобы изменить ее температуру на небольшое количество.

2. Объясните, почему в больших водоемах, таких как озеро Мичиган, в начале июля может быть довольно прохладно, несмотря на то, что температура наружного воздуха около или выше 90 ° F (32 ° C).

3. В таблице ниже описан термический процесс для различных объектов (выделен красным жирным шрифтом). Для каждого описания укажите, набирается или теряется тепло объектом, является ли процесс эндотермическим или экзотермическим, и является ли Q для указанного объекта положительным или отрицательным значением.

	Процесс	Получено или потеряно тепло?	Эндо- или экзотермический?	Q: + или -?
а.	Кубик льда помещают в стакан с лимонадом комнатной температуры, чтобы охладить напиток.
г.	Холодный стакан лимонада стоит на столе для пикника под жарким полуденным солнцем и нагревается до 32 ° F.
г.	Конфорки на электроплите выключаются и постепенно остывают до комнатной температуры.
г.	Учитель вынимает из термоса большой кусок сухого льда и опускает его в воду. Сухой лед возгоняется, образуя газообразный диоксид углерода.
e.	Водяной пар в увлажненном воздухе ударяется о окно и превращается в каплю росы (каплю жидкой воды).

4. Образец металлического цинка массой 11,98 грамма помещают в баню с горячей водой и нагревают до 78,4 ° C. Затем его удаляют и помещают в чашку из пенополистирола, содержащую 50,0 мл воды комнатной температуры (T = 27,0 ° C; плотность = 1,00 г / мл). Вода прогревается до температуры 28.1 ° С. Определите удельную теплоемкость цинка.

5. Джейк достает из туалета банку с газировкой и выливает ее в чашку со льдом. Определите количество тепла, теряемого содой комнатной температуры при плавлении 61,9 г льда (ΔH _fusion = 333 Дж / г).

6. Теплота сублимации (ΔH _{сублимация} ) сухого льда (твердый диоксид углерода) составляет 570 Дж / г. Определите количество тепла, необходимое для превращения 5,0-фунтового мешка сухого льда в газообразный диоксид углерода.(Дано: 1,00 кг = 2,20 фунта)

7. Определите количество тепла, необходимое для повышения температуры 3,82-граммового образца твердого пара-дихлорбензола с 24 ° C до жидкого состояния при 75 ° C. Пара-дихлорбензол имеет температуру плавления 54 ° C, теплоту плавления 124 Дж / г и удельную теплоемкость 1,01 Дж / г / ° C (твердое состояние) и 1,19 Дж / г / ° C (жидкое состояние).

Как рассчитать время нагрева или охлаждения | Блог

Во многих случаях может быть полезно узнать, сколько времени потребуется, чтобы нагреть или охладить вашу систему до определенной температуры.Или вы можете рассчитать, сколько энергии требуется для нагрева или охлаждения данного объема жидкости за определенный промежуток времени.

К счастью, есть довольно простое уравнение, которое можно использовать, если вы знаете массу жидкости в ванне, ее удельную теплоемкость, разницу температур, а также мощность или время.

Тем не менее, использование этого уравнения не совсем надежно, поскольку существуют различные факторы, которые могут нарушить расчет. В этом посте мы рассмотрим уравнение для расчета времени нагрева или охлаждения и причины, по которым вам следует искать систему с чуть большей мощностью, чем вы думаете, что вам нужно.

Расчет времени нагрева или охлаждения

Вы можете использовать то же основное уравнение для расчета времени нагрева или охлаждения, хотя для расчета времени охлаждения требуется немного больше работы. При нагреве подаваемая мощность постоянна, но при охлаждении мощность (или охлаждающая способность) изменяется в зависимости от температуры.

Расчет времени нагрева

Чтобы узнать, сколько времени потребуется для нагрева ванны до определенной температуры, можно использовать следующее уравнение:

t = mcΔT / P

Где:

• т — время нагрева или охлаждения в секундах
• м — масса жидкости в килограммах
• c — удельная теплоемкость жидкости в джоулях на килограмм и на Кельвин
.
• ΔT — разница температур в градусах Цельсия или Фаренгейта
• P — мощность, при которой подается энергия, в ваттах или джоулях в секунду

Аналогичным образом, чтобы рассчитать мощность, необходимую для нагрева или охлаждения ванны до определенной температуры за заданное время, вы можете использовать это уравнение:

P = mcΔT / т

Хотя этим уравнениям довольно просто следовать, может возникнуть некоторая путаница, когда дело доходит до того, какие единицы использовать.Вместо этого вы можете использовать онлайн-калькулятор.

Этот красивый и простой калькулятор позволяет рассчитать время, мощность или потребляемую энергию, но он годится только для расчетов с использованием воды. Если вам нужно рассчитать время нагрева для других жидкостей, этот калькулятор больше подходит, поскольку он позволяет вам ввести удельную теплоемкость вещества, которое вы используете. У него есть две опции, позволяющие рассчитать либо требуемую мощность, либо необходимое время.

Калькулятор услуг по технологическому отоплению.

Расчет времени охлаждения

Для расчета времени охлаждения вы можете использовать то же уравнение, что и выше. Вопрос в том, какое значение вы должны использовать для мощности. Холодопроизводительность (или мощность охлаждения) зависит от температуры. Холодопроизводительность снижается при более низких заданных температурах, поскольку разница температур между охлаждающей жидкостью и хладагентом меньше. Теплопередача снижается, поэтому снижается охлаждающая способность.

Например, вот характеристики охлаждающей способности охлаждающих и нагреваемых циркуляционных ванн PolyScience 45 л.

У вас есть несколько вариантов, в зависимости от того, насколько точно вы хотите, чтобы ваш расчет был:

• Используйте консервативную оценку , предполагая более низкую мощность до следующей указанной температуры. Например, принимая указанные выше характеристики, вы можете предположить, что охлаждающая способность составляет 250 Вт для всех температур от -20 ° C до 0 ° C и 800 Вт для всех температур от 0 ° C до 20 ° C.
• Возможно заниженная оценка, но с большей точностью. путем определения средней мощности между различными температурами.
• Используйте быстрый и грязный (и, вероятно, менее точный) метод , учитывая только охлаждающую способность при средней температуре.
• Выбирайте альтернативный быстрый метод , который использует средние значения холодопроизводительности в различных точках диапазона температур (точки должны включать верхний и нижний пределы диапазона температур, чтобы это было жизнеспособным).

Что делать, если ваша минимальная температура ниже минимальной указанной в спецификации холодопроизводительности? Как правило, это не должно вызывать беспокойства, поскольку значения холодопроизводительности обычно указываются для температуры, равной или ниже минимальной температуры агрегата.

Если вы пытаетесь охладить до более низкой температуры, она может быть слишком низкой, а это означает, что устройство не сможет обеспечить необходимую вам охлаждающую способность. Однако, если в технических характеристиках не указана охлаждающая способность при температуре, близкой к минимальной температуре устройства, вы можете попросить производителя или нас предоставить необходимую информацию.

Факторы, которые следует учитывать при расчете времени нагрева или охлаждения

Как уже упоминалось, есть несколько причин, по которым ваши расчеты могут не дать реалистичного результата.Таким образом, если вы используете это уравнение для определения времени нагрева или охлаждения, вы должны предположить, что процесс займет немного больше времени, чем ожидалось. Точно так же, если вы используете расчет, чтобы определить, сколько энергии вам нужно для достижения заданного времени нагрева или охлаждения, вы должны предположить, что потребуется некоторая дополнительная мощность.

Вот факторы, которые необходимо учитывать:

1. Прирост или потеря тепла от окружающей среды

Прирост или потеря тепла из-за окружающей среды неизбежны даже в закрытой системе.Охлаждаемая система может поглощать тепло из окружающего воздуха или компонентов системы, снижая ее охлаждающую способность. В системе отопления вы можете терять тепло в окружающий воздух или компоненты системы, например, когда оно проходит по трубам или трубам.

Изоляция вашей системы и контроль температуры окружающей среды могут помочь, но все же может быть неизвестное количество тепла.

2. Потери жидкости из-за испарения

Если вы работаете с открытой системой, вы можете потерять часть жидкости из-за испарения во время процесса нагрева или охлаждения.Количество происходящего испарения будет зависеть от нескольких факторов, в том числе:

• Какая жидкость вы используете: Жидкости с более низкой точкой кипения, такие как этанол, метанол и вода, могут легко испаряться.
• Площадь ванны: Чем больше площадь поверхности, тем выше скорость испарения.
• Используемый диапазон температур: Чем выше температура, тем выше скорость испарения.

Потеря тепла происходит из-за испарения, и когда вы тратите тепловую энергию впустую, время, необходимое для нагрева ванны, увеличивается.Кроме того, в результате потери жидкости значение массы (m) в уравнении не будет точным, что может привести к ухудшению результатов. Если вы используете смесь из двух или более жидкостей, и один компонент смеси испаряется быстрее, чем другие, соотношение будет изменено, что приведет к неточности в определении удельной теплоемкости (c).

Испарение трудно предсказать и точно учесть (и если вы достаточно хорошо разбираетесь в термодинамике, чтобы делать это комфортно, вы, вероятно, не читали бы эту статью).Таким образом, лучше всего либо оценить скорость испарения с помощью эмпирического теста, а затем учесть это математически, используя теплоту испарения, либо просто добавить коэффициент безопасности.

3. Проблемы с обслуживанием

В системах отопления на элементах водяной бани часто образуется накипь из-за отложений минералов. При отсутствии контроля это накопление может повлиять на эффективность передачи тепла от элемента к жидкости. Поскольку элемент изолирует накипь, требуется больше энергии для нагрева системы до желаемой температуры.

При нагревании увеличивается время, необходимое для достижения желаемой температуры в системе заданной мощности. Если вы смотрите на мощность, она увеличит количество энергии, необходимое для достижения желаемой температуры за определенное время.

Для систем охлаждения на холодопроизводительность также могут влиять проблемы с обслуживанием. В конденсаторах с водяным охлаждением коррозия, образование накипи или биологический рост могут препятствовать передаче тепла, снижая охлаждающую способность. В конденсаторах с воздушным охлаждением скопление пыли и мусора на лопастях и ребрах вентилятора может уменьшить поток воздуха, что приведет к аналогичному эффекту снижения охлаждающей способности.

Регулярное техническое обслуживание вашего устройства, включая очистку различных компонентов, промывку жидкости и использование ингибитора коррозии, может помочь.

Как рассчитать объемы систем с замкнутым контуром

В наших недавних сообщениях в блоге мы рассмотрели различные химические вещества и стандарты, относящиеся к системам с замкнутым контуром. В этом сообщении блога мы делаем шаг назад и рассматриваем одну важную информацию: как рассчитать правильную дозу химикатов для использования в закрытой системе.

К сожалению, компании по очистке воды, с которыми заключены контракты на выполнение различных задач на месте, от промывки до текущего обслуживания и тестирования систем, редко получают эту важную информацию. Поэтому очень полезно знать, как оценивать объемы системы.

Существуют отдельные методы расчета объемов замкнутой системы. Эти расчеты широко используются в отрасли и, хотя и не на 100% точны, дадут работоспособное представление об объемах системы, которые можно использовать для оценки объемов химических веществ, необходимых для обработки.

Метод 1: с использованием номинальной мощности

Большинство чиллеров или котлов систем отопления имеют номинальную мощность в кВт. Обычно это можно найти на табличке на самом заводе оборудования. Если это новая система, то номинальные значения в кВт могут быть указаны установщиком, и их можно будет получить из этой спецификации.

Для коммерческих систем под давлением умножьте номинальную мощность в кВт на соответствующую цифру ниже, чтобы получить оценку объема системы:

• Системы, состоящие из обогрева по периметру, конвекторов и т. Д. = 6 литров / кВт
• Системы вентиляции (приточно-вытяжные установки, фанкойлы и т. Д.), Системы охлажденной воды = 8 литров / кВт
• Стальные панельные радиаторы = 11 литров / кВт
• Чугунные радиаторы = 14 л / кВт
• Системы дистанционного отопления в больших многоэтажных зданиях = 20 литров / кВт
• Теплый пол = 23 л / кВт

Метод 2: использование Systemtrace CC

Компания B&V Chemicals провела обширные испытания и предлагает индикаторный продукт, который можно использовать вместе с подходящим фотометром для точного определения объемов замкнутых систем.Независимо от объема вашей системы, примерно 10 000 или 50 000 литров, SYSTEMTRACE CC экономичен и прост в использовании, а также поможет вам лучше контролировать режим очистки воды.

Один литр Systemtrace CC даст 75 мкг / л индикатора при разбавлении в 10 000 литров. Процесс работает следующим образом:

• Точно отмерьте необходимый объем Systemtrace CC и добавьте его в систему в подходящей точке дозирования (например, через дозирующую емкость)
• Система должна быть полностью рециркулирующей и оставлена ​​минимум на 2 часа, чтобы обеспечить равномерное рассеивание индикатора.
• Затем следует взять пробы из репрезентативных точек системы.Химический индикатор (PTSA) представляет собой флуоресцентный краситель; при облучении УФ-светом он излучает волны с длиной волны 400-500 нм, и его легко измерить с помощью подходящего фотометра.

Для получения дополнительной информации об этом продукте, пожалуйста, свяжитесь с нашим техническим отделом.

Метод 3: с использованием длины трубопровода

Расчет также может быть выполнен на основе длины трубопроводов, соответствующих диаметров и вместимости любых связанных резервуаров / емкостей. По возможности, разумно ссылаться на исходные схемы проектирования / установки, которые должны включать модификации / обновления исходной системы.

Объём резервуаров:

Прямоугольные резервуары:

Диаметр резервуара мм x длина резервуара мм x высота резервуара мм = объем резервуара в литрах.

Цилиндрические сосуды:

Диаметр резервуара мм / 2 = радиус резервуара мм

(Радиус бака мм2 x 3,14) x высота бака мм = объем бака в литрах.

Внутренний объем чиллера / бойлера обычно указывается на табличке на самом оборудовании.

Для расчета объемов сопутствующих трубопроводов можно использовать приведенную ниже таблицу.

Руководство по содержанию трубопроводов различных размеров

Размер трубопровода 1 метр	Объем в литрах	Размер трубопровода 1 метр	Объем в литрах
15 мм	0,177	100 мм	7,85
22 мм	0,381	125 мм	12,27
25 мм	0.491	150 мм	17,67
28 мм	0,616	200 мм	31,42
32 мм	0,804	250 мм	49,09
37 мм	1,075	300 мм	70,7
42 мм	1,386	350 мм	96,22
50 мм	1,964	400 мм	125.68
54 мм	2,291	450 мм	159.06
65 мм	3,319	500 мм	196,38
75 мм	4,418	600 мм	282,78
80 мм	5,027

По возможности, фактический объем системы должен быть получен от клиента, и это должно быть отмечено в журнале для этой системы.Для старых систем эта информация вряд ли будет доступна. Если для расчета объема системы используется какой-либо из трех вышеперечисленных методов, важно помнить, что они обеспечивают только хорошее руководство / оценку объема системы. При добавлении ингибитора в систему всегда следите за тем, чтобы ингибитор добавлялся на уровнях, обеспечивающих, по крайней мере, минимальный уровень ингибитора, рекомендованный поставщиком.

При добавлении биоцида в систему часто бывает трудно проверить его уровень.Некоторые биоциды на основе изотиазолинона и глутарового альдегида проходят полевые испытания, но они довольно сложны. Для некоторых биоцидов, таких как Pseudokill, доступны более простые наборы для тестирования, поэтому можно проверить уровни этого биоцида в системе.

Для получения технической консультации или получения дополнительных сведений о продукте Systemtrace CC, пожалуйста, свяжитесь с нашим техническим отделом по телефону 01327 709439 или [email protected]

Основные диаграммы нагрева воды | Сантехника Перспектива

ОСНОВНЫЕ ДИАГРАММЫ И ФОРМУЛЫ ВОДЯНОГО НАГРЕВА
Rich Grimes

Уже 2012 год, и в этом выпуске мы постараемся дать вам много информации и полезных схем, связанных с нагревом воды.Я не получаю много запросов, поэтому я рад удовлетворить такую ​​актуальную тему. Самое приятное, что вам не придется слишком много читать от меня, поскольку эти диаграммы и формулы говорят сами за себя! Итак, поехали…

БТЕ

Британская тепловая единица (BTU) — это единица измерения тепловой энергии. Одна БТЕ — это количество тепловой энергии, необходимое для подъема одного фунта воды на 1 ° F. Вода весит 8,33 фунта на галлон, поэтому мы можем рассчитать, что один галлон воды требует 8,33 БТЕ для повышения температуры на 1 ° F.

БТЕ СОДЕРЖАНИЕ ТОПЛИВА

ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ БТЕ В ЧАС

УГОЛЬ

1 фунт = 10,000 — 15,000

1 тонна = 25 миллионов (приблизительно)

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

1 кВт = 3,412

МАСЛО

1 галлон топлива # 1 = 136,000

1 галлон # 2 топлива = 138,500

1 галлон # 3 топлива = 141,000

1 галлон # 5 Топливо = 148,500

1 галлон # 6 Топливо = 152000

ГАЗ

1 фунт бутана = 21 300

1 галлон бутана = 102,800

1 куб. Фут.бутана = 3,280

1 куб. Фут. произведенного газа = 530

1 куб. Фут. смешанных = 850

1 куб. Фут. натуральных = 1,075

1 куб. Фут. пропана = 2,570

1 фунт пропана = 21 800

1 галлон пропана =

ПОДСТАВКА

1 котельная мощность (л. С.) = 33 475 БТЕ

1 Мощность котла (л. С.) = 34.5 фунтов пара при 212ºF

1 котельная мощность (л. С.) = 9,81 кВт

ОХЛАЖДЕНИЕ

1 тонна охлаждения = 12000

ИНФОРМАЦИЯ О ГАЗЕ

ПРИРОДНЫЙ ПРОПАН

Удельный вес = 0,62 1,52

Пределы воспламеняемости (смесь ГАЗ / ВОЗДУХ) = 4% -14% 2.4% -9,6%

Максимальное распространение пламени (смесь ГАЗ / ВОЗДУХ) = 10% 5%

Температура возгорания = 1200ºF 950ºF

1 фунт газа (1 фунт / кв. Дюйм) = 28 дюймов водяного столба (водяного столба)

1 фунт газа (1 фунт / кв. Дюйм) = 16 унций (унций)

1 терм. = 100 000 БТЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

1 Киловатт (кВт) = 3412 БТЕ в час

1 киловатт (кВт) = 1000 Вт в час

Испарится 1 киловатт-час (кВтч) 3.5 фунтов воды при температуре 212ºF (

)

Ампер — однофазный (1 Ø) = кВт x 1000 или ВАТТА
НАПРЯЖЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Ампер — трехфазный (3 Ø) = кВт x 1000 или ВАТТА
НАПРЯЖЕНИЕ x 1,732 НАПРЯЖЕНИЕ x 1.732

ВОДЯНЫЕ ФОРМУЛЫ

БТЕ в час Требование

ВЫХОД

БТЕ = галлонов в минуту x повышение температуры x 8,33 фунта / галлон x 60 минут

ВХОД

БТЕ = (галлонов в минуту x повышение температуры x 8,33 фунта / галлон x 60 минут)

% КПД

Эффективность теплопередачи

КПД

% = (галлонов в час x повышение температуры x 8.33 фунта / галлон)
БТЕ / час ВХОД

Время нагрева

Время в часах = (галлонов в час x повышение температуры x 8,33 фунта / галлон)
(ВВОД БТЕ / час x% КПД)

Повышение температуры

Темп. Повышение (∆T) = (ВХОД БТЕ / час x% КПД)

(галлонов в минуту x 60 минут x 8,33 фунта / галлон)

GPH Восстановление

Электрический = (ВХОДНОЙ кВт x 3412 БТЕ / кВт x% КПД)

(Повышение температуры x 8.33 фунта / галлон)

Газ = (ВВОД БТЕ / час x% КПД)

(повышение температуры x 8,33 фунта / галлон)

ФОРМУЛА СМЕШАННОЙ ВОДЫ

% требуемой горячей воды = (смешанная вода ºF — холодная вода ºF)

(горячая вода ºF — холодная вода ºF)

ИНФОРМАЦИЯ О ВОДЕ

1 галлон = 8,33 фунта

1 галлон = 231 кубических дюймов

1 кубический фут = 7.48 галлонов

1 кубический фут = 62,428 фунта (при 39,2 ° F — максимальная плотность)

1 кубический фут = 59,83 фунта (при 212ºF — точка кипения)

1 фут водяного столба (вод. Ст.) = 0,4333 фунт / кв. Дюйм

Вода расширяется на 4,34% при нагревании от 40 ° F до 212 ° F

Вода расширяется на 8% при замерзании

СУДНО ОТКРЫТОЕ

ТОЧКА КИПЕНИЯ ПРИ ВЫСОТЕ 0 PSI

212ºF 0 футов (уровень моря)

210ºF 1000 футов

208ºF 2000 футов

207ºF 3000 футов

205ºF 4000 футов

203ºF 5000 футов

201ºF 6000 футов

199ºF 7000 футов

ТОЧКА КИПЕНИЯ ЗАКРЫТОГО СУДНА @ PSI @ Уровень моря

МАНОМЕТР ТОЧКИ КИПЕНИЯ

212ºF 0 фунтов на кв. Дюйм

240ºF 10 фунтов / кв. Дюйм

259ºF 20 фунтов на кв. Дюйм

274ºF 30 фунтов / кв. Дюйм

287ºF 40 фунтов / кв. Дюйм

298ºF 50 фунтов / кв. Дюйм

316ºF 70 фунтов / кв. Дюйм

331ºF 90 фунтов на кв. Дюйм

ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСЫ

Для каждой математической формулы существует неограниченное количество онлайн-инструментов и калькуляторов.В Интернете полно полезных ресурсов, позволяющих выполнить работу быстрее. Вот несколько ссылок на полезные веб-сайты:

ВЕБ-АДРЕС ВЕБ-САЙТА / ПРОГРАММЫ

Расчет размера расширительного бака Amtrol https://amtrol.com/support/sizing.html

Калькуляторы

Engineering Toolbox https://www.engineeringtoolbox.com/

Определение размеров водонагревателя штата

(онлайн) https: // www.statewaterheatersizing.com/

Расчет размеров водонагревателя AO Smith (онлайн) https://www.hotwatersizing.com/

Размеры водонагревателя Lochinvar (Загрузить) https://www.lochinvar.com/sizingguide.aspx

Калькулятор цилиндров

(резервуары для хранения) / Другие математические калькуляторы https://www.calculatorfreeonline.com/calculators/geometry-solids/cylinder.php

Электрические / механические / промышленные / гражданские / химические / авиационные калькуляторы https: //www.ifigure.com / инженер / электрик / electric.htm

B&G System Syzer (Загрузить инструмент для трубопроводов / перепада давления) https://completewatersystems.com/brand/bell-gossett/selection-sizing-tools/system-syzer/

Инструменты для выбора и определения размеров B&G (насосы, регуляторы, пар и конденсат) https://completewatersystems.com/brand/bell-gossett/selection-sizing-tools/

Мастер выбора помпы для тако (онлайн-выбор помпы) https://www.taco-hvac.com/en/wizard_pumps.html

Выбор размера смесительного клапана

Lawler (онлайн — настройка учетной записи) https://www.lawlervalve.com/index.php?p=page&page_id=Sizing_Program

База данных DSIRE о государственных / федеральных скидках на возобновляемые источники энергии https://www.dsireusa.org/

Онлайн-выбор клапана ASCO (клапаны — соленоидные, пилотные, пневматические и т. Д.) Https://www.ascovalve.com/Applications/ProductSearch/ProductSearch.aspx?ascowiz=yes

РЕЗЮМЕ

Есть много другой информации, которую мы могли бы добавить, например, Steam.Это надежный источник тепла, и необходимо учитывать несколько факторов, таких как рабочее давление, размер конденсатоотводчика и конденсатопровода и так далее.