Как рассчитать биметаллический радиатор отопления
Без понимания того, как рассчитать биметаллические радиаторы отопления правильно, невозможно будет добиться комфортной температуры в помещении. Несоответствие габаритов батареи метражу комнаты, а также другим параметрам, чревато чрезмерной жарой или холодом в вашем доме в отопительный сезон. Именно биметаллические изделия пользуются большой популярностью для установки в многоэтажных домах, так как устойчивы к гидроударам, имеют малый вес и отличную теплопроводность, обусловленную их конструкцией.
Как рассчитать количество секций биметаллического радиатора
Чтобы корректно рассчитать, сколько секций должны иметь радиаторы, необходимо учитывать следующие показатели:
- мощность одной секции устройства;
- площадь помещения – за расчет берется именно размер комнаты, а не всей жилплощади;
- высота потолков;
- факторы, увеличивающие теплопотери — наличие большого количества застекленных площадей, оконных и дверных проемов, либо угловое положение комнаты.
По самой простой формуле, чтобы рассчитать необходимое число отсеков батареи, требуется предусмотреть 0,1 кВт отопительной мощности на каждые 2,7 м3 (1 м2 при h потолков 2,7 м) отапливаемого помещения. В случае, если у вашего помещения есть факторы значительных теплопотерь, расчетное количество секций рекомендуется увеличить на 15-20%.
Стоит понимать, что подобные расчеты справедливы для исправно функционирующей системы центрального отопления, либо автономного отопительного контура. В случае, если давление и температура воды в сети не отвечают нормам, может потребоваться увеличение количества секций с целью компенсации.
Сколько кВт в одной секции биметаллического радиатора
Изделия разных марок отличаются различными показателями мощности. Узнать их можно, просмотрев документацию изделия. Как правило, это от 100 до 200 Вт в одном сегменте, в зависимости от межосевого расстояния, т.е. по сути высоты. Наиболее популярный формат — 60см, имеет показатель около 150 Вт.
Обратившись в интернет-магазин «Теплозон», вы получите подробную консультацию о свойствах интересующего вас биметаллического радиатора, а также сможете купить необходимое количество сегментов. При этом цена на продукцию в нашем каталоге является приемлемой для всех сегментов ассортимента батарей.
Смотрите также:
Радиатор биметаллический Sira RS 500 8 секций
Корпорация Sira Group открыла российскому потребителю радиаторы «биметалл». Синергия двух металлов, стали и алюминия, позволила решить глобальные проблемы российских отопительных систем.
RS Bimetall выдерживает в 4 раза превосходящее значение рабочего давления в теплосети.
- RS Bimetal способен выдерживать давление до 40 BAR
- Тепловая мощность радиатора RS Bimetal достаточна для создания комфортного микроклимата в доме
- Теплоотдача RS Bimetal при температуре равной 70°C составляет 142 -280 Вт, что позволяет использовать меньшее количество секций для поддержания комфортной температуры, чем у радиаторов других производителей
- RS Bimetal при высоких показателях теплоотдачи достаточно компактен, а разнообразие типоразмеров позволяет использовать этот биметаллический радиатор в помещениях как с большой, так и малой площадью
- функциональный дизайн
- Компактность конструкции
- Безупречно гладкое эмалевое покрытие «псевдокерамика»
- Блестящий модный цвет
- При четком соблюдении условий монтажа и эксплуатации RS Bimetal сохраняет технические и эстетические свойства долгие годы
- Sira Group гарантирует срок эксплуатации для RS Bimetal — 20 лет
- Конструктивная особенность позволяет установить радиатор БЫСТРО, ЛЕГКО, В ЛЮБОЙ СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ (как однотрубной, так и двухтрубной и с любым видом клапана)
Производитель | Sira |
Серия | Радиаторы биметаллические Sira RS 500 |
Тип | секционный |
Материал | биметаллический |
8 | |
Максимальная температура | 110 °С |
Отапливаемая площадь | 16.![]() |
Давление | 60.00 атм |
Мощность | 1.592 кВт |
Цвет | белый |
Способ крепления | настенный |
Высота | 572 мм |
Ширина | 640 мм |
Глубина | 95 мм |
Межосевое расстояние | 500 мм |
Вес | 15.40 кг |
Патрубок DN | 1 |
Гарантия | 10 лет |
Страна производства | Италия |
Сколько кВт в 1 секции чугунного радиатора?
Лучшим отопительным устройством для жилых помещений является чугунный радиатор. Это обусловлено его инертностью в тепловом отношении. Бесспорно, что времени на нагрев батареи из этого металла требуется больше сравнительно с другими материалами, но и тепло она сохраняет значительно дольше.
Стандартные показатели мощности
Как правило, если батарея состоит из отдельных секций, то ее общая мощность наращивается путем их добавления. Именно поэтому при выборе чугунного радиатора всегда необходимо ориентироваться на отдельные секции. А зависит мощность непосредственно от емкости изделия – чем больше объем теплоносителя, тем больше кВт будет выдавать устройство.
Сегодня производители выпускают радиаторы с различными размерами секций, поэтому мощность может составлять от 0,075 до 0,30 кВт. Наиболее распространенными являются 150-ваттные изделия.
Но выдавать такой показатель прибор будет только при соблюдении разности температур – комнатной и теплоносителя. Расхождение в значениях должно быть в пределах 50 °C – если в помещении 18-20 °C, температура воды в отопительной системе не должна быть менее 70 °C.
В среднем для отопления комнаты площадью 15 м² необходим чугунный радиатор, конструкция которого состоит из 10 секций мощностью 0,15 кВт.
При установке чугунных радиаторов необходимо учитывать, что в пределах 80 % теплоотдачи они осуществляют конвективным методом и около 20 % при помощи инфракрасного излучения. Это определяет их расположение – вблизи окна либо под ним. За счет повышенной циркуляции воздуха значительно улучшится теплоотдача.
Разновидности и преимущества
Сегодня на рынке отопительной техники встречаются радиаторы различных типов:
- одноканальные;
- двухканальные;
- трехканальные;
- с прямоугольными секциями;
- с внешним оформлением в стиле ретро.
Также продукция может быть отечественного и зарубежного производства, основными отличиями которых являются:
- теплоотдача – одинакова, но объем секций у импортных моделей меньше;
- стоимость – отечественные устройства значительно дешевле;
- поверхность – зарубежные приборы отличаются более гладкой поверхностью, что сокращает гидравлическое сопротивление.
Чугунные радиаторы обладают меньшей теплоотдачей, чем алюминиевые устройства, но этот недостаток нивелируется их более медленным остыванием, а также надежностью и большим сроком службы.
сколько секций батарей на 1 квадратный метр, калькулятор
Подсчет по площади
Приблизительно вычислить количество секций можно при знании площади помещения, в котором будут устанавливаться батареи. Это самый примитивный метод вычисления, он неплохо работает для домов, где высота потолков небольшая (2,4-2,6 м).
Правильная производительность радиаторов рассчитывается в «тепловой мощности». По нормативам для обогрева одного «квадрата» площади квартиры нужно 100 ватт — на этот показатель и умножается полная площадь. Например, на помещение в 25 кв.м потребуется 2500 ватт.
Виды секций
Вычисленное таким образом количество тепла делят на теплоотдачу от секции батареи (указывается производителем). Дробное число при расчетах округляют в большую сторону (чтобы радиатор гарантированно справился с прогревом). Если батареи выбирают для помещений с низкой потерей тепла или дополнительными отопительными приборами (например, для кухни), можно округлить результат в меньшую сторону — нехватка мощности не будет заметна.
Разберем на примере:
Если в комнату площадью 25 кв.м планируется установка радиаторов отопления с теплоотдачей 204 Вт, формула будет выглядеть так: 100 Вт (мощность для обогрева 1 кв.м) * 25 кв.м (общая площадь) / 204 Вт (теплоотдача одной секции радиатора) = 12,25. Округлив число в большую сторону, получим 13 — количество секций батареи, которое потребуется для отопления комнаты.
Обратите внимание!
Для кухни той же площади достаточно взять 12 секций радиаторов.
Как учитывать эффективную мощность
Эффективная и расчетная мощность не одно и то же. Даже если подсчеты выполнены верно, теплоотдача может быть ниже. Происходит это из-за слабого температурного напора. Положенная мощность, заявленная производителем, обычно указывается для температурного напора в 60°C, а в реальности он нередко составляет 30-50°C. Это происходит из-за низкой температуры теплоносителя в контуре. Чтобы определить эффективную мощность батареи, необходимо ее теплоотдачу умножить на температурный напор в системе, а затем разделить на паспортное значение.
Температурный напор определяют по формуле Т=1/2×(Тн+Тк)-Твн, где
- Тн – температура теплоносителя на подаче;
- Тк – температура теплоносителя на выводе;
- Твн – температура в комнате.
Производитель за Тн принимает 90°C; за Тк – 70°C, за Твн – 20°C. Реальные значения могут сильно отличаться от исходных. На случай экстремально низких температур необходимо прибавить 10-15% мощности.
Рекомендуется предусмотреть возможность ручной или автоматической регулировки подачи теплоносителя в каждый радиатор. Это позволит регулировать температуру во всех помещениях, не расходуя лишнюю тепловую энергию.
Дополнительные факторы
Количество радиаторов на квадратный метр зависит от особенностей конкретного помещения (наличия межкомнатных дверей, количества и герметичности окон) и даже от расположения квартиры в здании. Комната с лоджией или балконом, особенно если они не остеклены, отдает тепло быстрее. Помещение на углу здания, где с «внешним миром» соприкасается не одна, а две стены, потребует большего числа батарей.
На количество секций батареи, которое потребуется для обогрева помещения, влияет также материал, использованный для возведения здания, и наличие дополнительной утепляющей обшивки на стенах. Кроме того, комнаты с окнами во двор будут удерживать тепло лучше, чем с окнами, выходящими на улицу, и потребуют меньшего количества отопительных элементов.
Для каждого из быстро остывающих помещений следует увеличить требуемую мощность, вычисленную по площади комнаты, на 15-20%. Исходя из этого числа высчитывают нужное число секций.
Разница подсоединения
Это интересно! Теплоотражающий экран за радиатором: как установить самостоятельно и преимущества его использования
Примерный расчет — сколько секций батареи на квадратный метр
Он базируется на том, что радиаторы отопления при серийном производстве имеют определенные размеры. Если помещение имеет высоту потолка равную 2.5 метра, то на площадь в 1.8 метров квадратных потребуется лишь одна секция радиатора.
Подсчет количества секций радиатора для комнаты с площадью в 14 метров квадратных равен:
14/1.8=7.8, округляется до 8. Так для помещения с высотой до потолка в 2.5м понадобится восемь секций радиатора. Следует учитывать, что этот способ не подходит, если у отопительного прибора малая мощность (менее 60Вт) ввиду большой погрешности.
Объемный или для нестандартных помещений
Такой расчет применяется для помещений с высокими или очень низкими потолками. Здесь расчет ведется из данных о том, что для обогрева одного метра кубического помещения необходима мощность в 41ВТ. Для этого применяется формула:
К- необходимое количество секций радиатора,
О -объем помещения, он равен произведению высоты на ширину и на длину комнаты.
Если комната имеет высоту-3.0м; длину – 4.0м и ширину – 3.5м, то объем помещения равен:
3.0*4.0*3.5=42 метра кубических.
Расчитывается общая потребность в тепловой энергии данной комнаты:
42*41=1722Вт, учитывая, сто мощность одной секции составляет 160Вт,можно расчитать необходимое их количество путем деления общей потребности в мощности на мощность одной секции: 1722/160=10. 8, округляется до 11 секций.
Если выбраны радиаторы, которые не делятся на секции, от общее число нужно поделить на мощность одного радиатора.
Округлять полученные данные лучше в большую сторону, так как производители иногда завышают заявленную мощность.
Подсчет секций по объему
Расчет по объему комнаты более точен, чем подсчет на основе площади, хотя общий принцип остается тем же. В этой схеме учитывается и высота потолка в доме.
По нормативу на 1 кубометр пространства требуется 41 ватт. Для комнат с качественной современной отделкой, где на окнах стоят стеклопакеты, а стены обработаны утеплителем, требуемое значение всего 34 Вт. Объем рассчитывают, перемножая площадь на высоту потолка (в метрах).
Например, объем комнаты в 25 кв.м с высотой потолков 2,5 м: 25 * 2,5 = 62,5 кубометра. Помещение той же площади, но с потолками 3 м, будет большим по объему: 25 * 3 = 75 кубометров.
Расчет количества секций радиаторов отопления проводят, разделив нужную суммарную мощность радиаторов на теплоотдачу (мощность) каждой секции.
Для примера возьмем комнату со старыми окнами площадью 25 кв.м и с потолками 3 м нужно взять 16 секций батарей: 75 кубометров (объем комнаты) * 41 Вт (количество тепла для обогрева 1 кубометра помещения, где на окнах не установлены стеклопакеты) / 204 Вт (теплоотдача одной секции батарей) = 15,07 (для жилого помещения значение округляют в большую сторону).
На фото количество радиаторов на квадратный метр
Это интересно! Температура радиаторов отопления в квартире — норма
Определение количества радиаторов для однотрубных систем
Есть еще один очень важный момент: все вышеизложенное справедливо для двухтрубной системы отопления. когда на вход каждого из радиаторов поступает теплоноситель с одинаковой температурой. Однотрубная система считается намного сложнее: там на каждый последующий отопительный прибор вода поступает все более холодная. И если хотите рассчитать количество радиаторов для однотрубной системы, нужно каждый раз пересчитывать температуру, а это сложно и долго. Какой выход? Одна из возможностей — определить мощность радиаторов как для двухтрубной системы, а потом пропорционально падению тепловой мощности добавлять секции для увеличения теплоотдачи батареи в целом.
В однотрубной системе вода на каждый радиатор поступает все более холодная
Поясним на примере. На схеме изображена однотрубная система отопления с шестью радиаторами. Количество батарей определили для двухтрубной разводки. Теперь нужно внести корректировку. Для первого отопительного прибора все остается по-прежнему. На второй поступает уже теплоноситель с меньшей температурой. Определяем % падения мощности и на соответствующее значение увеличиваем количество секций. На картинке получается так: 15кВт-3кВт=12кВт. Находим процентное соотношение: падение температуры составляет 20%. Соответственно для компенсации увеличиваем количество радиаторов: если нужно было 8шт, будет на 20% больше — 9 или 10шт. Вот тут и пригодится вам знание помещения: если это спальня или детская, округлите в большую сторону, если гостиная или другое подобное помещение, округляете в меньшую
Принимаете во внимание и расположение относительно сторон света: в северных округляете в большую, в южных — в меньшую
В однотрубных системах нужно в расположенных дальше по ветке радиаторах добавлять секции
Этот метод явно не идеален: ведь получится, что последняя в ветке батарея должна будет иметь просто огромные размеры: судя по схеме на ее вход подается теплоноситель с удельной теплоемкостью равной ее мощности, а снять все 100% на практике нереально. Потому обычно при определении мощности котла для однотрубных систем берут некоторый запас, ставят запорную арматуру и подключают радиаторы через байпас, чтобы можно было отрегулировать теплоотдачу, и таким образом компенсировать падение температуры теплоносителя. Из всего этого следует одно: количество или/и размеры радиаторов в однотрубной системе нужно увеличивать, и по мере удаления от начала ветки ставить все больше секций.
Приблизительный расчет количества секций радиаторов отопления дело несложное и быстрое. А вот уточнение в зависимости от всех особенностей помещений, размеров, типа подключения и расположения требует внимания и времени. Зато вы точно сможете определиться с количеством отопительных приборов для создания комфортной атмосферы зимой.
Что учесть при подсчете?
Производители, указывая мощность одного секции батареи, немного лукавят и завышают цифры в расчете на то, что температура воды в отопительной системе будет максимальной. По факту в большинстве случаев вода для отопления не прогревается до расчетного значения. В паспорте, который прилагается к радиаторам, указываются и минимальные показатели теплоотдачи. В расчетах лучше ориентироваться на них, тогда в доме гарантированно будет тепло.
Обратите внимание!
Батареи, прикрытые сеткой или экраном, отдают немного меньше тепла, чем «открытые».
Точное количество «потерянного» тепла зависит от материала и конструкции самого экрана. Если планируется использовать такую дизайнерскую конструкцию, нужно увеличить расчетную мощность отопительной системы на 20%. То же касается и батарей, расположенных в нишах.
На фото расчет количества секций биметаллических радиаторов
Что необходимо учитывать при расчете количества секций радиаторов отопления
При проведении расчета секций радиаторов отопления необходимо учитывать множество параметров, среди которых:
- линейные размеры помещения, которое требуется отопить;
- тип отопительного радиатора и металл, из которого он изготовлен;
- средняя мощность, которой обладает секция радиатора, или общая мощность всей батареи;
- максимально возможное количество секций для выбранного типа отопительной батареи.
Сегодня на рынке представлены несколько видов отопительных батарей в зависимости от материала, из которого радиатор изготавливается.
- Стальные радиаторы. Положительными характеристиками такого отопительного прибора можно назвать небольшой вес, тонкие стенки радиатора, элегантный дизайн. При этом стальные батареи не пользуются спросом, и на это много причин. Во-первых, малая теплоемкость материала – стальные батареи быстро нагреваются, но так же быстро и остывают. Во-вторых, сталь подвержена коррозии. Такие радиаторы быстро ржавеют, особенно в местах соединений. В-третьих, при аварийных гидравлических ударах или плановых испытаниях стальные радиаторы отопления очень часто лопаются и дают течь.
Стальные радиаторы чаще бывают цельными, реже – состоящими из отдельных секций. Мощность конкретной модели указывается в паспорте.
- Чугунные батареи. Этот вид отопительного радиатора знаком практически всем жителям нашей страны.
Материал долговечен, обладает отличными тепловыми характеристиками. Если говорить о классической советской чугунной «гармошке», то стандартной теплоотдачей в ней для одной секции радиатора было значение в 160 Ватт. У чугунных радиаторов множество положительных свойств: они практически не подвержены коррозии, прекрасно выдерживают гидравлические удары и испытания, обладают высокой теплоотдачей. К тому же, благодаря особой форме, чугунная батарея не ограничена количеством секций.
Чугун – довольно-таки инертный материал и позволяет использовать в качестве теплоносителя самые разнообразные жидкости. Сегодня в магазинах представлены чугунные радиаторы как классической формы, так и современные, дизайнерские модели.
- Алюминиевые батареи. Легкость этого материала позволяет монтировать данные радиаторы практически на любую поверхность. Алюминий обладает отличными тепловыми характеристиками, теплоотдача одной секции достигает 200 Ватт. Но есть и существенный недостаток – коррозия металла на кислороде.
Впрочем, производители научились с этим бороться методом анодного оксидирования алюминия, то есть контролируемого процесса окисления металла и создания на его поверхности защитной пленки.
- Биметаллические радиаторы. Как видно из названия, сконструированы данные радиаторы из двух видов металла: внутренний слой – сталь, внешний – алюминий. Подобная конструкция придает биметаллическим радиаторам прочность и высокую теплоотдачу (до 200 Ватт). Существенным фактором, ограничивающим выбор данного вида радиаторов, является их высокая стоимость.
При расчете количества секций всегда учитывается материал, из которого изготовлены радиаторы отопления, так как тепловые свойства – один из ключевых показателей.
Точный подсчет радиаторов
Как рассчитать количество радиаторов отопления для комнаты в нестандартном помещении — например, для частного дома? Приблизительных подсчетов может быть недостаточно. На число радиаторов влияет большое количество факторов:
- высота комнаты;
- общее число окон и их конфигурация;
- утепление;
- соотношение суммарной площади поверхности окон и полов;
- среднюю температуру на улице в холода;
- число наружных стен;
- тип помещения, расположенного над комнатой.
Для точного расчета используют формулу и поправочные коэффициенты.
Радиатор для большой комнаты
[rek_custom1]
Это интересно! Электрические радиаторы отопления – какие лучше: классификация и преимущества разных видов
Климатические зоны тоже важны
Не для кого ни секрет, что в разных климатических зонах имеется разная потребность в обогреве, поэтому при проектировании проекта необходимо учитывать и эти показатели.
Климатические зоны также имеют свои коэффициенты:
- средняя полоса России имеет коэффициент 1,00, поэтому он не используется;
- северные и восточные регионы: 1,6;
- южные полосы: 0,7-0,9 (учитываются минимальные и среднегодовые температуры в регионе).
Данный коэффициент необходимо умножить на общую тепловую мощность, а полученный результат разделить на теплоотдачу одной части.
Выводы
Таким образом, расчет отопления по площади особых трудностей не представляет. Достаточно немного посидеть, разобраться и спокойно посчитать. С его помощью каждый владелец квартиры или дома может легко определить величину радиатора, который следует установить в комнате, кухне, ванной или в любом другом месте.
Если вы сомневаетесь в своих силах и знаниях – доверьте монтаж системы профессионалам. Лучше заплатить один раз профессионалам, чем сделать неправильно, демонтировать и повторно приступить к работе. Или же не сделать ничего вообще.
Формула расчета
Общая формула для подсчета количества тепла, которое должны генерировать радиаторы:
КТ = 100 Вт/кв.м * П * К1 * …* К7
П означает площадь комнаты, КТ — итоговое количество тепла, необходимое для поддержания комфортного микроклимата. Значения от К1 до К7 — поправочные коэффициенты, которые выбираются и применяются в зависимости от различных условий. Полученный в итоге показатель КТ делят на теплоотдачу от сегмента батареи для вычисления требуемого числа элементов (секций алюминиевых радиаторов потребуется иное количество, чем, например, чугунных).
Дополнительные секции
Специфика и другие особенности
Также возможна и другая специфика у помещений, для которых делается расчет, не все же они похожи и совершенно одинаковы. Это могут быть такие показатели как:
- температура теплоносителя меньше 70 градусов – число частей соответственно предстоит увеличить;
- отсутствие двери в проеме между двумя помещениями. Тогда требуется подсчитать общую площадь обоих помещений, чтобы вычислить количество радиаторов для оптимального обогрева;
- установленные на окнах стеклопакеты препятствуют потере тепла, следовательно, можно монтировать меньше секций батареи.
При замене старых чугунных батарей, которые обеспечивали нормальную температуру в комнате, на новые алюминиевые или биметаллические, калькуляция весьма проста. Умножитьте теплоотдачу одной чугунной секции (в среднем 150 Вт). Результат разделите на количество тепла одной новой части.
Коэффициенты расчета
К1 — коэффициент для учета типа окон:
- классические «старые» окна — 1,27;
- двойной современный стеклопакет — 1,0;
- тройной пакет — 0,85.
К2 — поправка на теплоизоляцию стен дома:
- низкая — 1,27;
- нормальная (двойной ряд кирпича или стены с утепляющей прослойкой) — 1,0;
- высокая — 0,85.
К3 выбирают в зависимости от пропорции, в которой соотносятся площади комнаты и установленных в ней окон. Если площадь окон равна 10% от площади пола, применяют коэффициент 0,8. На каждые дополнительные 10% прибавляют 0,1: для соотношения 20% значение коэффициента составит 0,9, 30% — 1,0 и так далее.
К4 — коэффициент, выбираемый в зависимости от среднего значения температуры за окном в неделю с минимальной температурой за год. От климата также зависит, сколько нужно на комнату тепла. При средней температуре -35 применяют коэффициент 1,5, при температуре -25 — 1,3, дальше на каждые 5 градусов коэффициент понижают на 0,2.
К5 — показатель для корректировки расчета тепла в зависимости от числа наружных стен. Базовый показатель — 1 (нет стен, соприкасающихся с «улицей»). Каждая наружная стена комнаты добавляет к показателю 0,1.
К6 — коэффициент для учета типа помещения над расчетным:
- отапливаемая комната — 0,8;
- отапливаемое чердачное помещение — 0,9;
- чердачное помещение без отопления — 1.
К7 — коэффициент, который берется в зависимости от высоты помещения. Для комнаты с потолком 2,5 м показатель равен 1, каждые дополнительные 0,5 м потолков добавляют к показателю 0,05 (3 м — 1,05 и так далее).
Для упрощения подсчетов многие производители радиаторов предлагают онлайн калькулятор, где предусмотрены различные типы батарей и есть возможность настроить дополнительные параметры без «ручного» подсчета и выбора коэффициентов.
Соединение секций
Это интересно! Какие биметаллические радиаторы отопления лучше: технические характеристики и отзывы
Теплоотдача одной секции
Сегодня ассортимент радиаторов большой. При внешней схожести большинства, тепловые показатели могут значительно отличаться. Они зависят от материала, из которого изготовлены, от размеров, толщины стенок, внутреннего сечения и от того, насколько хорошо продумана конструкция.
Потому точно сказать, сколько кВт в 1 секции алюминиевого (чугунного биметаллического) радиатора, можно сказать только применительно к каждой модели. Эти данные указывает производитель. Ведь есть значительная разница в размерах: одни из них высокие и узкие, другие — низкие и глубокие. Мощность секции одной высоты того же производителя, но разных моделей, могут отличаться на 15-25 Вт (смотрите в таблице ниже STYLE 500 и STYLE PLUS 500) . Еще более ощутимые отличия могут быть у разных производителей.
Технические характеристики некоторых биметаллических радиаторов. Обратите внимание, что тепловая мощность одинаковых по высоте секций может иметь ощутимую разницу
Тем не менее, для предварительной оценки того, сколько секций батарей нужно для отопления помещений, вывели средние значения тепловой мощности по каждому типу радиаторов. Их можно использовать при приблизительных расчетах (приведены данные для батарей с межосевым расстоянием 50 см):
- Биметаллический — одна секция выделяет 185 Вт (0,185 кВт).
- Алюминиевый — 190 Вт (0,19 кВт).
- Чугунные — 120 Вт (0,120 кВт).
Точнее сколько кВт в одной секции радиатора биметаллического, алюминиевого или чугунного вы сможете, когда выберете модель и определитесь с габаритами. Очень большой может быть разница в чугунных батареях. Они есть с тонкими или толстыми стенками, из-за чего существенно изменяется их тепловая мощность. Выше приведены средние значения для батарей привычной формы (гармошка) и близких к ней. У радиаторов в стиле «ретро» тепловая мощность ниже в разы.
Это технические характеристики чугунных радиаторов турецкой фирмы Demir Dokum. Разница более чем солидная. Она может быть еще больше
Исходя из этих значений и средних норм в СНиПе вывели среднее количество секций радиатора на 1 м 2 :
- биметаллическая секция обогреет 1,8 м 2 ;
- алюминиевая — 1,9-2,0 м 2 ;
- чугунная — 1,4-1,5 м 2 ;
Как рассчитать количество секций радиатора по этим данным? Все еще проще. Если вы знаете площадь комнаты, делите ее на коэффициент. Например, комната 16 м 2 , для ее отопления примерно понадобится:
- биметаллических 16 м 2 / 1,8 м 2 = 8,88 шт, округляем — 9 шт.
- алюминиевых 16 м 2 / 2 м 2 = 8 шт.
- чугунных 16 м 2 / 1,4 м 2 = 11,4 шт, округляем — 12 шт.
Эти расчеты только примерные. По ним вы сможете примерно оценить затраты на приобретение отопительных приборов. Точно рассчитать количество радиаторов на комнату вы сможете выбрав модель, а потом еще пересчитав количество в зависимости от того, какая температура теплоносителя в вашей системе.
Расчет в зависимости от материала радиатора
Батареи, выполненные из разных материалов, отдают разное количество тепла и отапливают помещение с разной эффективностью. Чем выше теплоотдача материала, тем меньше потребуется секций радиатора, чтобы прогреть комнату до комфортного уровня.
Наиболее популярны чугунные батареи отопления и заменяющие их биметаллические радиаторы. Средняя теплоотдача от единственного секции батареи из чугуна — 50-100 Вт. Это довольно немного, зато число секций для помещения проще всего подсчитать «на глазок» именно для чугунных радиаторов. Их должно быть примерно столько же, сколько «квадратов» в комнате (лучше взять на 2-3 больше, чтобы компенсировать «недогрев» воды в системе отопления).
Теплоотдача одного элемента биметаллических радиаторов — 150-180 Вт. На этот показатель может влиять и покрытие батарей (например, окрашенные масляной краской радиаторы греют комнату чуть меньше). Расчет количества секций биметаллических радиаторов проводится по любой их схем, при этом общее число необходимого тепла делят на значение теплоотдачи от одного сегмента. Если Вы хотите приобрести радиаторы с установкой в Москве, рекомендуем обратиться сюда. Компания давно на рынке и хорошо себя зарекомендовала!
Рассмотрим метод вычислений для комнат с высокими потолками
Однако расчет отопления по площади не позволяет верно определить количество секций для комнат с потолками выше 3 метров. В этом случае надо применять формулу, учитывающую объем помещения. Для обогрева каждого кубического метра объема по рекомендациям СНИП необходим 41 Вт тепла. Так, для комнаты с потолками высотой 3 м и площадью 24 кв.м, расчет будет следующим:
24 кв.м х 3 м = 72 куб.м (объем комнаты).
72 куб.м х 41 Вт = 2952 Вт (мощность батареи для обогрева помещения).
Теперь следует узнать количество секций. В случае, если в документации радиатора указано, что теплоотдача одной его части в час составляет 180 Вт, надо разделить на это число найденную мощность батареи:
2952 Вт / 180 Вт = 16,4
Это число округляется до целого – получается, 17 секций, чтобы обогреть комнату объемом 72 куб.м.
Путём не сложных вычислений можно с лёгкостью определить нужные вам данные.
Почему не стоит подбирать котел со слишком большим запасом мощности
С недостатком теплопроизводительности все предельно понятно: система отопления попросту не обеспечит желаемый уровень температуры даже при беспрерывной работе. Однако, как мы уже упоминали, серьезной проблемой может стать и переизбыток мощности, последствиями которого являются:
- более низкий КПД и повышенный расход топлива, особенно на одно- и двухступенчатых горелках, не способных плавно модулировать производительность;
- частое тактование (вкл/выкл) котла, что нарушает нормальную работу и снижает ресурс горелки;
- попросту более высокая стоимость котлоагрегата, учитывая, что производительность, за которую была произведена повышенная плата, использоваться не будет;
- часто больший вес и большие габариты.
Когда чрезмерная теплопроизвоительность все же уместна
Единственной причиной выбрать версию котла гораздо большей мощности, чем нужно, как мы уже упоминали, является использование его в связке с буферной емкостью. Буферная емкость (также теплоаккумулятор) – это накопительный бак определенного объема наполненный теплоносителем, назначение которого – накапливать излишки тепловой мощности и в дальнейшем более рационально распределять их в целях отопления дома или обеспечения горячего водоснабжения (ГВС).
Например, теплоаккумулятор – отличное решение, если недостаточно производительности контура ГВС или при цикличности твердотопливного котла, когда топливо сгорая отдает максимум тепла, а после прогорания система быстро остывает. Также теплоаккумулятор часто используется в связке с электрокотлом, который нагревает емкость в период действия сниженного ночного тарифа на электроэнергию, а днем накопленное тепло распределяется по системе, еще долго поддерживая желаемую температуру без участия котла.
ИнструкцииКотлы
Размеры биметаллических радиаторов отопления: как правильно рассчитать?
Размеры биметаллических радиаторов — важная характеристика, влияющая на качество обогрева помещения.
Каких размеров выпускают батареи для отопления?
Имеют ли они стандартные значения или отличны у каждого производителя?
Размеры биметаллических радиаторов отопления
Габариты биметаллических радиаторов описываются следующими основными параметрами: монтажной высотой, глубиной и шириной.
Высота и глубина зависят от размеров секции, а ширина — от их количества.
Высота батарей зависит от расстояния между вертикальными каналами. Оно имеет стандартные значения для радиаторов всех производителей — 200, 350 и 500 мм.
Расстояние между вертикальными каналами — отрезок между центрами входных и выходных отверстий. Конечная высота, а также глубина и ширина радиаторов различны (см. табл. 1).
Бренд | Модель | Расстояние между вертикальными каналами, мм | Высота/Ширина/Глубина, мм |
Global (Италия) | Style 350 | 350 | 425/80/80 |
Style 500 | 500 | 575/80/80 | |
Tenrad (Германия) | Tenrad 350 | 350 | 400/80/77 |
Tenrad 500 | 500 | 550/80/77 | |
Альтермо (Украина) | Альтермо ЛРБ | 500 | 575/82/80 |
Альтермо РИО | 500 | 570/82/80 | |
Grandini (Китай) | Grandini 350 | 350 | 430/80/82 |
Grandini 500 | 500 | 580/80/80 | |
Radena (Италия) | Radena Bimetall 350 | 350 | 403/80/85 |
Radena (Италия) | Radena Bimetall 500 | 500 | 552/80/85 |
Межосевое расстояние у большинства производителей указывается в названии модели. Но монтажная высота отличается и указывается в спецификации к радиатору.
Ширина радиатора зависит от количества секций. Так, для 8 секционного радиатора параметр имеет значение 640 мм, для 10 секционного — 800 мм и для 12-секционного — 960 мм (значения для батарей с шириной секции 80 мм).
Расчет количества секций радиатора
Тепловая мощность радиаторной секции зависит от ее габаритных размеров. При расстоянии между вертикальными осями в 350 мм параметр колеблется в диапазоне 0,12-0,14 кВт, при расстоянии 500 мм — в диапазоне 0,16-0,19 кВт. Согласно требованиям СНиП для средней полосы на 1 кв. метров площади необходима тепловая мощность не менее 0,1 кВт.
Учитывая данное требование, используется формула для расчета количества секций:
где S — площадь отапливаемого помещения, Q — тепловая мощность 1-ой секции и N — требуемое количество секций.
Например, в помещение площадью 15 м2 планируется устанавливать радиаторы с секциями тепловой мощности 140 Вт. Подставив значения в формулу, получаем:
N=15 м2*100/140 Вт=10,71.
Округление осуществляется в большую сторону. Учитывая стандартные формы, необходимо устанавливать биметаллический 12-секционный радиатор.
Важно: при расчете биметаллических радиаторов учитывают факторы, влияющие на теплопотери внутри помещения. Полученный результат увеличивают на 10% в случаях расположения квартиры на первом или последнем этаже, в угловых помещениях, в комнатах с большими окнами, при малой толщине стен (не более 250 мм).
Более точный расчет получают путем определения количества секций не на площадь комнаты, а ее объем. Согласно требованиям СНиП для обогрева одного кубического метра помещения требуется тепловая мощность в 41 Вт. Учитывая данные нормы, получают:
где V — объем отапливаемого помещения, Q — тепловая мощность 1-ой секции, N — требуемое число секций.
Например, расчет для помещения все той же площадью 15 м2 и высотой потолков 2,4 метра. Подставив значения в формулу, получаем:
N=36 м3*41/140 Вт=10,54.
Увеличение вновь осуществляется в большую сторону: необходим радиатор с 12 секциями.
Выбор ширины биметаллического радиатора для частного дома отличается от квартирного. При расчете учитывается коэффициенты теплопроводности каждого материала, используемого при строительстве кровли, стен и пола.
При выборе размеров следует учитывать требования СНиП по монтажу батарей:
- расстояние от верхнего края до подоконника должно быть не менее 10 см;
- расстояние от нижнего края до пола должно быть 8-12 см.
Для качественного обогрева помещения необходимо уделить внимание выбору размеров биметаллических радиаторов. Габариты батарей каждого производителя имеют незначительные различия, что учитывают при покупке. Правильный расчет позволит избежать ошибок.
Какими должны быть правильные размеры биметаллических радиаторов отопления узнайте из видео:
Архив блога
Архив блога Выберите месяц февраль 2021 январь 2021 декабрь 2020 ноябрь 2020 октябрь 2020 сентябрь 2020 август 2020 июль 2020 июнь 2020 май 2020 апрель 2020 март 2020 февраль 2020 январь 2020 декабрь 2019 ноябрь 2019 октябрь 2019 сентябрь 2019 август 2019 июль 2019 июнь 2019 май 2019 апрель 2019 март 2019 Февраль 2019 Январь 2019 Декабрь 2018 Ноябрь 2018 Октябрь 2018 Сентябрь 2018 Август 2018 Июль 2018 Июнь 2018 Май 2018 Апрель 2018 Март 2018 Февраль 2018 Январь 2018 Декабрь 2017 Ноябрь 2017 Октябрь 2017 Сентябрь 2017 Август 2017 Июль 2017 Июнь 2017 Май 2017 Апрель 2017 Март 2017 Февраль 2017 Январь 2017 декабрь 2016 ноябрь 2016 октябрь 2016 сентябрь 2016 август 2016 июль 2016 июнь 2016 май 2016 апрель 2016 март 2016 февраль 2016 январь 2016 декабрь 2015 ноябрь 2015 октябрь 2015 сентябрь 2015 август 2015 июль 2015 июнь 2015 май 2015 апрель 2015 март 2015 февраль 2015 январь 2015 2 декабря 014 Ноябрь 2014 Октябрь 2014 Сентябрь 2014 Август 2014 Июль 2014 Июнь 2014 Май 2014 Апрель 2014 Март 2014 Февраль 2014 Январь 2014 Декабрь 2013 Ноябрь 2013 Октябрь 2013 Сентябрь 2013 Август 2013 Июль 2013 Июнь 2013 Май 2013 Апрель 2013 Март 2013 Февраль 2013 Январь 2013 Январь 2013 Декабрь 2012 Ноябрь 2012 Октябрь 2012 Сентябрь 2012 Август 2012 Июль 2012 Июнь 2012 Май 2012 Апрель 2012 Март 2012 Февраль 2012 Январь 2012 Декабрь 2011 Ноябрь 2011 Октябрь 2011 Сентябрь 2011 Август 2011 Июль 2011 Июнь 2011 Май 2011 Апрель 2011 Март 2011 Февраль 2011 Январь 2011 Декабрь 2011 Декабрь 2010 Ноябрь 2010 Октябрь 2010 Сентябрь 2010 Август 2010 Июль 2010 Июнь 2010 Май 2010 Апрель 2010 Март 2010 Февраль 2010 Январь 2010 Декабрь 2009 Ноябрь 2009 Октябрь 2009 Сентябрь 2009 Август 2009 Июль 2009 Июнь 2009 Май 2009 Апрель 2009 Март 2009 Февраль 2009 Январь 2009 Декабрь 2008 Ноябрь 2008 Октябрь 2008 Август 2008 июль 2008 июнь 2008 май 2008 апрель 2008 март 2008 февраль 2008 январь 2008 декабрь 2007 ноябрь 2007 октябрь 2007 сентябрь 2007 август 2007 июль 2007 июнь 2007 май 2007 апрель 2007 март 2007 февраль 2007 январь 2007 декабрь 2006 ноябрь 2006 октябрь 2006 сентябрь 2006 август 2006Как электрические чайники работают?
Реклама
Криса Вудфорда.Последнее изменение: 22 марта 2020 г.
Машины работают на бензине … а люди бегают за чаем и кофе (по крайней мере, в моем доме)! Если пить кофе или чай ведром, то хоть раз порадуешься хватило смекалки изобрести сверхэффективный способ похолодать воду в горячую, а именно электрический чайник (также известный как электрочайник). Наполните его водой, включите, включите, и через пару минут у вас будет трубопровод горячей воды для пить или готовить. Как именно работает чайник? Почему это нужно так долго варить? И как он узнает, когда выключиться? Рассмотрим подробнее!
Фото: Электрический чайник — удобный способ получения тепловой энергии из электричества.Это водонагреватель, но это также устройство преобразования энергии, которое иллюстрирует один из самых основных законов физики: сохранение энергии (обсуждается ниже).
Что такое электрический чайник?
Чайники — одни из самых простых бытовых приборов. Поднимите крышку, загляните внутрь и вы увидите в самом низу емкости для воды катушку толстый металл называется ТЭНом. Когда вы включаете чайник в электрическую розетку, в нагревательный элемент поступает большой электрический ток.Элементы сопротивление (тенденция любого материала останавливать электричество протекающий через него) превращает электрическую энергию в тепло. В другом словами, элемент становится горячим. Поскольку он находится в прямом контакте с холодной водой, тепло передается воде за счет теплопроводности и быстро нагревается. это тоже вверх.
Фото: вверху: нагревательный элемент в основании электрического чайника, показанный на нашем верхнем фото. Внизу: в некоторых котлах элемент скрыт от глаз под внутренним полом, чтобы он не покрылся известковым налетом.Это более аккуратный дизайн, но он делает чайник намного шумнее.
Сколько времени нужно для кипячения чайника?
Вы можете кипятить воду разными способами — даже в простой кастрюле на открытом огне или плите — хотя закрытый чайник обычно работает намного быстрее: он предотвращает отвод тепла, позволяет давлению расти быстрее. (помните, что вода закипает, когда давление ее насыщенного пара равно атмосферному), и помогает воде закипеть быстрее. Но вы когда-нибудь расстраивались, сколько времени нужно вашему чайнику, чтобы закипеть? Не надо! Удивительно то, что ваш чайник закипает так же быстро, как и он — а вот Почему.
Если вы продолжаете накачивать тепловую энергию на дно чайника (быстрее, чем тепло уходит через верх и по бокам), рано или поздно вода внутри него закипит. Основной закон физики называется сохранение энергии говорит нам, что если вам нужно вскипятить литр воды, начиная с одной и той же температуры, вам всегда придется добавлять одинаковое количество энергии для этого. Используете ли вы костер или чайник, микроволновую печь или что-нибудь еще перемешивая устройство в стиле Джеймса Прескотта Джоуля (см. вставку ниже), количество энергии, которое вы должны вложить, чтобы вскипятить воду, точно такое же.
Допустим, вы начали с 1 литра (примерно 1 килограмм, 2,2 фунта) холодной воды. примерно при 10 ° C (50 ° F), и вы хотите поднять его на 90 ° C до точки кипения (100 ° C или 212 ° F). Количество энергии, которое вам нужно: 4,2 × 1000 грамм × 90 градусы = 378000 джоулей или 378 кДж.
Загадочная цифра «4,2» — это постоянная величина, называемая удельной теплоемкостью воды. Каждый материал имеет разную удельную теплоемкость, которая представляет собой просто количество энергии, которую вы должны вложить, чтобы поднять температуру одного грамма материал на один градус по Цельсию.Вам нужно добавить 4,2 джоуля энергии для повышения температуры 1 грамма воды на 1 ° C, поэтому Удельная теплоемкость воды составляет 4,2 Дж / г / ° C.
378 кДж для кипячения литра воды — гораздо больше энергии, чем вы думаете. Энергоэффективная лампа мощностью 10 ватт использует 10 джоулей энергии каждую секунду (потому что 1 ватт означает использование одного джоуля в секунду), таким образом, для использования потребуется 37 800 секунд (около 10,5 часов) столько энергии, сколько потребляет наш чайник на одно кипячение!
Работа: Чайники расходуют много энергии для кипячения воды, но делают свою работу быстро (примерно 2.5 минут), потому что они работают на большой мощности. При том же количестве энергии вы можете включить микроволновую печь примерно на 8 минут, портативный компьютер на час 20 минут или энергосберегающую лампу примерно на 10,5 часов.
Если вы используете электрический чайник мощностью 2400 Вт, это означает, что он потребляет 2400 Вт. джоулей электрической энергии в секунду, что примерно равно количество энергии в воду в виде тепла каждую секунду. Разделять 378000 на 2400, и вы обнаружите, что чайнику требуется около 160 секунд. делать работу, которая звучит примерно правильно — Электрический чайник обычно закипает примерно за 2–3 минуты.Старая пословица говорит, что горшок (чайник), за которым наблюдают, никогда не закипает, но это датируется временем когда большинство людей кипятили воду на ужасно неэффективной открытой угольные пожары. Электрический чайник может вскипятить воду всего за пару минут, потому что это может добавить тепла энергия для воды намного быстрее и эффективнее, чем открытый огонь (который позволяет теплу выходить во всех направлениях).
Если мощность вашего чайника была примерно 2400 Вт (Вт), и вы использовали британский источник питания питание 240 вольт (В), это означает, что ток, проходящий через элемент будет 2400/240 или 10 ампер (A).По бытовым меркам это изрядная сила: для сравнения, маленькое зарядное устройство для моего iPod потребляет максимальный ток. 0,67 ампер — чайник потребляет в 15 раз больше! Итак, ответ на электрический чайник работает так быстро, если использовать относительно большой электрический ток. Количество произведенного тепла составляет пропорционально квадрату тока, поэтому больший ток производят гораздо больше тепла — и нагревают предметы гораздо быстрее, чем более мелкие.
Фото: Скрытый нагревательный элемент типичного современного чайника, вид снизу.Элемент запечатан в светло-серой центральной части, и (если вы присмотритесь) вы можете просто увидеть два его вывода, торчащие в правом нижнем углу. Темно-серый ободок (к которому прикасается мой большой палец) представляет собой резиново-пластиковую прокладку, которая закрывает нагревательный элемент внутри дна чайника и предотвращает просачивание воды. Длинная трубка наверху направляет пар из чайника вниз к термостату, который в нужный момент выключает элемент (как описано ниже).
Как работают водогрейные котлы быстрого приготовления?
Если вы устали ждать и хотите, чтобы чайник закипел быстрее, вы можете сделать только две вещи.Один использовать больше электрического тока — другими словами, купить более мощный чайник; другое использование — использовать меньше воды.
Водогрейные бойлеры / диспенсеры «мгновенного действия» (например, Breville Hot Cup и Morphy Ричардс Мено), который на самом деле может вскипятить всего лишь стакан воды. быстро объедините эти методы. Они используют более мощный нагрев элемент, чем обычный чайник (обычно 3000 Вт или более) и они разработаны таким образом, чтобы элемент мог безопасно работать в контакте с только небольшое количество воды.Если вы варите только (скажем) На четверть литра воды вам понадобится только четверть меньше энергии — скажем, 100 000 джоулей. И если вы снабжаете эту энергию элементом мощностью 3000 Вт, посчитайте, и вы обнаружите, что можете сделать это примерно за 30 секунд вместо 2,5 мин. Видите ли вы здесь еще одно большое преимущество? Если вы кипячение всего чайника, чтобы приготовить только один горячий напиток, вы эффективно тратя три четверти потребляемой энергии. Кипячение ровно столько воды, сколько вам нужно, значительно сэкономит вам денег — а также помогает окружающей среде.
Как чайник узнает, когда нужно выключиться?
Иллюстрация: Как выключается электрический чайник. Есть пароотводчик и трубка (желтый, 43 и 44), ведущие вниз от верхней части водяной камеры (серый, 38) к биметаллическому термостату и переключателю (оранжевый и красный, 1 и 2). Когда чайник закипает, по этой трубке вырывается пар, нагревает термостат и заставляет его открыться, отключая нагревательный элемент (зеленый, 39) и предотвращая кипение воды.Иллюстрация из патента США 4 357 520: Электрический контейнер для кипячения воды, имеющий включаемые сухие и чувствительные к потоку термочувствительные блоки управления от Джона К. Тейлора, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.
Ранние электрические чайники имели встроенную опасность: их было относительно легко включить, уйти и сделать одну или две работы по дому, а потом забыть о них. Если бы ты был повезло, когда вы вернулись через несколько минут, вы нашли свой кухня наполнена облаками пара. Если не повезло, чайник Элемент может перегореть, перегореть или даже вызвать пожар.
К счастью, практически все современные чайники отключаются. автоматически с помощью термостатов (механических, электрических или электронные устройства, реагирующие на изменение температуры). Многие из них на основе разработок английского изобретателя Джон С. Тейлор, чей компании Otter Controls и Strix Ltd разработали более чем миллиардов таких термостатов по всему миру.
Как они работают? Самые простые из них механические и используют биметаллический термостат (описанный в нашей основной статье о термостатах), интегрированный в элемент в нижней части чайника.Он состоит из диска два разных металла, тесно связанных друг с другом, один из которых расширяется быстрее другого по мере повышения температуры. Обычно термостат изогнутый в одном направлении, но когда горячая вода достигает точки кипения, образующийся пар попадает на биметаллический термостат и внезапно щелкнуть и согнуть в противоположном направлении, немного как зонт выворачивается наизнанку на ветру. Когда термостат открывается, он нажимает на рычаг, который срабатывает. цепь, отключает электрический ток и безопасно выключает чайник.Более сложные термостаты для чайников (используются в системах такие как модный кофейный бойлер Marco Über) полностью электронные и позволяют нагревать воду до точной температуры и поддерживать ее на неопределенный срок путем многократного включения тока и выкл.
Фото: Вот как на самом деле выглядит типичный термостат-выключатель Strix. Я использовал точки того же цвета, что и на иллюстрации выше, чтобы показать ключевые детали этого старого разобранного чайника. Паровая трубка (желтая) направляет пар к биметаллическому термостату.Термостат (оранжевый) выключает чайник. Блок переключения (красный) и несколько проводов соединяют термостат, выключатель питания (розовый) и беспроводной разъем (темно-синий) с двумя клеммами нагревательного элемента (зеленый). Термостат и переключатель прикручены к нижней части светло-серого скрытого нагревательного элемента (показан на фото выше на этой странице).
Фото: крупный план биметаллического термостата (показан оранжевой точкой на другом фото).
«Механический эквивалент тепла»
Иллюстрация: эксперимент Джоуля по поиску механического эквивалента тепла.
Электрические чайники могут показаться ужасно обыденными, но их стоит прочитать и написать о том, потому что они блестяще иллюстрируют один из самых фундаментальные физические законы нашей Вселенной: вы можете преобразовывать один вид энергии в другой, но вы не можете создать энергию из воздуха или превратить ее в ничто. Эта чрезвычайно важная идея называется сохранением энергии, и английский физик Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889) был одним из первых, кто проник в ее суть.
Джоуль провел блестящий эксперимент.Он прикрепил тяжелый груз (1) к веревке, намотанной на шкив (2), так, чтобы груз падал, веревка поворачивала ось (3) и перемешивала лопаточное колесо внутри емкости, полной воды (4). Он рассудил, что «механическая» энергия, которую он таким образом добавлял к воде, превратится в тепловую энергию, слегка нагревая воду. После многократных экспериментов он успешно доказал, что энергия (или, как он это называл, vis viva), теряемая падающим грузом, в точности равна энергии, полученной при нагревании воды.Таким образом, Джоуль подтвердил, что механическая энергия (или работа) и тепловая энергия были взаимозаменяемыми, и результаты были опубликованы в известной статье под названием «Механический эквивалент тепла», которая до сих пор считается одним из самых важных подтверждений теория сохранения энергии.
Джоуль считал, что может найти доказательства, подтверждающие его идеи в реальном мире. Все, что ему нужно было сделать, это найти водопад и измерьте температуру вверху и внизу; падающая вода преобразует потенциал энергии в тепло, создавая разницу температур, которая, как он полагал, подтверждает его теория.По его расчетам, могучий Ниагарский водопад будет на пятую градуса теплее. внизу, чем вверху, хотя измерить это было бы довольно сложно! Пытаясь уладить этот вопрос, Джоуль взял с собой в медовый месяц несколько термометров. в Шамони, Франция, в 1847 году, и попытался измерить водопад там, но не смог сделать это достаточно точно чтобы доказать свою точку зрения.
Узнать больше
Узнать больше
На этом сайте
Вам могут понравиться эти другие статьи на нашем сайте на похожие темы:
Статьи
- Пылающее желание эффективности Тома Мерфи.Как я объяснял выше, для нагрева определенного количества воды до той же температуры требуется такое же количество энергии, как бы вы это ни выбрали. Но одни методы более эффективны, чем другие. Как объясняет Том Мерфи в этом замечательном сообщении в блоге, электрические чайники значительно более эффективны, чем чайники с варочной панелью и микроволновые печи.
- Что более энергоэффективно — кипячение воды с помощью электрического чайника, чайника на газовой плите или микроволновой печи?: The Guardian, Notes & Queries, 2011.Читатели Guardian высказывают различные мнения об эффективности различных методов кипячения воды.
- Fiddly, Fussy or Just Plain Ugly Kettles Алисы Роустхорн. The New York Times, 9 августа 2009 г. Почему чайники выглядят так плохо спроектированными? Эта писательница интересуется эстетикой, но, может быть, ей лучше было бы подумать о том, как наука и техника ограничивают конструкцию машины, которая может быстро и эффективно вскипятить воду?
Патенты
Если вас интересуют настоящие технические подробности, почему бы не взглянуть на некоторые из множества патенты, описывающие принцип работы чайников? Вот четыре, которые я выбрал, но вы найти больше в записях.
- Предохранитель от Мориса Ли Уорнера: модифицированный предохранитель, предотвращающий выкипание электрических перколяторов. Патент США 1794045, 24 февраля 1931 г.
- Электрический кофейник от Амброуза Олдса. Электрический кофейный перколятор, поддерживающий установленную температуру заварки. Патент США 1998732. 23 апреля 1935 г.
- Электрический резервуар для кипячения воды, включающий сухой и чувствительный к потоку термочувствительный блок управления от Джона К. Тейлора. Патент США 4,357,520, 2 ноября 1982 г.
- Термочувствительное устройство управления для контейнеров, оснащенных электронагревателями John C.Тейлор и др. Патент США 4,621,186. 4 ноября 1986 года.
Видео
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты
статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.
Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2011, 2020.Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.
Подписывайтесь на нас
Поделиться страницей
Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:
Цитируйте эту страницу
Вудфорд, Крис. (2011/2020) Электрочайники. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-electric-kettles-work.html. [Доступ (укажите дату здесь)]
Больше на нашем сайте…
Процесс нагрева паром — расчет нагрузки
Обычно паровой нагрев используется для
- изменения температуры продукта или жидкости
- поддержания температуры продукта или жидкости
Преимущество пара заключается в большом количестве тепла энергия, которую можно передать. Энергия, выделяемая при конденсации пара в воду, находится в диапазоне 2000 — 2250 кДж / кг (в зависимости от давления) — по сравнению с водой с 80 — 120 кДж / кг (с разницей температур 20 — 30 o С ).
Изменение температуры продукта — нагрев продукта паром
Количество тепла, необходимое для повышения температуры вещества, может быть выражено как:
Q = mc p dT (1)
где
Q = количество энергии или тепла (кДж)
м = масса вещества (кг)
c p = удельная теплоемкость вещества (кДж / кг o C) — Свойства материалов и теплоемкость обычные материалы
dT = повышение температуры вещества ( o C)
Британские единицы? — Проверьте конвертер единиц!
Это уравнение можно использовать для определения общего количества тепловой энергии для всего процесса, но оно не принимает во внимание скорость передачи тепла , которая составляет:
- количество тепловой энергии, переданной за единицу времени
В приложениях без проточного типа нагревается фиксированная масса или единичная партия продукта.В приложениях проточного типа продукт или жидкость нагревается, когда она постоянно течет по теплопередающей поверхности.
Непоточный или периодический нагрев
В приложениях без проточного типа технологическая жидкость хранится в виде одной партии в резервуаре или емкости. Паровой змеевик или паровая рубашка нагревают жидкость от низкой до высокой температуры.
Средняя скорость теплопередачи для таких приложений может быть выражена как:
P = mc p dT / t (2)
, где
P = средняя скорость теплопередачи или мощность (кВт (кДж / с))
м = масса продукта (кг)
c p = удельная теплоемкость продукта (кДж / кг. o C) — Свойства материалов и теплоемкость обычных материалов
dT = Изменение температуры жидкости ( o C)
t = общее время, в течение которого процесс нагрева происходит (секунды)
Пример — Время, необходимое для нагрева воды с прямым впрыском пара
Время, необходимое для нагрева 75 кг воды (c p = 4,2 кДж / кг o C) от температуры 20 o C до 75 o C с паром, произведенным из котла мощностью 200 кВт (кДж / с) можно рассчитать, преобразовав уравнение.От 2 до
t = mc p dT / P
= (75 кг) (4,2 кДж / кг o C) ((75 o C) — (20 o C) ) / (200 кДж / с)
= 86 с
Примечание! — когда пар впрыскивается непосредственно в воду, весь пар конденсируется в воду, и вся энергия пара передается мгновенно.
При нагреве через теплообменник имеет значение коэффициент теплопередачи и разница температур между паром и нагретой жидкостью.Повышение давления пара увеличивает температуру и увеличивает теплопередачу. Время нагрева уменьшено.
Общее потребление пара может увеличиваться — из-за более высоких тепловых потерь или уменьшаться — из-за более короткого времени нагрева, в зависимости от конфигурации реальной системы.
Процессы проточного или непрерывного нагрева
В теплообменниках поток продукта или жидкости непрерывно нагревается.
Преимуществом пара является однородная температура поверхности нагрева, поскольку температура поверхностей нагрева зависит от давления пара.
Средняя теплопередача может быть выражена как
P = c p dT m / t (3)
где
P = средняя скорость теплопередачи (кВт (кДж / с) ))
м / т = массовый расход продукта (кг / с)
c p = удельная теплоемкость продукта (кДж / кг. o C)
dT = изменение температуры жидкости ( o C)
Расчет количества пара
Если мы знаем скорость теплопередачи — количество пара можно вычислить:
м с = P / h e (4)
где
м с = масса пара (кг / с)
P = расчетная теплопередача (кВт)
ч e = энергия испарения пара (кДж / кг)
Энергию испарения при различных давлениях пара можно найти в таблице пара с единицами SI или в таблице Steam с британскими единицами измерения.
Пример — периодический нагрев паром
Количество воды нагревается паром с давлением 5 бар (6 бар абс.) от температуры 35 o C до 100 o C в течение периода 20 минут (1200 секунд) . Масса воды 50 кг и удельная теплоемкость воды 4,19 кДж / кг. o С .
Скорость теплопередачи:
P = (50 кг) (4,19 кДж / кг o C) ((100 o C) — (35 o C)) / (1200 с)
= 11.35 кВт
Количество пара:
м с = (11,35 кВт) / (2085 кДж / кг)
= 0,0055 кг / с
= 19,6 кг / ч
Пример — Непрерывный нагрев паром
Вода течет с постоянной скоростью 3 л / с нагревается от 10 o C до 60 o C паром под давлением 8 бар (9 бар абс) .
Расход тепла можно выразить как:
P = (4.