water by 1oF. So the amount of heat

water by 1oF. So the amount of heat energy (E, in BTUs) needed to raise a

mass of water (M, in lb.) fron1 a temperature of T



1ow

to T .
1llg l


(°F) is



E=Mx (T - T )
high low



Example 1 Heat Energy

How much heat energy is needed to raise the temperature of a 50-gal hot water tank from 45oF (the temperature of water coming into a house from an underground line) to 120°F (a standard for the hot water tap in a home)?

Solution

To solve this probletn, we need to know the weight of a gallon of water. Sources on the Internet give 8.34 pounds per gallon as the density of water. The 50-gal hot water tank will therefore hold 50 X 8.34 = 417 lb. of water. To raise this amount of water by 120 - 45 = 75 degrees would
require


(T. -
h1gh low
H = 417 X (120- 45)
H=417X75
H=31,275 BTUs of heat energy.



How long would it take a water heater to raise 50 gallons of water from 45oF to 120oF? That depends on the power of the heater, meaning its rate of heat production, which is measured in BTlJ per hour.
The technical descri dnps of water heaters, as found on retail websites such as Home Depot and Menards, list several features that describe the ability of a water heater to heat water. Tiuee features are prominen.t in these descriptions:


1. BTU rating. TI1is is listed in the product descriptions as BTU, but it really means BTU/hr. It is used for water heaters that are fueled by natural gas or propane, whose energy contents as fuels are measured



in BTUs. Thus, the BTU rating of a water heater represents the max­ imum fuel usage rate of the device. Home water heaters tend to have BTU ratings in the range of 32,000 to 40,000 BTU/hr.
2. Recovery rate. TI1e recovery rate of a water heater indicates how many gallons of water the device can raise by a specific tempera­ ture difference (usually 90°F) in one hour. For example, a Richmond
38-gal gas-fired water heater has a recovery rate of 48.5 gal/hr for a temperature increase of 90oF.
3. Tank size. The tank size is the number of gallons of water that the

water heater can hold. Typical residential tank sizes are 30 to 50 gal­

lons, depending on the number of people in the household.



Example 2 Capacity of a Water Heater

Which of the three descriptors of a water heater is a tneasure of the capac­

ity of the device?


Solution

In the engineering perspective, capacity reflects the size of a device, but its specific meaning is the device's rate of output per unit of time. TI1e­ output of a water heater is heated water. Therefore, only the recovery rate (gallons heated by 90°P per hour) is a measu.te of ca.pacity in the eng1neenng sense.
The BTU rating of the water heater is a measure of the maximum fuel use of the device, so that measures the rate of input use, not the rate of output.
Tank size captures the common English meaning of the size of the
device, and people often refer to tank size as the capacity of the water heater, but that is not the meaning of capacity in the engineering sense.




The Metric Version of BTU Is Kilocalorie

In the metric systen1, heat energy is measured in kilocalories (kCal), also called food calories or lttrge calories. Analogous to the definition of BTlJ as the heat energy required to raise 1 pound of water by 1 oF, the kilocalorie



is the amount of heat energy needed to raise 1 kg of water by 1°C.
A kilogram is 2.20462 pounds, and a 1oc change is exactly a 1.8°F
change, so one would expect that


1 kCal = 2.20462 (lb.) X 1.8 (oF) = 3.9683 BTU



However, due to a minor difference in the definitions in the International Table of calorie and a thermochemical calorie, the official conversion coefficient is


1 kCal = 3.9657 BTU



Horne Heating and Insulation Technologies (BTV/hr again)


Hotne heating systems typically use natural gas or electric energy to heat air. 1heir ability to deliver heated air is measured, like that of a water heater, in units of BTU/hr. A small home or a home in a moderately warm climate can get by with a furnace having a capacity of 40,000 BTU/hr. A furnace for a three-bedroom house in a moderately cold climate might need to have a capacity of 60,000 BTU/hr.
How do heating, ventilating, and air conditioning engineers decide on the capacity of a furnace for a particular house and location? The principle is simple-the furnace must be able to generate heat at the sa1ne rate that heat is being lost frorn the house due to cooling when the environment is at its coldest. For this reason, the design of a heating system is intimately related to the design of the insulation system in a building.
This section of the chapter is about power technologies. It might

therefore seem odd to include an analysis of windows, doors, and walls. However, a window is analogous to a power-generating technology in the sense that it transmits heat energy frorn inside the house to outside, when the outside is colder. 1he study of the .flow of heat energy through any surface is essentially a study of power, so, not surprisingly, that Bow is measured in BTU/hr.
The rate of heat energy loss through a device such as a window, door, or wall depends on three factors, shown here with their units of measurement.



1. TI1e surface area of the device (A, square feet)

2. The difference in temperature from one side of the device to the other (D, oF).
3. TI1e thermal conductivity of the device (written as U, see below for its units).


Building materials such as drywall and plywood, which vary in thickness, are known by their thermal conductivity expressed in BTU/hr per square foot (of area) per inch (of thickness). 1he thermal conductivity of devices such as windows and doors, which come as ready-made asse1nblies, is described in BTU/hr per square foot (of area). The thermal conductivity expressed in this way is called the U-value of the device or the material.
TI1e formula for the rate of energy loss through a device that has a given U-value, an area of A square feet, and that separates a tetnperature difference of D degrees Fahrenheit is


Energy loss =A X D X U (BTU/hr)


As energy loss is measured in BTU/hr, the unit of measurement for the thermal conductivity U is BTU/hr per square foot per degree Fahrenheit.
The inverse of the U-value describes the thermal resistance of the device or material anJ is called the R-value. Thus, U = 1IR. Insulating materia!s are known by their R-value, because a higher R-value means a higher resis­ tance to the flow of heat, a higher insulating value. The formula for the
rare of energy loss through a device is therefore more commonly written as


Energy loss = ---
- R


(BTU/hr)



Example 3 Heat Loss Through Windows

(a) You have a window that is 2.5 ft wide and 4 ft tall. It is now winter and the temperature outside is 20°F. You keep your hotne warmed to 70oF.
,..The current window is a cotnmon single-pane window having an R-value of 1. What is the rate of heat loss through that window? (b) If you were to replace the •window with a thermally efficient window that has an R-value of 3, what would the new rate of heat loss be?



Solution

(a) The area of the window is 2.5 X 4 = 10 sq. ft. The temperature dif­ ference between inside and outside is 70 - 20 = 50°F. The R-value of the window is 1, so the rate of heat loss through the window is
10 X 50 = 500 BTU/hr.
1
(b) If the window had an R-val ue of 3 rather than 1, the rate of heat loss

10 X 50 500 . .
would be 167 BTU/hr, rounded to three significant
digits. 3 3


The replacement window would have the effect of saving lost energy rel­ ative to the old window. That savings is a benefit to the owner of the window, as if the new window were generating heat energy for the house. This is why insulation technology and home heating technologies have a similar purpose.
The R-values of so1ne common building materials are shown 1n

Table 2.4.

The R-values of some common building assemblies are shown tn

Table 2.5.



The Annua1 Lu0S of l-Ieat frotn a Building

The amount of heat lost through a window depends on the difference in temperature between the inside and outside. For this reason, building engineers describe the climate of a region by its number of degree-days.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

น้ำ โดย 1oF ดังนั้น ต้องเพิ่มปริมาณพลังงานความร้อน (E ใน BTUs) เป็น มวลของน้ำ (M ปอนด์) fron1 ที่อุณหภูมิ T 1ow การไม่1llg l (° F) เป็น E = Mx (T - T)ต่ำสูงพลังงานความร้อน 1 ตัวอย่างพลังงานความร้อนเท่าที่จำเป็นสำหรับการเพิ่มอุณหภูมิของถังน้ำร้อน 50 สาวจาก 45oF (อุณหภูมิของน้ำที่เข้ามาในบ้านต้นใต้ดิน) ถึง 120° F (มาตรฐานสำหรับก๊อกน้ำร้อนในบ้าน) หรือไม่โซลูชั่นเราต้องการทราบน้ำหนักของแกลลอนน้ำแก้ probletn นี้ แหล่งข้อมูลบนอินเทอร์เน็ตให้ 8.34 ปอนด์ ต่อแกลลอนเป็นความหนาแน่นของน้ำ ถังน้ำร้อน 50-กัลจะดังค้าง 50 X 8.34 = 417 ปอนด์ของน้ำ จะเพิ่มจำนวนน้ำนี้ โดย 120-45 = 75 องศาจะจำเป็นต้อง(T. -ต่ำสุด h1ghH = 417 X (120 - 45)H = 417 X 75H = 31, BTUs 275 ของพลังงานความร้อนระยะมันจึงจะใช้เครื่องทำน้ำอุ่นยกน้ำจาก 45oF 120oF 50 แกลลอน ขึ้นอยู่กับอำนาจของฮีตเตอร์ ความหมาย ของอัตราการผลิตความร้อน การวัดใน BTlJ ต่อชั่วโมงDnps descri ทางเทคนิคของเครื่องทำน้ำอุ่น เป็นที่พบบนเว็บไซต์ขายปลีกบ้าน Depot และ Menards รายการคุณลักษณะต่าง ๆ ที่อธิบายถึงความสามารถของเครื่องทำน้ำอุ่นน้ำร้อน ลักษณะการทำงานของ Tiuee คือ prominen.t ในคำอธิบายเหล่านี้:1. การจัดอันดับ BTU TI1is จะแสดงในคำอธิบายสินค้าเป็น BTU แต่จริง ๆ หมายความว่า BTU/hr ใช้สำหรับเครื่องทำน้ำอุ่นที่มีกลุ่มแก๊สธรรมชาติหรือแก๊ส เนื้อหาพลังงานเป็นเชื้อเพลิงที่วัด ใน BTUs ดังนั้น จัดอันดับ BTU เครื่องทำน้ำอุ่นที่แสดงถึงอัตราการใช้น้ำมันเชื้อเพลิง imum สูงสุดของอุปกรณ์ เครื่องทำความร้อนของน้ำภายในบ้านมักจะ มีแถมอันดับในช่วง 32,000-40000 BTU/hr2. กู้อัตรา อัตราการกู้คืน TI1e ของเครื่องทำน้ำอุ่นที่บ่งชี้ว่า กี่แกลลอนน้ำที่อุปกรณ์สามารถยก โดยเฉพาะอุณหภูมิ ture ความแตกต่าง (ปกติ 90° F) ในหนึ่งชั่วโมง ตัวอย่าง ริชมอนด์38-กัลยิงแก๊สน้ำอุ่นอัตรากู้ 48.5 gal/hr สำหรับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของ 90oF ได้3. ถังขนาด ขนาดถังมีจำนวนแกลลอนน้ำที่จะเครื่องทำน้ำอุ่นสามารถเก็บ ขนาดถังที่อยู่อาศัยทั่วไปสาว 30-50lons ขึ้นอยู่กับจำนวนคนในครัวเรือนตัวอย่างที่ 2 ความจุของตัวเครื่องทำน้ำอุ่นTneasure ของ capac จะเป็นที่ตัวบอกสามของตัวเครื่องทำน้ำอุ่นity อุปกรณ์โซลูชั่นในมุมมองทางวิศวกรรม กำลังสะท้อนให้เห็นถึงขนาดของอุปกรณ์ แต่ความหมายเฉพาะเป็นอัตราของอุปกรณ์ของแต่ละหน่วยของเวลา อุ่นผล TI1e เครื่องทำน้ำอุ่นเป็นน้ำ ดังนั้น เท่าอัตราการกู้คืน (แกลลอนอุ่น โดย 90 ° P ต่อชั่วโมง) เป็น measu.te ของ ca.pacity ในแง่ eng1neenngจัด BTU เครื่องทำน้ำอุ่นคือ การใช้เชื้อเพลิงสูงสุดของอุปกรณ์ การวัดเพื่อที่วัดอัตราการเข้าใช้ อัตราของผลผลิตไม่ขนาดถังจับความหมายภาษาอังกฤษทั่วไปขนาดของการอุปกรณ์ และคนมักจะหมายถึงขนาดของถังเป็นกำลังการผลิตของเครื่องทำน้ำอุ่น แต่นั่นไม่ใช่ความหมายของกำลังการผลิตในแง่วิศวกรรมเป็นรุ่นวัด BTU KilocalorieSysten1 วัด วัดพลังงานความร้อนใน kilocalories (กิโลแคลอรี), หรือที่เรียกว่าแคลอรี่อาหารหรือแคลอรี่ lttrge คล้ายคลึงกับคำจำกัดความของ BTlJ เป็นพลังงานความร้อนที่ต้องเพิ่มของน้ำ 1 ปอนด์ 1 ของ kilocalorie คือจำนวนของพลังงานความร้อนที่ต้องเพิ่ม 1 กิโลกรัมน้ำ โดย 1 องศาเซลเซียสกิโลกรัมเป็นปอนด์ 2.20462 และเปลี่ยน 1oc ตรง 1.8° Fเปลี่ยนแปลง เพื่อหวังที่1 กิโลแคลอรี = 2.20462 (ปอนด์) X 1.8 (ของ) = 3.9683 BTUอย่างไรก็ตาม ความแตกต่างเล็กน้อยในข้อกำหนดในตารางอินเตอร์เนชั่นแนลแคลอรี่และแคลอรี่ thermochemical สัมประสิทธิ์ทางแปลงเป็น1 กิโลแคลอรี = 3.9657 BTUHorne ความร้อนและฉนวนกันความร้อนเทคโนโลยี (BTV/hr อีกครั้ง)Hotne ระบบทำความร้อนโดยทั่วไปใช้ก๊าซธรรมชาติหรือพลังงานไฟฟ้าความร้อนอากาศ 1heir สามารถส่งอากาศอุ่นวัด เช่นที่ตัวเครื่องทำน้ำอุ่น ในหน่วย BTU/hr บ้านเล็กหรือบ้านในสภาพภูมิอากาศอบอุ่นค่อนข้างจะได้รับโดย มีเตาเผาที่มีความจุ 40000 BTU/hr เตาบ้านสามห้องนอนในสภาพภูมิอากาศค่อนข้างเย็นอาจจำเป็นต้องมีความจุ 60000 BTU/hrวิธีทำความร้อน ระบายอากาศ เครื่องปรับอากาศวิศวกร และตัดสินใจการผลิตเตาเฉพาะบ้านและสถาน หลักการง่ายจะเตาต้องสามารถสร้างความร้อนอัตรา sa1ne ที่ถูกความร้อนหายไป frorn บ้านเนื่องจากการทำความเย็นเมื่อสภาพแวดล้อมที่ตนกับการ ด้วยเหตุนี้ การออกแบบระบบทำความร้อนจึงเกี่ยวข้องกับการออกแบบระบบฉนวนกันความร้อนในอาคารส่วนนี้ของบทเกี่ยวกับเทคโนโลยีพลังงานได้ มันอาจดังนั้น ดูแปลกไปรวมถึงการวิเคราะห์ ของ windows ประตู ผนัง อย่างไรก็ตาม หน้าต่างจะคล้ายคลึงกับเทคโนโลยีไฟฟ้าในแง่ที่ว่า มันส่ง frorn พลังงานความร้อนภายในห้องภายนอก ด้านนอกจะหนาวเมื่อ ศึกษา 1he .flow พลังงานความร้อนผ่านพื้นผิวใด ๆ เป็นหลักการศึกษาของพลังงาน ดังนั้น ไม่น่าแปลกใจ คันธนูที่ถูกวัดเป็น BTU/hrอัตราการสูญเสียพลังงานความร้อนผ่านอุปกรณ์เช่นหน้าต่าง ประตู หรือผนังขึ้นอยู่กับปัจจัย 3 ประการ ที่นี่มีหน่วยการวัด 1. TI1e พื้นที่ผิวของอุปกรณ์ (A ตารางฟุต)2. ความแตกต่างของอุณหภูมิจากด้านหนึ่งของอุปกรณ์อีก (D ของ)3. TI1e การนำความร้อนของอุปกรณ์ (เขียนเป็น U ดูด้านล่างสำหรับหน่วยของ)วัสดุก่อสร้างเช่น drywall และไม้อัด ซึ่งแตกต่างกันในความหนา รู้จักกัน โดยการนำความร้อนที่แสดงเป็น BTU/hr ต่อตารางฟุตของพื้นที่) ต่อนิ้ว (ของความหนา) 1he การนำความร้อนของอุปกรณ์เช่นหน้าต่างและประตู ที่เป็นสำเร็จรูป asse1nblies อธิบายใน BTU/hr ต่อตารางฟุตของพื้นที่) นำความร้อนที่แสดงในลักษณะนี้เรียกว่าค่า U ของอุปกรณ์หรือวัสดุสูตร TI1e อัตราการสูญเสียพลังงานโดยใช้อุปกรณ์ที่มีให้ U-ค่า พื้นที่ตารางฟุต และที่แยกความแตกต่าง tetnperature ของ D องศาฟาเรนไฮต์คือสูญเสียพลังงาน = A X D X U (BTU/hr)สูญเสียพลังงานเป็นวัดใน BTU/hr หน่วยการวัดการนำความร้อน U เป็น BTU/hr ต่อตารางฟุตต่อองศาฟาเรนไฮต์ค่าผกผันของค่า U อธิบายความต้านทานความร้อนของอุปกรณ์ หรือวัสดุ anJ คือ R-value ดังนั้น U = 1IR ฉนวนฮัทสุ materia ! s รู้จักกัน โดย R-value ของพวกเขา เนื่องจากการ tance resis สูงกับการไหลของความร้อน ฉนวนค่าสูงหมายถึง R-value ที่สูง สูตรสำหรับการหายากการสูญเสียพลังงานโดยใช้อุปกรณ์ดังนั้นมากกว่าปกติเขียนเป็น สูญเสียพลังงาน =---R (BTU/hr) ตัวอย่างที่ 3 สูญเสียความร้อนผ่านหน้าต่าง(ก) คุณมีหน้าต่างที่ 2.5 ฟุตกว้าง 4 ฟุตสูง ตอนนี้หนาว และอุณหภูมิภายนอก 20 องศาเอฟ คุณ hotne คุณ warmed กับ 70oF ไว้,.. หน้าต่างปัจจุบันมีหน้าต่างบานเดียว cotnmon มี R-value ที่ 1 อัตราการสูญเสียความร้อนผ่านหน้าต่างนั้นคืออะไร (ข) ถ้าคุณได้แทน •window กับหน้าต่างมีประสิทธิภาพแพที่มี R-value ที่ 3 อะไรจะสูญเสียความร้อนอัตราใหม่เป็น โซลูชั่น(ก)พื้นที่ของหน้าต่างคือ 2.5 X 4 = 10 ตารางฟุต อุณหภูมิ dif ference ระหว่างภายใน และภายนอกคือ 70-20 = 50 องศาเอฟ R-value ของหน้าต่างคือ 1 ดังนั้นอัตราการสูญเสียความร้อนผ่านหน้าต่าง10 x 50 = 500 BTU/hr1(ข) ถ้าหน้าต่างมี ue มีค่า R ของ 3 มากกว่า 1 อัตราการสูญเสียความร้อน10 X 50 500 .จะ 167 BTU/hr ปัดเศษสามอย่างมีนัยสำคัญตัวเลข 3 3หน้าต่างแทนที่จะมีผลของบันทึก ative rel พลังงานสูญหายไปยังหน้าต่างเดิม ประหยัดที่เป็นประโยชน์กับเจ้าของหน้าต่าง ถ้าหน้าต่างใหม่ได้สร้างพลังงานความร้อนสำหรับบ้าน นี่คือเหตุผลที่เทคโนโลยีฉนวนกันความร้อนและความร้อนภายในบ้านเทคโนโลยีมีวัตถุประสงค์คล้ายคลึงกันR-ค่าของ so1ne ทั่วไปวัสดุก่อสร้างมีแสดง 1nตาราง 2.4ค่า R ของแอสเซมบลีบางอาคารทั่วไปจะแสดง tnตาราง 2.5Lu0S Annua1 ของ frotn l สิทธิอาคารจำนวนความร้อนที่สูญเสียผ่านหน้าต่างขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิ ระหว่างภายใน และภายนอก ด้วยเหตุนี้ อาคารวิศวกรอธิบายสภาพภูมิอากาศของภูมิภาคตาม degree-days

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

น้ำ 1of ดังนั้นปริมาณของพลังงานความร้อน (E ใน BTUs) ที่จำเป็นในการเพิ่มมวลของน้ำ(M ในปอนด์) fron1 อุณหภูมิ T 1ow ที. 1llg ​​ลิตร(° F) คือE = Mx (T - T) สูงต่ำตัวอย่างที่ 1 พลังงานความร้อนวิธีการใช้พลังงานความร้อนมากเป็นสิ่งจำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของ50 แกลลอนถังน้ำร้อนจาก 45oF (อุณหภูมิของน้ำที่เข้ามาในบ้านจากสายใต้ดิน) ถึง 120 ° F (มาตรฐานสำหรับร้อน น้ำประปาในบ้าน) โซลูชั่นเพื่อแก้ probletn นี้เราจำเป็นต้องรู้น้ำหนักของแกลลอนน้ำ แหล่งที่มาบนอินเทอร์เน็ตให้£ 8.34 ต่อแกลลอนเป็นความหนาแน่นของน้ำ 50 แกลลอนถังน้ำร้อนจึงจะถือ 50 X 8.34 = 417 £น้ำ เพื่อยกระดับปริมาณน้ำนี้โดย 120-45 = 75 องศาจะต้อง(ที - h1gh ต่ำH = 417 X (120 45) H = 417X75 H = 31,275 BTUs ของพลังงานความร้อน. มันจะใช้เวลานานเท่าใดเครื่องทำน้ำอุ่นเพื่อ เพิ่ม 50 แกลลอนน้ำจาก 45oF เพื่อ 120oF หรือไม่ที่ขึ้นอยู่กับการใช้พลังงานของเครื่องทำความร้อนที่มีความหมายอัตราการผลิตความร้อนซึ่งเป็นวัดใน BTlJ ต่อชั่วโมง. dnps descri ทางเทคนิคของเครื่องทำน้ำอุ่นที่พบในเว็บไซต์ค้าปลีกเช่นหน้าแรก โปและเมนาร์ด, รายการคุณสมบัติหลายประการที่อธิบายถึงความสามารถของเครื่องทำน้ำอุ่นทำให้น้ำร้อนคุณสมบัติ Tiuee จะ prominen.t ในรายละเอียดเหล่านี้.. 1. คะแนน TI1is บีทียูเป็น บริษัท จดทะเบียนในรายละเอียดสินค้าเป็นบีทียู แต่จริงๆหมายถึงบีทียู / ชม. มันจะใช้สำหรับเครื่องทำน้ำอุ่นที่ได้รับการผลักดันจากก๊าซธรรมชาติหรือโพรเพนที่มีเนื้อหาพลังงานเชื้อเพลิงจะถูกวัดในBTUs. ดังนั้นคะแนน BTU ของเครื่องทำน้ำอุ่นเป็นตัวแทนสูงสุด imum อัตราการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงของอุปกรณ์. บ้านเครื่องทำน้ำอุ่น มีแนวโน้มที่จะมีการจัดอันดับบีทียูในช่วง 32,000 ถึง 40,000 บีทียู / ชม. 2. อัตราการกู้คืน. TI1e อัตราการฟื้นตัวของเครื่องทำน้ำอุ่นบ่งชี้ว่าหลายแกลลอนน้ำอุปกรณ์ที่สามารถเพิ่มอุณหภูมิโดยเฉพาะความแตกต่าง ture (ปกติ 90 ° F) ในหนึ่งชั่วโมง. ยกตัวอย่างเช่นริชมอนด์38 แกลลอนก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงเครื่องทำน้ำอุ่นมีอัตราการฟื้นตัวของ 48.5 แกลลอน / ชมเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ 90oF. 3 ขนาดถัง ขนาดถังเป็นจำนวนแกลลอนน้ำว่าเครื่องทำน้ำอุ่นสามารถถือ โดยทั่วไปขนาดถังที่อยู่อาศัย 30 ถึง 50 แกลลอนLons ขึ้นอยู่กับจำนวนของคนในครัวเรือน. ตัวอย่างที่ 2 ความจุของเครื่องทำน้ำอุ่นซึ่งในสามอธิบายของเครื่องทำน้ำอุ่นเป็นtneasure ของ capac ity ของอุปกรณ์หรือไม่โซลูชั่นในมุมมองด้านวิศวกรรม, ความจุสะท้อนให้เห็นถึงขนาดของอุปกรณ์ แต่ความหมายเฉพาะของมันคืออัตราของอุปกรณ์ของผลผลิตต่อหน่วยของเวลา เอาท์พุท TI1e ของเครื่องทำน้ำอุ่นน้ำอุ่น ดังนั้นเฉพาะอัตราการฟื้นตัว (แกลลอนร้อนจาก 90 ° P ต่อชั่วโมง) เป็น measu.te ของ ca.pacity ในความรู้สึก eng1neenng. ประเมิน BTU ของเครื่องทำน้ำอุ่นเป็นตัวชี้วัดของการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงสูงสุดของอุปกรณ์เพื่อ ที่วัดอัตราการใช้การป้อนข้อมูลที่ไม่อัตราของการส่งออก. ขนาดถังจับความหมายภาษาอังกฤษที่พบบ่อยของขนาดของอุปกรณ์และผู้คนมักจะอ้างถึงขนาดถังความจุของเครื่องทำน้ำอุ่น แต่ที่ไม่ได้เป็นความหมายของ ความจุในแง่วิศวกรรม. ตัวชี้วัดที่รุ่นของบีทียูเป็น kilocalorie ใน systen1 ตัวชี้วัดพลังงานความร้อนมีหน่วยวัดเป็นกิโลแคลอรี (กิโลแคลอรี) เรียกว่าแคลอรี่อาหารหรือแคลอรี่ lttrge คล้ายกับความหมายของ BTlJ เป็นพลังงานความร้อนที่จำเป็นในการยกระดับ 1 ปอนด์ของน้ำที่ 1 ของ, kilocalorie คือปริมาณของพลังงานความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่ม 1 กิโลกรัมของน้ำ 1 ° C. กิโลกรัมเป็น£ 2.20462 และ 1oC การเปลี่ยนแปลงเป็นสิ่ง 1.8 ° F เปลี่ยนแปลงดังนั้นใครจะคาดหวังว่า1 กิโลแคลอรี = 2.20462 (ปอนด์) X 1.8 (จาก) = 3.9683 บีทียูแต่เนื่องจากความแตกต่างเล็กน้อยในคำจำกัดความในตารางระหว่างประเทศของแคลอรี่และแคลอรี่ความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงอย่างเป็นทางการ1 กิโลแคลอรี = 3.9657 บีทียูฮอร์นร้อนและฉนวนกันความร้อนTechnologies (บีทีวี / ชมอีกครั้ง) Hotne ระบบทำความร้อนมักจะใช้ก๊าซธรรมชาติหรือพลังงานไฟฟ้าความร้อนอากาศ ความสามารถในการส่งมอบ 1heir อากาศอุ่นเป็นวัดที่เหมือนเครื่องทำน้ำอุ่นในหน่วยของบีทียู / ชม บ้านขนาดเล็กหรือที่บ้านในสภาพภูมิอากาศที่อบอุ่นในระดับปานกลางจะได้รับโดยมีเตาเผาที่มีความจุ 40,000 บีทียู / ชม เตาสำหรับบ้านสามห้องนอนในสภาพภูมิอากาศที่หนาวเย็นในระดับปานกลางอาจจะต้องมีกำลังการผลิต 60,000 บีทียู / ชมได้. ไม่ร้อนวิธีระบายอากาศและวิศวกรเครื่องปรับอากาศตัดสินใจเกี่ยวกับความจุของเตาเผาสำหรับบ้านโดยเฉพาะอย่างยิ่งสถานที่ตั้งหรือไม่ หลักการคือง่ายเตาจะต้องสามารถสร้างความร้อนในอัตรา sa1ne ที่ความร้อนจะถูกทำให้หายไป frorn บ้านเนื่องจากการระบายความร้อนเมื่อสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น ด้วยเหตุนี้การออกแบบของระบบทำความร้อนเป็นอย่างใกล้ชิดที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบของระบบฉนวนกันความร้อนในอาคาร. ส่วนของบทนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับเทคโนโลยีพลังงาน มันอาจจึงดูแปลกที่จะรวมถึงการวิเคราะห์ของหน้าต่างประตูและผนัง แต่หน้าต่างจะคล้ายคลึงกับเทคโนโลยีที่กำลังสร้างในแง่ที่ว่าจะส่ง frorn พลังงานความร้อนภายในบ้านออกไปข้างนอกเมื่อนอกเป็นที่หนาวเย็น การศึกษาของ 1HE .flow ของพลังงานความร้อนผ่านพื้นผิวใด ๆ ที่เป็นหลักของการใช้พลังงานการศึกษาดังนั้นไม่น่าแปลกใจว่าโบว์เป็นวัดในบีทียู / ชม. อัตราการสูญเสียพลังงานความร้อนผ่านอุปกรณ์เช่นหน้าต่างประตูหรือ ผนังขึ้นอยู่กับปัจจัยที่สามที่แสดงไว้ที่นี่กับหน่วยของการวัด. 1 พื้นที่ผิว TI1e ของอุปกรณ์ (A, ตารางฟุต) 2 แตกต่างของอุณหภูมิจากด้านหนึ่งของอุปกรณ์ที่อื่น ๆ (d จาก). 3 TI1e การนำความร้อนของอุปกรณ์ (เขียนเป็น U, ดูด้านล่างสำหรับหน่วย). วัสดุก่อสร้างเช่น drywall และไม้อัดที่แตกต่างกันในความหนาเป็นที่รู้จักกันโดยการนำความร้อนของพวกเขาแสดงในบีทียู / ชมต่อตารางฟุต (พื้นที่) ต่อ นิ้ว (หนา) 1HE การนำความร้อนของอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่นหน้าต่างและประตูซึ่งมาเป็น asse1nblies พร้อมทำอธิบายไว้ในบีทียู / ชมต่อตารางฟุต (พื้นที่) การนำความร้อนที่แสดงออกในลักษณะนี้เรียกว่า U-ค่าของอุปกรณ์หรือวัสดุที่. สูตร TI1e สำหรับอัตราการสูญเสียพลังงานผ่านอุปกรณ์ที่มีให้ U-ค่าพื้นที่ของตารางฟุตและที่แยก ความแตกต่าง tetnperature ของ D องศาฟาเรนไฮต์คือการสูญเสียพลังงาน= AXDXU (บีทียู / ชั่วโมง) ในขณะที่การสูญเสียพลังงานเป็นวัดในบีทียู / ชมหน่วยวัดค่าการนำความร้อน U นั้นบีทียู / ชมต่อตารางฟุตต่อองศาฟาเรนไฮต์. ผกผันของที่ U-อธิบายค่าความต้านทานความร้อนของอุปกรณ์หรือวัสดุ Anj เรียกว่า R-ค่า ดังนั้น U = 1IR ฉนวนวัสดุ! s เป็นที่รู้จักกันโดย R-ค่าของพวกเขาเพราะ R-ค่าที่สูงขึ้นหมายถึงในระยะ resis ที่สูงขึ้นเพื่อการไหลของความร้อนที่มีมูลค่าสูงกว่าฉนวน สูตรสำหรับหายากของการสูญเสียพลังงานผ่านอุปกรณ์จึงเขียนมากกว่าปกติเป็นการสูญเสียพลังงาน= --- - R (บีทียู / ชม) ตัวอย่างที่ 3 การสูญเสียความร้อนผ่านหน้าต่าง(ก) คุณมีหน้าต่างที่เป็น 2.5 ฟุตกว้าง 4 ฟุตสูง ตอนนี้มันเป็นฤดูหนาวและอุณหภูมิภายนอกอยู่ที่ 20 °น์ คุณเก็บ hotne ของคุณอบอุ่นกับ 70oF. .. หน้าต่างปัจจุบันเป็นหน้าต่างบานหน้าต่าง cotnmon เดียวมีค่า R-value 1. อะไรคือสิ่งที่อัตราการสูญเสียความร้อนผ่านหน้าต่างที่? (ข) หากคุณกำลังจะเปลี่ยนหน้าต่าง•กับหน้าต่างที่มีประสิทธิภาพความร้อนที่มีค่า R-value ของ 3 สิ่งที่อัตราใหม่ของการสูญเสียความร้อนจะเป็นอย่างไรโซลูชั่น(ก) พื้นที่ของหน้าต่างเป็น 2.5 X 4 = 10 .. ตารางฟุต Ference แตกของอุณหภูมิระหว่างภายในและภายนอกเป็น 70-20 = 50 ° F R-ค่าของหน้าต่างเป็น 1 ดังนั้นอัตราการสูญเสียความร้อนผ่านหน้าต่างเป็น10 X 50 = 500 บีทียู / ชม. 1 (ข) ถ้าหน้าต่างมี R-Val UE 3 มากกว่า 1 อัตรา การสูญเสียความร้อน10 X 50 500 . จะเป็น 167 บีทียู / ชมกลมสามอย่างมีนัยสำคัญตัวเลข 3 3 หน้าต่างแทนจะมีผลต่อการประหยัดพลังงานที่หายไป rel ative ไปที่หน้าต่างเก่า เงินฝากออมทรัพย์ที่เป็นประโยชน์ให้กับเจ้าของของหน้าต่างเช่นถ้าหน้าต่างใหม่ที่ถูกสร้างพลังงานความร้อนสำหรับบ้าน นี่คือเหตุผลที่เทคโนโลยีฉนวนกันความร้อนและเทคโนโลยีทำความร้อนที่บ้านมีวัตถุประสงค์ที่คล้ายกัน. R-ค่า so1ne วัสดุก่อสร้างที่พบบ่อยจะแสดง 1N ตารางที่ 2.4. อาคุณค่าของการประกอบอาคารบางอย่างร่วมกันจะแสดง tn ตารางที่ 2.5. Annua1 Lu0S ของ l- กนอ frotn อาคารจำนวนเงินที่หายไปของความร้อนผ่านหน้าต่างขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างภายในและภายนอก ด้วยเหตุนี้การสร้างวิศวกรอธิบายสภาพภูมิอากาศของภูมิภาคด้วยจำนวนขององศาวัน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

น้ำ โดย 1of . ดังนั้นปริมาณของพลังงานความร้อน ( E , btus ) ต้องยก

มวลน้ำ ( M , ปอนด์ ) fron1 อุณหภูมิ T



1ow

t .
1llg L


( ° F )



E = MX ( T - T สูงต่ำ )






1 ตัวอย่าง พลังงานความร้อนพลังงาน ความร้อนเท่าไหร่ ต้องเพิ่มอุณหภูมิของน้ำร้อน 50 แกลลอนถังจาก 45of ( อุณหภูมิของน้ำที่เข้ามาในบ้านจากสายใต้ดิน ) 120 ° F ( มาตรฐานน้ำประปาร้อนในบ้าน )



probletn โซลูชั่นเพื่อแก้ปัญหานี้เราต้องรู้น้ำหนักของน้ำแกลลอน แหล่งข้อมูลบนอินเทอร์เน็ตให้ 8.34 ปอนด์ต่อแกลลอนเป็นความหนาแน่นของน้ำ50 แกลลอนน้ำร้อนถังจึงจะถือ 50 x 8.34 = 417 ปอนด์ของน้ำ เพื่อเพิ่มจำนวนน้ำ 120 - 45 = 75 องศาจะต้อง



( T -
h1gh ต่ำ
H = 417 x ( 120 - 45 )
H
H = = 417x75 31275 btus พลังงานความร้อน .



จะใช้เวลานานเท่าไหร่ มีเครื่องทำน้ำอุ่นเพิ่ม 50 แกลลอน น้ำจาก 45of เพื่อ 120of ? มันขึ้นอยู่กับพลังงานของเครื่องทำน้ำอุ่น หมายถึง อัตราการผลิตความร้อนของมันซึ่งเป็นวัดใน btlj ต่อชั่วโมง .
เทคนิค dnps descri ของเครื่องทำน้ำอุ่น เท่าที่พบในเว็บไซต์ค้าปลีกเช่น Home Depot และ menards รายการคุณสมบัติหลายประการที่อธิบายถึงความสามารถของเครื่องทำน้ำอุ่น น้ำร้อน tiuee คุณลักษณะ prominen T ในรายละเอียดเหล่านี้ :


1 บีทียูคะแนน ti1is อยู่ในรายละเอียดสินค้า เช่น บีทียู แต่มันหมายถึงบีทียู / ชั่วโมงมันใช้เครื่องทำน้ำอุ่นที่มีเชื้อเพลิงจากก๊าซธรรมชาติหรือโพรเพนที่มีเนื้อหาเป็นเชื้อเพลิงพลังงานที่วัดได้



ใน btus . ดังนั้น บีทียู คะแนนของเครื่องทำน้ำอุ่นเป็นแม็กซ์อง imum เชื้อเพลิงอัตราการใช้งานของอุปกรณ์ เครื่องทำน้ำอุ่นที่บ้านมักจะมีการจัดอันดับบีทียูในช่วง 32 , 000 , 000 BTU / hr .
2 อัตราการกู้คืนti1e อัตราการกู้คืนของเครื่องทำน้ำร้อนแสดงกี่แกลลอนของน้ำอุปกรณ์ที่สามารถเพิ่มอุณหภูมิโดยเฉพาะองความแตกต่าง ( ปกติ 90 ° F ture ) ในหนึ่งชั่วโมง ตัวอย่างเช่น ริชมอนด์
38 แกลลอนก๊าซธรรมชาติเครื่องทำน้ำอุ่นมีอัตราการกู้คืน 48.5 แกลลอนต่อชั่วโมงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของ 90of .
3 ขนาดถัง ถังขนาดจำนวนของแกลลอนของน้ำที่

เครื่องทำน้ำอุ่นสามารถถือโดยทั่วไปที่อยู่อาศัยถังขนาด 30 - 50 แกลอง

โคลน ขึ้นอยู่กับจำนวนของผู้คนในครัวเรือน .



ตัวอย่าง 2 ความจุของเครื่องทำน้ำอุ่น

ซึ่งของทั้งสามในของเครื่องทำน้ำอุ่นเป็น tneasure ของความจุในอง

ity ของอุปกรณ์ ?




ในมุมมองของวิศวกรรมโซลูชั่น ความจุสะท้อนขนาดของอุปกรณ์แต่ความหมายเฉพาะของอุปกรณ์ของอัตราผลผลิตต่อหน่วยของเวลา ti1e องผลผลิตของเครื่องทำน้ำร้อนน้ำอุ่น แต่อัตราการกู้คืน ( แกลลอนความร้อน 90 องศา P ต่อชั่วโมง ) เป็น measu.te ของ ca.pacity ใน eng1neenng ความรู้สึก .
BTU อันดับของเครื่องทำน้ำอุ่นที่เป็นตัวชี้วัดของการใช้เชื้อเพลิงสูงสุดของอุปกรณ์ เพื่อวัดอัตราการใช้ปัจจัยการผลิตไม่อัตราผลผลิต .
ขนาดของถังรวบรวมความหมายภาษาอังกฤษทั่วไป ของขนาดของ
อุปกรณ์ และคนมักจะเรียกเป็นถังขนาดความจุของเครื่องทำน้ำอุ่น แต่นั่นไม่ใช่ความหมายของความสามารถในทางความรู้สึก




รุ่นเมตริก BTU กิโลแคลอรี

ใน systen1 เมตริก , พลังงานความร้อนมีหน่วยเป็นกิโลแคลอรี่ ( 3 ) เรียกว่าแคลอรี่อาหารหรือ lttrge แคลอรี่คล้ายคลึงกับคำจำกัดความของ btlj เป็นพลังงานความร้อนต้องยก 1 ปอนด์ของน้ำ 1 , กิโลแคลอรี่



คือปริมาณของพลังงานความร้อน ต้องเพิ่ม 1 กิโลกรัมของน้ำ โดย 1 ° C .
2.20462 กิโลกรัมเป็นปอนด์ และเปลี่ยน 1oc ตรง 1.8 องศา F
เปลี่ยน ดังนั้นหนึ่งจะคาดหวังว่า


1 กิโลแคลอรี = 2.20462 ( ปอนด์ ) x 1.8 ( ของ ) = 3.9683 BTU



อย่างไรก็ตามเนื่องจากมีความแตกต่างเล็กน้อยในคำจำกัดความของตารางในแคลอรี่แคลอรี่ระหว่างประเทศและเคมีความร้อน เจ้าหน้าที่แปลงสัมประสิทธิ์เป็น 1 กิโลแคลอรี่ =






3.9657 BTU ฮอร์นความร้อนและฉนวนกันความร้อน เทคโนโลยี ( บีทีวี / hr อีก )


hotne ความร้อนระบบมักใช้ก๊าซธรรมชาติหรือไฟฟ้าพลังงานความร้อนในอากาศ ความสามารถในการส่งมอบ 1heir อากาศอุ่นเป็นวัดที่ชอบน้ําอุ่นในหน่วยบีทียู / ชั่วโมง บ้านขนาดเล็กหรือบ้านในเขตอากาศอบอุ่นปานกลางสามารถได้รับโดยมีเตามีความจุ 40 , 000 บีทียู / ชั่วโมง เตาสำหรับ 3 ห้องนอนบ้านในสภาพอากาศเย็นปานกลาง อาจจะต้องมีความจุ 60 , 000 BTU / hr .
วิธีทําความร้อน , ระบายอากาศ , วิศวกรระบบปรับอากาศตัดสินใจเกี่ยวกับความจุของเตาสำหรับบ้านโดยเฉพาะ และที่ตั้งหลักการง่ายๆคือ เตาจะต้องสามารถสร้างความร้อนที่ sa1ne อัตราความร้อนที่ถูกลืม frorn บ้านเนื่องจากความเย็น เมื่อสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น . ด้วยเหตุนี้การออกแบบระบบความร้อนเป็นอย่างใกล้ชิดที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบระบบฉนวนกันความร้อนในอาคาร .
ส่วนนี้ของบทความเกี่ยวกับเทคโนโลยีพลังงาน มันอาจจะ

จึงดูแปลก รวมถึงการวิเคราะห์ของหน้าต่าง , ประตู , และผนัง อย่างไรก็ตาม หน้าต่างที่คล้ายคลึงกับพลังงานในการสร้างเทคโนโลยีในความรู้สึกว่ามันส่ง frorn พลังงานความร้อนภายในบ้านข้างนอก ข้างนอกมันหนาว 1he การศึกษา การไหลของพลังงานความร้อนผ่านพื้นผิวใด ๆเป็นหลักในการศึกษาพลังงาน ดังนั้นไม่น่าแปลกใจว่าโบว์เป็นวัดใน BTU / hr .
อัตราการสูญเสียพลังงานความร้อนผ่านอุปกรณ์ เช่น หน้าต่าง ประตู หรือผนังขึ้นอยู่กับสามปัจจัยแสดงที่นี่ด้วยหน่วยของการวัด .



1 ti1e พื้นที่ผิวของอุปกรณ์ ( ตารางฟุต )

2 ความแตกต่างของอุณหภูมิจากด้านหนึ่งของอุปกรณ์อื่น ๆ ( D ) .
3 ti1e ค่าการนำความร้อนของอุปกรณ์ ( เขียนเป็น ยู ดูด้านล่างสำหรับหน่วย


)อาคาร เช่น ผนัง และ ไม้อัด ซึ่งแตกต่างกันไปในความหนา , เป็นที่รู้จักกันของค่าการนำความร้อนโดยบีทียู / ชั่วโมง ต่อตารางฟุต ( พื้นที่ ) ต่อนิ้ว ( ความหนา ) 1he ค่าการนำความร้อนของอุปกรณ์ เช่น ประตู หน้าต่าง ซึ่งมาเป็น asse1nblies สําเร็จรูป , อธิบายไว้ใน BTU / hr ต่อตารางฟุต ( พื้นที่ )ส่วนค่าการนำความร้อนที่แสดงออกในลักษณะนี้ เรียกว่า ค่า U-Value ของอุปกรณ์หรือวัสดุ .
ti1e สูตรสำหรับอัตราการสูญเสียพลังงานผ่านอุปกรณ์ที่มีการระบุค่า U-Value , พื้นที่ของตารางฟุต และที่แยกความแตกต่างของ tetnperature D องศาฟาเรนไฮต์เป็น


การสูญเสียพลังงาน = D x x U ( BTU / hr )


เป็นการสูญเสียพลังงานมีหน่วยเป็นบีทียู / ชั่วโมงหน่วยของการวัดสำหรับการนำความร้อน U เป็นบีทียูต่อชั่วโมงต่อตารางฟุตต่อองศาฟาเรนไฮต์
ผกผันของค่า U-Value อธิบายความต้านทานความร้อนของอุปกรณ์หรือวัสดุ anj เรียกว่า R-value . ดังนั้น u = 1ir . ฉนวนวัสดุ ! s เป็นที่รู้จักโดย R-value ของพวกเขาเพราะ R-value ที่สูงขึ้นหมายถึงรีซิซองสูงขึ้นไปการไหลของความร้อน ฉนวนสูงกว่าค่าสูตรสำหรับ
ของหายากของพลังงานที่สูญเสียผ่านอุปกรณ์จึงมีมากกว่าปกติ เขียนเป็น การสูญเสียพลังงาน =


---
- R


( BTU / hr )



ตัวอย่าง 3 การสูญเสียความร้อนผ่านทางหน้าต่าง

( a ) คุณจะมีหน้าต่างที่เป็น 2.5 ฟุต กว้าง 4 ฟุตสูง . ตอนนี้มันเป็นฤดูหนาวและอุณหภูมิภายนอก 20 ° F . คุณเก็บ hotne ของคุณออกเพื่อ 70of .
, . . . . . . . หน้าต่างปัจจุบันเป็น cotnmon หน้าต่างบานหน้าต่างเดียวที่มีค่าอาร์ 1อะไรคืออัตราการสูญเสียความร้อนผ่านทางหน้าต่าง ? ( ข ) ถ้าคุณต้องการแทนที่หน้าต่างบวกกับหน้าต่างซึ่งมีประสิทธิภาพที่มี R-value ของ 3 สิ่งที่อัตราใหม่ของการสูญเสียความร้อน ?





( แก้ไข ) พื้นที่ของหน้าต่างเป็น 2.5 x 4 = 10 ตารางฟุต อุณหภูมิระหว่างภายในและภายนอกองดิฟฟีเรนซี 70 - 20 = 50 องศา F . R-value ของหน้าต่างเป็น 1ดังนั้นอัตราการสูญเสียความร้อนผ่านช่องหน้าต่างเป็น
10 x 50 = 500 BTU / hr .
1
( B ) ถ้าหน้าต่างมี r-val UE 3 มากกว่า 1 อัตราการสูญเสียความร้อน

10 x 50 500 .
จะบีทียู / 167 ชั่วโมง ปัด เลขสามหลักสำคัญ

3


หน้าต่างแทนจะได้ผลของการบันทึกของคุณแสดงความโน้มเอียงหรืออารมณ์ที่จะสูญเสียพลังงานองเก่าหน้าต่าง การออมที่เป็นประโยชน์กับเจ้าของของหน้าต่างถ้าเป็นหน้าต่างใหม่ได้สร้างพลังงานความร้อนสำหรับบ้าน นี่คือเหตุผลที่เทคโนโลยีฉนวนกันความร้อนและความร้อนภายในบ้านเทคโนโลยีมีวัตถุประสงค์ที่คล้ายกัน
ค่า R ���ของ so1ne วัสดุทั่วไปแสดงอย่างสม่ำเสมอ

ตารางที่ 2.4 .

ค่า R ���บางประกอบอาคารทั่วไปจะแสดงตาราง 2.5 TN





annua1 lu0s ของ l-ieat frotn อาคาร

ปริมาณความร้อนสูญเสียผ่านทางหน้าต่างขึ้นอยู่กับความแตกต่างในอุณหภูมิระหว่างภายในและภายนอก ด้วยเหตุผลนี้ วิศวกรอาคารบรรยายบรรยากาศของภูมิภาค โดยจํานวนของวัน

. .