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- 열량(Q) = 물체의 질량(kg) × 비열(kcal/kg℃) × 온도차(℃)
- 2시간 동안 물의 온도를 50도에서 80도로 상승시키는데 필요한 히터의 용량(kcal) …
- 따라서 히터가 1시간동안 출력해야 할 열량을 계산하면
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안녕하세요?
PsWorld의 P군 입니다.
초보, 왕초보, 누구나 따라할 수 있는 전기 히터의 전력과 저항, 전류를 계산합니다.
전기 히터 만들기 – 전력, 저항, 전류 계산하기 는
실제로 220V 전기 히터를 만들기 전에
800W, 1200W, 1600W 히터에 대해
전력, 저항과 전류를 계산하는 방법을 알려드립니다.
공식과 수치를 전부 볼 수 있으며,
계산하기 어렵거나 너무 복잡하면 수치만 참고하셔도 됩니다.
또,
36V 전기 히터, 12V 전기 히터를 만들기 위한
전력, 저항과 전류 계산도 습득할 수 있으며,
적열에 대한 개념과 히터를 취급할 때의 주의사항도 알 수 있습니다.
전기 히터를 만들기 전에 보시면 좋을 것 같습니다.
시청자 분들 좋은 시간 되시길 바랍니다.
감사합니다.
#전기난로 #히터 #전기히터 #캠핑난로 #난로
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히터용량 열량 소비전력 계산 – 기계설계 – Tistory
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히터 열량 계산 – 엠칩의 일기장
히터 용량을 선정하려면 초기에 얼마만한 시간에 목표온도에 도달 시킬지에 따라 결정하면 됩니다. 혹 계산이 틀린 부분이 있을지 모르니 참고만 …
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가열 전력 조견표, 상승 온도 (Δt)의 계산 – 대우전열
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〔제품 데이터〕 히터 열용량 계산/JIS배관용 테이퍼 수나사
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Source: kr.misumi-ec.com
Date Published: 6/22/2022
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전기히터의 각 조건별 전기용량 게산표 – 한일전열엔지니어링
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물 탱크에 히터 가열할때 히터 용량산출.. – 기술랩
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주제에 대한 기사 평가 히터 용량 계산
- Author: PsWorld-DIY MAN
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- Date Published: 2021. 2. 5.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=NEGyBypUuks
나만의 세상
먼저 필요로 하는 히터의 용량을 계산합니다.
1. 열량(Q) = 물체의 질량(kg) × 비열(kcal/kg℃) × 온도차(℃)
2. 2시간 동안 물의 온도를 50도에서 80도로 상승시키는데 필요한 히터의 용량(kcal)
= 물의 질량[200리터×물의 비중량(1kg/ℓ)]×물의 비열(1kcal/kg℃)×온도차(30℃ : 80-50)
= 200kg×1kcal/kg℃×30℃ = 6,000kcal
3. 따라서 히터가 1시간동안 출력해야 할 열량을 계산하면
= 6,000 ÷ 2 = 3,000kcal/h
둘째, 전기히터의 소비전력값을 계산합니다.
4. 히터의 용량(KW) = 필요한 열량(kcal/h) ÷ 1KW의 발열량(860kcal/kw)
5. 계산된 열량(3,000kcal/h)을 필요한 전기동력량(KW)으로 환산하면
※ 1KW의 발열량 = 860kcal
그러므로 필요열량(3,000kcal/h)을 1KW의 발열량(860kcal/KW)으로 나눠주면
3000 ÷ 860 = 3.488KW입니다.
따라서 200리터의 물을 2시간 동안 50도에서 80도로 상승시키는데 필요로 하는 히터의 총 열량은 6000Kcal(2시간의 발열량)이며, 1시간동안에는 3000kcal/h가 필요합니다.
1시간 동안 3000kcal를 발열할 수 있는 히터의 용량은 위의 계산식에 따라 약 3.5KW입니다. 물론 히터의 효율이 100%일 때입니다.
출처 : 마산타일도배학원
글쓴이 : 마산타일도배학원 원글보기 : 마산타일도배학원
메모 :
히터 열량 계산
일단 학창시절 배운 줄의 법칙이 나오는데
H 열량(Cal) = 0.24PT 입니다. 여기서 P는 전력이고 T는 시간입니다.
(P 전력은 I*V니 저항 또는 전압 또는 전류중 2가지 수치만 알면 구할수 있겠죠..)
물 100L를 10도에서 30도로 가열하고 싶다면 필요한 열량은 (30도 – 10도) x 50L = 1000kcal 가 됩니다.
만약 1000W의 히터로 가열한다면 1000kcal = 0.24 x 1kW x T에서 T를 구하면
10000초가 걸린다는 의미입니다. 만약 500Watt 히터로 열을 가하면 두배의 시간이 걸립니다.
0도씨 500cc의 물을 1분간 2kwatt 히터로 가열할경우
2kw x 60 x 0.24 = 28.8 kcal 28.8kcal / 0.5L = 57.6’C만큼 온도를 올릴 수 있습니다. 맞는지는 각자 검산..
10L용량의 어항의 물을 0도씨 30도까지 30분에 걸쳐 올리려면 몇 와트짜리 히터가 필요할까요?
일단 10L x 30도는 300kcal가 되고 300kcal / 0.24 / (30×60) = 0.69kwatt가 됩니다.최소 700watt급 히터가 필요..
물론 어항의 물을 계속 가열할 필요가 없으니 목표온도 도달 이후에는 유지에 필요한 열량만 가하면 되기에 훨씬 적은 전력을 소모하게 됩니다. (30분이상 시간이 걸려도 된다면 훨씬더 작은 용량의 히터로도 충분합니다..)
시중에 판매되고 있는 만원짜리 어항 히터들은 60~100watt정도 제품들이 보이네요…
이제품으로 10리터의 0도씨 물을 30도까지 올리려면 약 4~6시간 가량 걸리게 됩니다.
히터 용량을 선정하려면 초기에 얼마만한 시간에 목표온도에 도달 시킬지에 따라 결정하면 됩니다.
혹 계산이 틀린 부분이 있을지 모르니 참고만 하시길…
히터열량계산 참고자료.. 양놈들 자료라 화씨 피트 갤런 단위로 써있습니다… ㅡ,.ㅡ
WATLOW-히터열량계산자료.pdf 0.05MB
줄의 법칙
도선에 전류가 흐를 때 단위 시간 동안에 도선에 발생하는 열량(줄열의 양)은 전류의 세기의 제곱과 도선의 전기 저항에 비례한다는 법칙.
1840년에 영국의 줄이 발견하였다. 도선의 저항을 R(Ω), 전류를 I(A), 전압을 V(V), 전력을 P(W), 시간을 t(s)라 하면 발열량 Q(cal)는 Q=0.24RI²t 로 된다. 이것을 줄의 법칙이라고 한다.
또 RI=V이므로 Q(H)=0.24VIt=0.24Pt이다.
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■ 가열 전력 조견표, 상승 온도 (Δt)의 계산
가열 전력 조견표
액체 가열, 공기 가열, 금속 가열에 있어서, 히터 전력 계산의 대표적인 예를 소개합니다.
필요한 히터 전력으로 기본 수식 (1)의 결과에 안전율 α (= 1.25 배) 한 값을 표시합니다.
아래의 내용은 이론을 토대로 계산 된 값입니다. 실제 외부요인으로 인하여 다른 값을 가지기 때문에
실제 히터를 사용하시는 경우는 ㈜대우전열에 문의하십시오.
히터 전력 조견표 제 목 설 명 주의해야 할 단위 흐리지 않는 물 흐르지 않는 물 을
1 시간에서 온도차 Δt ℃까지 가열하는데 필요한 히터 전력 [kW] 물 체적 V
[리터] 흐르는 물 흐르는 물 을온도차 Δt ℃까지 가열하는데 필요한 히터 전력 [kW] 물의 유속 V
[l / min] 흐르지 않는 공기 흐르지 않는 공기 를1 시간 온도차 Δt ℃까지 가열하는데 필요한 히터 전력 [kW] 공기의 부피 V
[m3 ] 흐르는 공기 흐르는 공기 를온도차 Δt ℃까지 가열하는데 필요한 히터 전력 [kW] 공기의 유량 V
[m3 / 분] (표준 상태) 금속 : 스테인레스 스테인리스 를1 시간 온도차 Δt ℃까지 가열하는데 필요한 히터 전력 [kW] 스테인레스의 체적 V
[리터] 금속 : 알루미늄 알루미늄 을1 시간에서 온도차 Δt ℃까지 가열하는데 필요한 히터 전력 [kW] 알루미늄의 체적 V
[리터]상승 온도 (Δt)의 계산
모든 유량의 상승 온도 Δt ℃
수식 (1)을 변형하고 있는 전력 [kW]의 히터를 사용한 경우 (히터의 전원을 먼저 결정되었을 때)
유량의 상승 온도 (온도차 Δt℃)를 요구 조견표.
마찬가지로 안전율 α (= 1.25 배)하고 있습니다.
모든 유량의 상승 온도 Δt도 C의 조견표 제 목 설 명 주의해야 할 단위 물 상승 온도 흐르는 물 을 한 전력 [kW]의 히터로 가열했을 때 상승 온도 (온도차 Δt ℃) 물의 유속 V
[l / min] 공기의 상승 온도 흐르는 공기 를 한 전력 [kW]의 히터로 가열했을 때 상승 온도 (온도차 Δt ℃) 공기의 유량 V [m 3 / 분] (표준 상태)1. 흐르지 않는 물 (탱크 수조내)
계산식 W [W] = (0.2778 × 60 × C × d × V × Δt / H) × α · · · (1) 매개 변수 : C = 4.18 kJ / (kg · ℃ ) d = 1kg / L H = 1h (시간) α = 1.25 대기압의 계산값으로 한다
표 1 흐르지 않는 물 (탱크 수조 내)을 1 시간에 온도차 Δt도 C 가열하는 데 필요한 히터 전력 kW
Δt ℃ 물 가열 양 (부피) V L [리터] 1 5 10 18 20 30 40 50 100 150 200 500 1000 5 0.007 0.036 0.073 0.131 0.145 0.218 0.290 0.363 0.726 1.09 1.45 3.63 7.26 10 0.015 0.073 0.145 0.261 0.290 0.435 0.581 0.726 1.45 2.18 2.90 7.26 14.5 15 0.022 0.109 0.218 0.392 0.435 0.653 0.871 1.09 2.18 3.27 4.36 10.9 21.8 20 0.029 0.145 0.290 0.523 0.581 0.871 1.16 1.45 2.90 4.36 5.81 14.5 29.0 25 0.036 0.181 0.363 0.653 0.726 1.09 1.45 1.81 3.63 5.44 7.26 18.1 36.3 30 0.044 0.218 0.435 0.784 0.871 1.31 1.74 2.18 4.36 6.53 8.71 21.8 43.5 35 0.051 0.254 0.508 0.914 1.016 1.524 2.03 2.54 5.08 7.62 10.2 25.4 50.8 40 0.058 0.290 0.581 1.05 1.16 1.74 2.32 2.90 5.81 8.71 11.6 29.0 58.1 45 0.065 0.327 0.653 1.18 1.31 1.96 2.61 3.27 6.53 9.80 13.1 32.7 65.3 50 0.073 0.363 0.726 1.31 1.45 2.18 2.90 3.63 7.26 10.9 14.5 36.3 72.6 55 0.080 0.399 0.798 1.44 1.60 2.40 3.19 3.99 7.98 12.0 16.0 39.9 79.8 60 0.087 0.435 0.871 1.57 1.74 2.61 3.48 4.36 8.71 13.1 17.4 43.5 87.1 65 0.094 0.472 0.943 1.70 1.89 2.83 3.77 4.72 9.44 14.2 18.9 47.2 94.3 70 0.102 0.508 1.02 1.83 2.03 3.05 4.06 5.08 10.2 15.2 20.3 50.8 102 75 0.109 0.544 1.09 1.96 2.18 3.27 4.36 5.44 10.9 16.3 21.8 54.4 109 80 0.116 0.581 1.16 20.9 2.32 3.48 4.65 5.81 11.6 17.4 23.2 58.1 116 85 0.123 0.617 1.23 2.22 2.47 3.70 4.94 6.17 12.3 18.5 24.7 61.7 123 90 0.131 0.653 1.31 2.35 2.61 3.92 5.23 6.53 13.1 19.6 26.1 65.3 131 95 0.138 0.689 1.38 2.48 2.76 4.14 5.52 6.90 13.8 20.7 27.6 68.9 138 100 0.145 0.726 1.45 2.61 2.90 4.36 5.81 7.26 14.5 21.8 29.0 72.6 145
단위는 [kW]
2. 흐르는 물
계산식 W [W] = (0.2778 × 60 × C × d × V × Δt / M) × α · · · (2) 매개 변수 : C = 4.18 kJ / (kg ·도 C) d = 1kg / L M = 1min (분) α = 1.25 대기압의 계산값으로 한다
표 2 흐르는 물 온도차 Δt도 C까지 가열하는데 필요한 히터 전력 kW
Δt도 C 난방 수의 유량 L / min 1 3 5 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100 5 0.44 1.31 2.18 4.35 6.53 8.71 10.9 13.1 17.4 21.8 26.1 30.5 34.8 39.2 43.6 10 0.87 2.61 4.35 8.71 13.1 17.4 21.8 26.1 34.8 43.6 52.3 61.0 69.7 78.4 87.1 15 1.31 3.92 6.53 13.1 19.6 26.1 32.7 39.2 52.3 65.3 78.4 91.4 105 118 131 20 1.74 5.23 8.71 17.4 26.1 37.8 43.6 52.3 69.7 87.1 105 122 139 157 174 25 2.18 6.53 10.9 21.8 32.7 43.6 54.4 65.3 87.1 109 131 152 174 196 218 30 2.61 7.84 13.1 26.1 39.2 52.3 65.3 78.4 105 131 157 183 209 235 261 35 3.05 9.14 15.2 30.5 45.7 61.0 76.2 91.4 122 152 183 213 244 274 305 40 3.48 10.5 17.4 34.8 52.3 69.7 87.1 105 139 174 209 244 279 314 348 45 3.92 11.8 19.6 39.2 58.8 78.4 98.0 118 157 196 235 274 314 353 392 50 4.35 13.1 21.8 43.6 65.3 87.1 109 131 174 218 261 305 348 392 435 55 4.79 14.4 24.0 47.9 71.9 95.8 120 144 192 240 287 335 383 431 479 60 5.23 15.7 26.1 52.3 78.4 105 131 157 209 261 314 366 418 470 523 65 5.66 17.0 28.3 56.6 84.9 113 142 170 226 283 340 396 453 509 566 70 6.1 18.3 30.5 61.0 91.4 122 152 183 244 305 366 427 488 549 610 75 6.53 19.6 32.7 65.3 98.0 131 163 196 261 327 392 457 523 588 653 80 6.97 20.9 34.8 69.7 105 139 174 209 279 348 418 488 557 627 697 85 7.40 22.2 37.0 74.0 111 148 185 222 296 370 444 518 592 666 740 90 7.84 23.5 39.2 78.4 118 157 196 235 314 392 470 549 627 705 784 95 8.27 24.8 41.4 82.7 124 165 207 248 331 414 496 579 662 745 827 100 8.71 26.1 43.6 87.1 131 174 218 261 348 435 523 610 697 784 871
단위는 [kW]
전력 조견표 (표 1, 표 2)를 사용하여 해결 예제
예 문제 1 수조 (드럼)의 물 200L를 2 시간 40℃ 로 가열하고 싶다. 초기 수온을 5℃로 한다. 방열은 고려하지 않는다. 예 문제 2 분당 20L 흐르는 물을 50℃로 가열하고 싶다. 초기 수온을 10℃로 한다. 방열은 고려하지 않는다 해답 : 표 1의 굵은 선 셀 참조 부피 200L의 물을 온도차 Δt = (40-5) = 35℃ 까지 1 시간 가열하려면 표 1에 나타내었다 굵은 선 셀 “10.2kW ‘가 필요하다. 2 시간으로 따뜻하게 경우 일률로는 절반 전력이 필요하다. 히터 전력 10.2 / 2 = 5.1 = 약 5kW 해답 : 표 2의 굵은 선 셀 참조 유량 20L/min 물 온도차 Δt = (50-10) = 40℃까지 가열하려면 표 2에 나타낸 굵은 선 셀 “69.7kW ‘가 필요하다. 히터 전력 : 69.7 = 약 70kW
3. 흐르지 않는 공기
계산식 W [W] = (0.2778 × C × d × V × Δt / H) × α · · · (3) 매개 변수 : C = 1.007 kJ / (kg · ℃) d = 1.251kg / m 3 H = 1h (시간) α = 1.25 대기압의 계산값으로 한다
표 3 흐르지 않는 공기를 1 시간 온도차 Δt ℃까지 가열 할 때 필요한 히터 전력 W [kW]
Δt ℃ 공기 가열 양 (부피) V [m3] 10 25 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 1000 5 0.02 0.05 0.11 0.22 0.33 0.44 0.55 0.66 0.77 0.87 0.98 1.09 2.19 10 0.04 0.11 0.22 0.44 0.66 0.87 1.09 1.31 1.53 1.75 1.97 2.19 4.37 25 0.11 0.27 0.55 1.09 1.64 2.19 2.73 3.28 3.83 4.37 4.92 5.47 10.9 50 0.22 0.55 1.09 2.19 3.28 4.37 5.47 6.56 7.66 8.75 9.84 10.9 21.9 100 0.44 1.09 2.19 4.37 6.56 8.75 10.9 13.1 15.3 17.5 19.7 21.9 43.8 150 0.66 1.64 3.28 6.56 9.84 13.1 16.4 19.7 23.0 26.3 29.5 32.8 65.6 200 0.87 2.19 4.37 8.75 13.1 17.5 21.9 26.3 30.6 35.0 39.4 43.8 87.5 250 1.09 2.73 5.47 10.9 16.4 21.9 27.3 32.8 38.3 43.8 49.2 54.7 109 300 1.31 3.28 6.56 13.1 19.7 26.3 32.8 39.4 45.9 52.5 59.1 65.6 131 350 1.53 3.83 7.66 15.3 23.0 30.6 38.3 45.9 53.6 61.2 68.9 76.6 153 400 1.75 4.37 8.75 17.5 26.3 35.0 43.8 42.5 61.2 70.0 78.7 87.5 175 450 1.97 4.92 9.84 19.7 29.5 39.4 49.2 59.1 68.9 78.7 88.6 98.4 197 500 2.19 5.47 10.9 21.9 32.8 43.8 54.7 65.6 76.6 87.5 98.4 109 219 550 2.41 6.01 12.0 24.1 36.1 48.1 60.2 78.2 84.2 96.2 108 120 241 600 2.62 6.56 13.1 26.3 39.4 52.5 65.6 78.7 91.9 105 118 131 262
단위는 [kW]
4. 흐르는 공기
계산식 W [W] = (0.2778 × 60 × C × d × V × Δt / M) × α · · · (4) 매개 변수 : C = 1.007 kJ / (kg · ℃) d = 1.251kg / m 3 M = 1min (분) α = 1.25 대기압의 계산값으로 한다
표 4 흐르는 공기를 온도차 Δt ℃까지 가열하는데 필요한 히터 전력 W [kW]
Δt ℃ 가열 공기의 유량 m3/min (표준 상태) 1 2 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 0.131 0.262 0.394 0.656 1.31 1.97 2.63 3.28 3.94 4.59 5.25 5.91 6.56 10 0.262 0.525 0.787 1.31 2.63 3.94 5.25 6.56 7.87 9.19 10.5 11.8 13.1 25 0.656 1.31 1.97 3.28 6.56 9.84 13.1 16.4 19.7 23.0 26.2 29.5 32.8 30 0.787 1.58 2.36 3.94 7.87 11.8 15.7 19.7 23.6 27.6 31.5 35.4 39.4 50 1.31 2.63 3.94 6.56 13.1 19.7 26.2 32.8 39.4 45.9 52.5 59.1 65.6 70 1.84 3.68 5.51 9.19 18.4 27.6 36.7 45.9 55.1 64.3 73.5 82.7 91.9 80 2.10 4.20 6.30 10.5 21.0 31.5 42.0 52.5 63.0 73.5 84.0 94.5 105 90 2.36 4.72 7.09 11.8 23.6 35.4 47.2 59.1 70.9 82.7 94.5 106 118 100 2.63 5.25 7.87 13.1 26.2 39.4 52.5 65.6 78.8 91.9 105 118 131 150 3.94 7.87 11.8 19.7 39.4 59.1 78.7 98.4 118 138 157 177 197 200 5.25 10.5 15.7 26.2 52.5 78.7 105 131 157 184 210 236 262 250 6.56 13.1 19.7 32.8 65.6 98.4 131 164 197 230 262 295 328 300 7.87 15.7 23.6 39.4 78.7 118 157 197 236 276 315 354 394 350 9.19 18.4 27.6 45.9 91.9 138 184 230 276 322 367 413 459 400 10.5 21.0 31.5 52.5 105 157 210 262 315 367 420 472 525 450 11.8 23.6 35.4 59.1 118 177 236 295 354 413 472 532 591 500 13.1 26.2 39.3 65.6 131 197 262 328 394 459 525 591 656 550 14.4 28.9 43.3 72.2 144 217 289 361 433 505 577 650 722
단위는 [kW]
전력 조견표 (표 3, 표 4)를 사용하여 해결 예제
예 문제 3 기계 (펌프) 객실을 가열하고 싶다. (예를 들어 제습을 위해) 기계실은 세로 4m × 가로 5m × 높이 2.5m에서 온도차 Δt = 10 ℃로 한다. 그러나 실내는 밀폐되어 실내 장치·벽 난방, 벽에서 방열 등은 고려하지 않는다. 예 문제 4 덕트 중간에 히터를 설치하여 유량 10m 3 / min의 공기를 가열하고 싶다. 초기 온도 0 ℃에서 원하는 온도 200 ℃ (Δt = 200 ℃)로 한다. 덕트 구조의 가열 및 방열은 고려하지 않는다. 해답 : 표 3의 굵은 선 셀 참조 체적 V = 4 × 5 × 2.5 = 50m 3 와 Δt = 10 ℃보다 표 3에 나타낸 굵은 선 셀 “0.22kW ‘가 필요하다. 주의 : 어디 까지나 밀폐 공간의 공기 만 가열 전력을 계산 한 것으로, 사용 상황에 맞게 다른 가열 요소를 추가 할 필요가 있다. 실제로 몇 kW 이상의 전력이 필요할 것으로 보인다. 해답 : 표 4의 굵은 선 셀 참조 유량 10m 3 / min와 Δt = 200 ℃보다 표 4에 나타낸 굵은 선 셀 “52.5kW ‘가 필요하다. 주의 : 어디 까지나 공기 가열만을 생각 전력이다.
5. 금속 : 스테인레스
계산식 W [W] = (0.2778 × 60 × C × d × V × Δt / H) × α · · · (5) 매개 변수 : C = 0.5 kJ / (kg · ℃) d = 7.82kg / L H = 1h (시간) α = 1.25 대기압의 계산값으로 한다
표 5 스텐레스 (부피 : 리터)을 1 시간에 온도차 Δt ℃까지 가열하는데 필요한 히터 전력 [kW]
Δt
℃ 가열하는 스테인리스의 체적 V [리터] 1 3 5 10 15 20 25 30 50 100 150 175 200 250 275 300 350 400 500 5 0.007 0.020 0.034 0.068 0.102 0.136 0.170 0.204 0.339 0.679 1.02 1.19 1.36 1.70 1.87 2.04 2.38 2.72 3.39 10 0.014 0.041 0.068 0.136 0.204 0.272 0.339 0.407 0.679 1.36 2.04 2.38 2.72 3.39 3.73 4.07 4.75 5.43 6.79 15 0.020 0.061 0.102 0.204 0.305 0.407 0.509 0.611 1.02 2.04 3.06 3.56 4.07 5.09 5.60 6.11 7.13 8.15 10.2 20 0.027 0.081 0.136 0.272 0.407 0.543 0.679 0.815 1.36 2.72 4.07 4.75 5.43 6.79 7.47 8.15 9.50 10.9 13.6 25 0.034 0.102 0.170 0.339 0.509 0.679 0.849 1.02 1.70 3.39 5.09 5.94 6.79 8.49 9.34 10.2 11.9 13.6 17.0 30 0.041 0.122 0.204 0.407 0.611 0.815 1.02 1.22 2.04 4.07 6.11 7.13 8.15 10.2 11.2 12.2 14.3 16.3 20.4 35 0.048 0.143 0.238 0.475 0.713 0.950 1.19 1.43 2.38 4.75 7.13 8.32 9.50 11.9 13.1 14.3 16.6 19.0 23.8 40 0.054 0.163 0.272 0.543 0.815 1.09 1.36 1.63 2.72 5.43 8.15 9.50 10.9 13.6 14.9 16.3 19.0 21.7 27.2 45 0.061 0.183 0.305 0.611 0.916 1.22 1.53 1.83 3.06 6.11 9.17 10.7 12.2 15.3 16.8 18.3 21.4 24.4 30.5 50 0.068 0.204 0.339 0.679 1.02 1.36 1.70 2.04 3.39 6.79 10.2 11.9 13.6 17.0 18.7 20.4 23.8 27.2 33.9 100 0.136 0.407 0.679 1.36 2.04 2.72 3.39 4.07 6.79 13.6 20.4 23.8 27.2 33.9 37.3 40.7 47.5 54.3 67.9 150 0.204 0.611 1.02 2.04 3.06 4.07 5.09 6.11 10.2 20.4 30.5 35.6 40.7 50.9 56.0 61.1 71.3 66.5 102 200 0.272 0.815 1.36 2.72 4.07 5.43 6.79 8.15 13.6 27.2 40.7 47.5 54.3 67.9 74.7 81.5 95.0 81.5 136 250 0.339 1.02 1.70 3.40 5.09 6.79 8.49 10.2 17.0 33.9 50.9 59.4 67.9 84.9 93.3 102 119 109 170 300 0.407 1.22 2.04 4.07 6.11 8.15 10.2 12.2 20.4 40.7 61.1 71.3 81.5 102 112 122 143 136 204 350 0.475 1.43 2.38 4.75 7.13 9.50 11.9 14.3 23.8 47.5 71.3 83.2 95.0 119 131 143 166 163 238 400 0.543 1.63 2.72 5.43 8.15 10.9 13.6 16.3 27.2 54.3 81.5 95.0 109 136 149 163 190 190 272 450 0.611 1.83 3.06 6.11 9.17 12.2 15.3 18.3 30.5 61.1 91.6 107 122 153 168 183 214 217 305 500 0.679 2.04 3.39 6.79 10.2 13.6 17.0 20.4 33.9 67.9 102 119 136 170 187 204 238 244 339 550 0.747 2.24 3.73 7.47 11.2 14.9 18.7 22.4 37.3 74.7 112 131 149 187 205 224 261 299 373
단위는 [kW]
6. 금속 : 알루미늄
계산식 W [W] = (0.2778 × 60 × C × d × V × Δt / H) × α · · · (6) 매개 변수 : C = 0.9 kJ / (kg · ℃) d = 2.71kg / L H = 1h (시간) α = 1.25 대기압의 계산값으로 한다
표 6 알루미늄 (부피 : 리터)을 1 시간에 온도차 Δt ℃까지 가열하는데 필요한 히터 전력 [kW]
Δt
℃ 가열 알루미늄의 체적 V [리터] 1 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 150 200 5 0.004 0.013 0.021 0.042 0.064 0.085 0.106 0.127 0.148 0.169 0.190 0.212 0.254 0.296 0.339 0.381 0.423 0.635 0.847 10 0.008 0.025 0.042 0.085 0.127 0.169 0.212 0.254 0.296 0.339 0.379 0.423 0.508 0.593 0.678 0.762 0.847 1.27 1.69 15 0.013 0.038 0.064 0.127 0.191 0.254 0.318 0.381 0.445 0.508 0.569 0.635 0.762 0.889 1.02 1.14 1.27 1.91 2.54 20 0.017 0.051 0.085 0.169 0.254 0.339 0.423 0.508 0.593 0.678 0.759 0.847 1.02 1.19 1.36 1.52 1.69 2.54 3.39 25 0.021 0.064 0.106 0.212 0.318 0.423 0.529 0.635 0.741 0.847 0.949 1.06 1.27 1.48 1.69 1.91 2.12 3.18 4.24 30 0.025 0.076 0.127 0.254 0.381 0.508 0.635 0.762 0.889 1.02 1.14 1.27 1.52 1.78 2.03 2.29 2.54 3.81 5.08 35 0.030 0.089 0.148 0.296 0.445 0.593 0.741 0.889 1.04 1.19 1.33 1.48 1.78 2.08 2.37 2.67 2.96 4.45 5.93 40 0.034 0.102 0.169 0.339 0.508 0.678 0.847 1.02 1.19 1.36 1.52 1.69 2.03 2.37 2.71 3.05 3.39 5.08 6.78 45 0.038 0.114 0.191 0.381 0.572 0.762 0.953 1.14 1.33 1.52 1.71 1.91 2.29 2.67 3.05 3.43 3.81 5.72 7.62 50 0.042 0.127 0.212 0.423 0.635 0.847 1.06 1.27 1.48 1.69 1.90 2.12 2.54 2.96 3.39 3.81 4.24 6.35 8.47 60 0.051 0.152 0.254 0.508 0.762 1.02 1.27 1.52 1.78 2.03 2.28 2.54 3.05 3.56 4.07 4.57 5.08 7.62 10.2 70 0.059 0.178 0.296 0.593 0.889 1.19 1.48 1.78 2.08 2.37 2.66 2.96 3.56 4.15 4.74 5.34 5.93 8.89 11.9 80 0.068 0.203 0.339 0.678 1.02 1.36 1.69 2.03 2.37 2.71 3.04 3.39 4.07 4.74 5.42 6.10 6.78 10.2 13.6 90 0.076 0.229 0.381 0.762 1.14 1.52 1.90 2.29 2.67 3.05 3.42 3.81 4.57 5.34 6.10 6.86 7.62 11.4 15.2 100 0.085 0.254 0.423 0.847 1.27 1.69 2.12 2.54 2.96 3.38 3.79 4.24 5.08 5.93 6.78 7.62 8.47 12.7 16.9 150 0.127 0.381 0.635 1.27 1.91 2.54 3.18 3.81 4.44 5.08 5.69 6.35 7.62 8.89 10.2 11.4 12.7 19.1 25.4 200 0.169 0.508 0.847 1.69 2.54 3.39 4.24 5.08 5.93 6.77 7.59 8.47 10.2 11.9 13.6 15.2 16.9 25.4 33.9 250 0.212 0.635 1.06 2.12 3.18 4.24 5.29 6.35 7.41 8.47 9.49 10.6 12.7 14.8 16.9 19.1 21.2 31.8 42.3 300 0.254 0.762 1.27 2.54 3.81 5.08 6.35 7.62 8.89 10.2 11.4 12.7 15.2 17.8 20.3 22.9 25.4 38.1 50.8 350 0.296 0.889 1.48 2.96 4.44 5.93 7.41 8.89 10.4 11.9 13.3 14.8 17.8 20.8 23.7 26.7 29.6 44.5 59.3 400 0.339 1.02 1.69 3.39 5.08 6.78 8.47 10.2 11.9 13.6 15.2 16.9 20.3 23.7 27.1 30.5 33.9 50.8 67.8
단위는 [kW]
전력 조견표 (표 5, 표 6)을 사용하여 해결 예제
예 문제 1 스테인리스 배관을 가열하고 싶다. 배관의 총부피는 50L, 가열 온도는 초기 온도 20 ℃에서 원하는 온도 50 ℃, 가열 온도 차이 Δt = 50-20 = 30 ℃. 그러나 방열은 고려하지 않는다. 예 문제 2 알루미늄 플레이트를 가열하고 열판으로 사용하고 싶다. 알루미늄의 총 부피는 3L 초기 온도 20 ℃, 목표 온도 170 ℃, 가열 온도 차이 Δt = 150 ℃. 그러나 방열은 고려하지 않는다. 해답 : 표 5의 굵은 선 셀 참조 부피 50L 스테인리스를 온도차 Δt = 30 ℃까지 1 시간 가열하려면 표 5에 나타낸 굵은 선 셀 “2.04kW ‘가 필요하다. 그러나 배관에서 방열은 고려하지 않는다. 히터 전력 W는 설치장소 나 보온상태의 균형에서 검토하고 히터의 종류·재질 등도 충분히 고려할 필요가 있다. 해답 : 표 6의 굵은 선 셀 참조 부피 3L 알루미늄을 온도차 Δt = 150 ℃까지 1 시간 가열하려면 표 6에 나타낸 굵은 선 셀 “0.381kW ‘가 필요하다. 그러나 방열은 고려하지 않는다. 내장 히터 등을 사용하는 경우, 가열대상(피가열물)의 형상에 의해 와트 밀도를 변화시키는 등의 궁리도 필요하다.
7. 흐르지 않는 물
Δt = W × H / (0.2778 × C × d × V × α) · · · (7) C = 4.18 kJ / (kg · ℃) d = 1kg/LH = 1h (시간) 유량 V = V (리터) α = 1.25
표 7 히터 전력과 임의의 체적에 의한 상승 온도 ℃
전력
kW 가열 물의 부피 V L (리터) 10 25 75 100 140 180 200 500 1000 1500 1 69 28 9 7 5 4 3 1 1 – 2 ☆ 55 18 14 10 8 7 3 1 1 3 – 83 28 21 15 11 10 4 2 1 5 – ☆ 46 34 25 19 17 7 3 2 7 – – 64 48 34 27 24 10 5 3 8 – – 73 55 39 31 28 11 6 4 10 – – 92 69 49 38 34 14 7 5 20 – – ☆ ☆ 98 77 69 28 14 9 30 – – – – ☆ ☆ ☆ 41 21 14 35 – – – – – – – 48 24 16 50 – – – – – – – 69 34 23 60 – – – – – – – 83 41 28 70 – – – – – – – 96 48 32 85 – – – – – – – ☆ 59 39 120 – – – – – – – – 83 55 150 – – – – – – – – ☆ 69 200 – – – – – – – – – 92
단위는 [℃] ☆ 표시는 100 ℃ 이상
8. 흐르는 물
계산식 Δt = W × M / (0.2778 × 60 × C × d × V × α) · · · (8) C = 4.18 kJ / (kg · K) d = 1 kg / L 유량 V = L / min M = min (분) α = 1.25
표 8 히터전력 및 모든 유량에 의한 상승 온도 ℃
전력
kW 난방 수의 유량 V L / min 1 2 3 5 10 15 20 40 50 100 1 11 6 4 2 1 1 1 – – – 2 23 11 8 5 2 2 1 1 – – 3 34 17 11 7 3 2 2 1 1 – 5 57 29 19 11 6 4 3 1 1 1 7 80 40 27 16 8 5 4 2 2 1 8 92 46 31 18 9 6 5 2 2 1 10 ☆ 57 38 23 11 8 6 3 2 1 20 – ☆ 77 46 23 15 11 6 5 2 30 – – ☆ 69 34 23 17 9 7 3 35 – – – 80 40 27 20 10 8 4 50 – – – ☆ 57 38 29 14 11 6 60 – – – – 69 46 34 17 14 7 70 – – – – 80 53 40 20 16 8 120 – – – – ☆ 92 69 34 27 14 150 – – – – – ☆ 86 43 34 17 180 – – – – – – ☆ 52 41 21 200 – – – – – – – 57 46 23
단위는 [℃] ☆ 표시는 100 ℃ 이상
9. 흐르지 않는 공기
Δt = W × H / (0.2778 × C × d × V × α) · · · (9) C = 1.007 kJ / (kg · ℃) d = 1.251kg / m 3 H = 1h (시간) 유량 V = m 3 (표준 상태) α = 1.25
표 9 히터전원 및 볼륨에 의한 상승 온도 ℃
전력
kW 가열 공기의 부피 V m 3 (표준 상태) 10 25 100 150 200 250 300 400 500 1000 1 229 91 23 15 11 9 8 6 5 2 2 457 183 46 30 23 18 15 11 9 5 3 – 274 69 46 34 27 23 17 14 7 4 – 366 91 61 46 37 30 23 18 9 5 – 457 114 76 57 46 38 29 23 11 7 – – 160 107 80 64 53 40 32 16 8 – – 183 122 91 73 61 46 37 18 10 – – 229 152 114 91 76 57 46 23 18 – – 411 274 206 165 137 103 82 41 20 – – 457 305 229 183 152 114 91 46 30 – – – 457 343 274 229 171 137 69 35 – – – – 400 320 267 200 160 80 50 – – – – – 457 381 286 229 114 60 – – – – – – 457 343 274 137 70 – – – – – – – 400 320 160 120 – – – – – – – – – 274 150 – – – – – – – – – 343 180 – – – – – – – – – 411
단위는 [℃]
10. 흐르는 공기
계산식 Δt = W × (0.2778 × 60 × C × d × V × α) · · · (10) C = 1.007 kJ / (kg · K) d = 1.251 kg / m 3 유량 V = m 3 / min (표준 상태) α = 1.25
표 10 불타전력 및 유량에 의한 상승 온도 ℃
전력
kW 가열 공기의 유량 V m 3 / min (표준 상태) 1 2 3 5 10 20 30 40 50 100 1 38 19 13 8 4 2 1 1 1 – 2 76 38 25 15 8 4 3 2 2 – 3 114 57 38 23 11 6 4 3 2 – 4 152 76 51 30 15 8 5 4 3 1 5 190 95 63 38 19 10 6 5 4 1 7 267 133 89 53 27 13 9 7 5 1 8 305 152 102 61 30 15 10 8 6 1 10 381 190 127 76 38 19 13 10 8 1 18 – 343 229 137 69 34 23 17 14 2 20 – 381 254 152 76 38 25 19 15 3 30 – – 381 229 114 57 38 29 23 4 35 – – 444 267 133 67 44 33 27 4 50 – – – 381 190 95 63 48 38 6 60 – – – 457 229 114 76 57 46 8 70 – – – – 267 133 89 67 53 9 120 – – – – 457 229 152 114 91 15 150 – – – – – 286 190 143 114 19 180 – – – – – 343 229 171 137 23
단위는 [℃]
가열 온도 조견표를 사용하여 해결 예제
물 탱크에 히터 가열할때 히터 용량산출..
600 리터에 90 도라면 현재온도 0 도라고 가정시
물 비열은 1 이므로
G*C*T= 600*1*90=54000 kcal
전기 1kw당 시간당 발열량이 860 kcal 이므로
54000/860 은 63 kw 약 세시간정도에 올린다면
21 kw 정도인데 올리는 시간에 밖으로 빼앗기는열과
물 온도가 올라갈수록 비열이 작아지는 점등도 생각하면
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