Υπολογισμός ισχύος για στοιχεία θέρμανσης ινών άνθρακα

Απλή μέθοδος υπολογισμού για τη θερμική ισχύ δωματίου ξήρανσης

Όσον αφορά το πόση ισχύς θέρμανσης απαιτεί ένα ξηραντήριο, θα ήθελα να μοιραστώ μια απλή μέθοδο υπολογισμού που έχω συνοψίσει. Δεδομένου ότι είναι απλή, μπορεί να μην είναι απολύτως ακριβής, οπότε οι ερευνητές δεν θα πρέπει να βασίζονται σε αυτή την προσέγγιση. Αυτό το άρθρο προορίζεται για όσους σκοπεύουν να χρησιμοποιήσουν στοιχεία θέρμανσης από ίνες άνθρακα σε DIY φούρνους ξήρανσης ή φούρνους ψησίματος.

Ας πάρουμε έναν από τους πελάτες μας ως παράδειγμα. Αρχικά χρησιμοποιούσαν κλίβανο καύσης (καύση pellets ή υπολειμμάτων ξύλου). Λόγω περιβαλλοντικών λόγων, ήθελαν να στραφούν σε ηλεκτρικά στοιχεία θέρμανσης. Οι τοίχοι του ξηραντηρίου ήταν μονωμένοι με βαμβάκι και το υλικό που αποξηραζόταν ήταν ημίξηρο ξύλο πεύκου. Η απαιτούμενη θερμοκρασία ξήρανσης έπρεπε να φθάσει τους 80°C εντός 2 ωρών.

Βασικές γνώσεις φυσικής (όλες οι παράμετροι μπορούν να βρεθούν μέσω μηχανών αναζήτησης):

• Βάρος = Πυκνότητα x Όγκος
• Θερμότητα = Ισχύς x Χρόνος
• Θερμότητα που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας ενός αντικειμένου = Ειδική θερμοχωρητικότητα x Διαφορά θερμοκρασίας
• Ειδική θερμοχωρητικότητα του ξύλου: 1.72 x 10^3 J/(kg.K)
• Ειδική θερμοχωρητικότητα του αέρα: 1.003 x 10^3 J/(kg.K)
• Πυκνότητα ξύλου πεύκου: 0.5~0.7 x 10^3 kg/m³, χρησιμοποιήστε 0.6 x 10^3
• Πυκνότητα του αέρα: 1.29 kg/m³
• Τόμος: Υποθέστε ότι το ξύλο γεμίζει 70% (αυτό εξασφαλίζει ότι ο υπολογισμός της ισχύος δεν θα είναι πολύ χαμηλός), ο αέρας υπολογίζεται σε 15 κυβικά μέτρα
• Διαφορά θερμοκρασίας: 90°C - 0°C (υποθέτοντας χαμηλές θερμοκρασίες χειμώνα 0°C)

Βήμα 1: Υπολογίστε την ισχύ που απαιτείται για τη θέρμανση του ξύλου

1. Υπολογίστε το βάρος του ξύλου πεύκου
   Βάρος ξύλου πεύκου = 0,6 x 10^3 x 15 x 70% = 6300 kg
2. Υπολογίστε τη θερμότητα που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας
   Απαιτούμενη θερμότητα = 6300 kg x (90°C - 0°C) x 1,72 x 10^3 J/(kg.°C) = 9,75 x 10^8 J
3. Υπολογίστε την ισχύ
   Ισχύς = 9,75 x 10^8 J / (2 x 3600 s) = 135450 W ≈ 136 kW

Βήμα 2: Υπολογίστε την ισχύ που απαιτείται για τη θέρμανση του αέρα

1. Υπολογίστε το βάρος του αέρα
   Βάρος αέρα = 1,29 x 15 = 19,35 kg
2. Υπολογίστε τη θερμότητα που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας
   Απαιτούμενη θερμότητα = 19,35 kg x (90°C - 0°C) x 1,003 x 10^3 J/(kg.°C) = 1,75 x 10^6 J
3. Υπολογίστε την ισχύ
   Ισχύς = 1,75 x 10^6 J / (2 x 3600 s) = 243 W ≈ 500 W (η ισχύς που απαιτείται για τη θέρμανση του αέρα μπορεί να αγνοηθεί)

Βήμα 3: Υπολογίστε τις απώλειες θερμότητας στο δωμάτιο στεγνώματος

Η απώλεια θερμότητας μέσω της μόνωσης, των μεταλλικών εξαρτημάτων και άλλων παραγόντων προεξοφλείται ομοιόμορφα από το 15%.

Τελικός υπολογισμός συνολικής ισχύος

Συνολική ισχύς = 136 kW x (1 + 15%) = 156,4 kW
Μια γρήγορη μέθοδος υπολογισμού είναι ότι ένα δωμάτιο ξήρανσης ξύλου απαιτεί περίπου 10 kW ανά κυβικό μέτρο χώρου.
Εάν χρησιμοποιείτε θερμαντικά στοιχεία από ίνες άνθρακα 1200W, θα χρειαστείτε 130 μονάδες.

Πρόσθετες γνώσεις:

• Μετατροπή θερμότητας: 1 χιλιοθερμίδα (kcal) = 4,1858518 κιλοτζάουλ (kJ) (Γρήγορος υπολογισμός: kJ/4 = kcal)

Η GlobalQT ειδικεύεται στην κατασκευή υψηλής ποιότητας στοιχεία θέρμανσης από ίνες άνθρακα και λύσεις σωλήνων χαλαζία. Για περισσότερες πληροφορίες, επισκεφθείτε το δικτυακός τόπος ή επικοινωνήστε μαζί μας στο contact@globalquartztube.com.