Oblicz temperaturę powrotu z grzejnika o mocy 840 W przez który przepływa czynnik grzewczy o strumieniu masy równym 0,01 kg/s, cw = 4 200 J/kg·K i temperaturze na zasilaniu 70°C.
Q = m · cw ·(tz – tp) [W]
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Obliczona temperatura powrotu z grzejnika wynosi 50°C, co jest zgodne z równaniem bilansu cieplnego dla systemu grzewczego. Wzór Q = m · c_w · (t_z - t_p) pozwala na określenie ilości ciepła oddawanego przez grzejnik, gdzie Q to moc grzewcza (840 W), m to strumień masy czynnika grzewczego (0,01 kg/s), c_w to pojemność cieplna wody (4200 J/kg·K), t_z to temperatura zasilania (70°C), a t_p to temperatura powrotu, której chcemy obliczyć. Przekształcając wzór, otrzymujemy t_p = t_z - (Q / (m · c_w)). Po podstawieniu wartości mamy t_p = 70°C - (840 W / (0,01 kg/s · 4200 J/kg·K)), co daje t_p = 70°C - 20°C = 50°C. Takie obliczenia są kluczowe w projektowaniu instalacji grzewczych, aby zapewnić ich efektywność i optymalne działanie. Przykładem zastosowania tej wiedzy może być dobór odpowiednich grzejników do konkretnej kubatury pomieszczeń, co przekłada się na komfort cieplny oraz oszczędności energetyczne w budownictwie.
Wybór niewłaściwych wartości temperatury powrotu z grzejnika może wynikać z błędnego zrozumienia równania bilansu cieplnego. Odpowiedzi takie jak 55°C, 42°C, czy 40°C ignorują kluczowe aspekty obliczeń związanych z wymianą ciepła. W przypadku 55°C, użytkownicy mogą zakładać, że wyższa temperatura powrotu jest korzystniejsza, co nie jest zgodne z zasadami efektywności energetycznej. W rzeczywistości, zbyt wysoka temperatura powrotu oznacza, że grzejnik nie działa w pełni wydajnie, co jest sprzeczne z założeniami projektów systemów grzewczych. Odpowiedź 42°C oraz 40°C także sugeruje zaniżenie temperatury powrotu. Takie podejście może prowadzić do nieodpowiedniego doboru urządzeń grzewczych, które nie będą w stanie zapewnić optymalnego komfortu cieplnego. Ważne jest, aby przy takich obliczeniach uwzględnić strumień masy czynnika grzewczego oraz jego pojemność cieplną, co ma kluczowe znaczenie przy projektowaniu i eksploatacji systemów grzewczych. Często występującym błędem jest nieprzekształcenie wzoru oraz nieuwzględnienie parametrów takich jak różnica temperatur, co prowadzi do błędnych wniosków dotyczących wydajności systemu. Warto pamiętać, że prawidłowe obliczenia pozwalają na oszczędności energetyczne oraz wydajniejsze wykorzystanie zasobów grzewczych.