Värmelära
Värmelära är grunden till det vi på Structurgruppen arbetar med varje dag och är givetvis ett stort och brett område. På den här sidan försöker vi förklara det lite förenklat och kortfattat.
Begrepp
- Energi: Värme är en form av energi och mäts i joule (J) eller wattsekunder (Ws). En joule är lika med 1 wattsekund (1J = 1Ws)
- Värmekapacitivitet är ett material/medias Cp, d v s den energi som krävs för att höja dess temperatur.
- Smältvärme är den energi som krävs för att byta fas på ett material/media från fast form till flytande, t.ex. smälta is till vatten.
- Ångbildningsvärme är den energi som krävs för att byta fas på ett material/media från flytande form till gas, t.ex. koka vatten till ånga.
Energin som krävs för de olika typerna ovan anges i J eller kJ per gram eller kg per grad celcius (J/g K eller kJ/kg K) (K = 1°C i detta sammanhang).
Vetskap om dessa värden för det material/media som det gäller är helt avgörande för att kunna beräkna effektbehovet.
Energin omräknat till effekt kan således variera stort beroende på vad det är man ska göra.
Att värma 1L vatten från 10°C till 100°C på 20 minuter kräver t.ex. ca 314 W, men för att koka bort vattnet och därmed få det till ånga krävs ytterligare 1 883 W på samma tid.
Energi vs Temperatur
Det är alltså energi som ska till för att höja temperaturen, inte enbart en varm yta.
En vanlig missuppfattning är att bara man har en värmekälla med en viss temperatur så blir det den är i kontakt med samma temperatur, vilket inte är fallet om inte tillräcklig energi finns.
Lägger man t.ex. en 1000°C varm knappnål på en 1m² stålskiva så blir inte stålskivan 1000°C och anledningen är att knappnålen inte innehåller tillräckligt mycket energi ens vid så hög temperatur.
Dock kan temperaturen aldrig överstiga det varmaste föremålet hur mycket energi den än har.
Värmeöverföring
Det finns i grunden tre sätt som värme överförs på:
- Konvektion (strömning) förekommer i huvudsak i vätskor och gas som flödar och på så sätt tar med sig värmen från ett objekt till ett annat.
- Ledning är kontaktvärmeöverföring, d v s två objekt är i kontakt där värme överförs från den varmare ytan till den kallare.
- Strålning är helt kontaktfri värmeöverföring. Solen är ett exempel på strålningsvärme, Infra-värmare på en uteplats en annan.
Energiförbrukning
Energiförbrukning är den energi som förbrukats för att ”göra jobbet” och beräknas ofta i kWh när man pratar om effektförbrukning.
Den beror på de faktiska omständigheterna som skapar behovet och är inte nödvändigtvis i relation till installerad effekt. T.ex. en radiator på 1000W i ett välisolerat uppvärmt rum som tappar ca 100W behöver bara vara på 10% av tiden för att hålla temperaturen i rummet. Effektförbrukningen är då 0,1kWh per timme. En 100W radiator hade varit på 100% av tiden för att fylla samma funktion, men förbrukningen hade blivit densamma: 0,1kWh.
1000W radiatorn i ett kallt rum som kräver 1000W i en hel timma för att värmas upp får istället en effektförbrukning om 1kWh, medans exemplet med 100W elementet inte hade klarat uppgiften.
Effektförbrukningen kan givetvis aldrig bli mer än den installerade effekten men är alltså oftast lägre.
Energiförbrukningen är ofta viktigt för kunden och det finns flera olika sätt att optimera så man inte förbrukar mer än man behöver. Isolering, temperaturstyrning m.m. är några exempel på det och något vi på Structurgruppen kan hjälpa till med.
Om Structurgruppen AB
Sedan 1979 har vi projekterat, utvecklat och levererat värmeproduker till i princip alla segment inom den europeiska marknaden, vilket har gett oss en bred erfarenhet och kunskap om att lösa kunders behov på bästa sätt. När ni behöver ett komplett nytt värmesystem till er industri, en reservdel till befintlig anläggning eller ren konsulation, är vi rätt samarbetspartner.
