열선 선정을 위한 간단한 계산 방법

예: 일월사제품

문의 내용 중에 전기 방석을 만드는 문의가 많아서 간단히 설명 드리겠습니다.

(다른 것도 이 방법으로 계산하면 접근하기 쉬울겁니다.)

 

방석 크기나 주변 온도및 방석 자체 보온에 따라 다양한 전력이 소비되는데,

통상 8W~32W 정도 소요되며, 25W 전후로 사용되는게 많습니다.

하지만 이 용량은 약간 높게 되어 있는데,

이는 기후가 최저 일때와 최고 일때의 온도차를 더 올리기 위한 열량으로 과한 열량은 온도쎈서에 의해 온도조절이 되도록 설계되는게 상식입니다.

 

*시중 판매 중에 가장 용량 적은 전기 방석*

예: 430X430 mm ,16W , 고온 저온 2단

(저온일 경우 8W로 추정됨)

 

* 열선 소요 계산 *

저온인 8W를 기준으로 계산해 본다면,

(Li-ion밧데리 2직렬: 3.7V X 2 개 = 7.4V)

 

자작의 자료에 전기 에너지를 열 에너지로 바꿀때 필요한 공식들 (☜ 바로감 :2011년 12월 20일자)

참고 문헌에서 "오옴의 법칙:을 적용하면,

 

8W÷7.4V= 1.08A,

7.4V÷1.08A = 6.845Ω

열선을 SR-N200으로 사용한다면,

그 열선의 저항은1.39 Ω/m 이므로,

6.845Ω÷1.39Ω/m= 4.92 m 의 열선을 바닥에 깔면 되겠지요..

 

만일 열량이 모자라면 조금씩 열선을 잘라내서 저항을 낮추면 소모 전력이 늘어나서 열량이 높아집니다.

이렇게 높아진 온도는 온도쎈서인 "써멀프로텍트"를 직렬 연결해서 온도제어를 합니다.

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

 

다음은 열량 계산에 필요한 공식입니다.

 

열량 계산식

열량(Q)= 체적 (CM1) x 비열 x 비중 (Kg/㎥) x 온도차 (At)

 * 1 Kwh (전력량) = 약 860 Kcal/h

 * CM1 = 시간당 체적으로 단위는 ㎥/h

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

 

(상태에 따른 계산 예)

1. 기체 : 분당 10㎥의 공기를 12℃에서 20℃로 올리는데 필요한 열량과 전력량은

         Q =10㎥/min (공기의 체적) x 60min (분당을 시간당으로 환산) x 0.24 (비열) x 1.2 (비중) x 8℃ (온도차)

            = 1,382.4  Kcal/h  (열량)

        필요한 전력량 = 1,382.4  Kcal/h ÷ 860 Kcal/h =1.61 kwh

       * 참고: 각 기체에 따라 비열과 비중이 틀리니 기체에 따라 상수를 바꾸세요.

   

2. 액체 : 물 18ℓ 를 20℃에서 100℃로 올리는데 필요한 열량과 전력량은 

        Q = 18ℓ (물의 총량) x 1.0 (비중) x 80℃ (온도차)

           = 1,440 Kcal/h (열량)

       필요한 전력량 = 1,440 Kcal/h ÷ 860 Kcal/h =1.67 kwh

 

3. 고체 : 알루미늄 100Kg을 20℃에서 660℃로 올리는데 필요한 열량과 전력량은

        Q = 100Kg (알루미늄의 총량) x 0.21 (비열)  x 2.69 (비중) x 640℃ (온도차)

           = 36,153.6 Kcal/h (열량)

       필요한 전력량 = 36,153.6 Kcal/h ÷ 860 Kcal/h =42 kwh

 

    * 참고: 각 물질에 따라 비열과 비중이 틀리니 상수를 바꾸어서 계산하세요.