הבדל בין BTU ל-Watts

2024 מְחַבֵּר: Alex Aldridge | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 13:39

הבדל מפתח - BTU לעומת וואט

חשוב קודם לזהות את המושגים של אנרגיה וכוח כדי להבין את ההבדל בין BTU ל-Watts. אם חפץ מבצע עבודה, ניתנת לחפץ כמות אנרגיה לביצוע המשימה. אם יש העברת חום מאובייקט או אליו, כמות אנרגיה מוסרת או ניתנת לאובייקט האמור. קצב העבודה שנעשה או קצב העברת החום מוגדר כהספק. BTU ו-Watt הם שני סוגים שונים של יחידות מדידה למדידת העברת האנרגיה וההספק, בהתאמה. לפיכך, ההבדל העיקרי בין BTU ל-Watts הוא ש-BTU מודד אנרגיה, שהיא תכונה פיזיקלית עצמאית ואילו וואטס מודד את קצב העברת האנרגיה שקשור תמיד לגורם זמן.

מה זה BTU?

BTU הוא הצורה המקוצרת של יחידה תרמית הבריטית. המונח תרמית משמש לעתים קרובות למדידת אנרגיה תרמית או אנרגיה בצורה של חום. BTU אינו חלק ממערכת היחידות הבינלאומית או יחידות SI. אבל הוא משמש לעתים קרובות כמדידה בתעשיית החימום והמיזוג אפילו כיום.

One BTU מוגדר ככמות החום שיש להעביר לפאונד אחד (lb) של מים כדי להעלות את הטמפרטורה שלהם במעלה אחת של פרנהייט (F). מכיוון ש-lb ו-F שניהם יחידות קונבנציונליות, ניתן לזהות את ה-BTU על ידי המקבילה של יחידות ה-SI שלו, Joule (J). כלומר, ג'אול אחד הוא החום הנדרש כדי להעביר לגרם אחד של מים כדי להעלות את הטמפרטורה במעלה אחת צלזיוס (C). BTU אחד שווה ל-1055 J.

מכיוון ש-BTU משמשים לעתים קרובות בחימום ומיזוג אוויר, מערכות חימום, אוורור ומיזוג משתמשות ב-BTU למדידת הספק. עם זאת, חשוב לציין שמבחינת הספק, שהוא קצב העברת החום, יש להציג את היחידה כ-BTU לשעה.אבל ברוב היישומים, זה מתפרש לא נכון כ-BTU עצמו. קצב ההעברה (h_{s) של החום הגיוני, שמתווסף לחפץ או מוסר ממנו כדי לבצע את שינוי הטמפרטורה שלו מחושב באופן הבא ב-BTU/hr:}

H_{s=1.08 q dt.}

כאן, q הוא נפח האוויר במטר מעוקב המועבר לדקה לשינוי הטמפרטורה ב-dt F. ארגון ההסמכה, Energy Star ממליץ שכאשר בוחרים מערכת מיזוג אוויר, זהו כלל אצבע להשתמש 20 BTU/hr לכל רגל מרובע. הם גם ממליצים שאם מספר האנשים שמשתמשים בקביעות בחדר הוא יותר מ-2, יש להגדיל את ה-BTU/he ב-600 BTU/hr עבור כל אדם שמוסיף. יש להגדיל או להקטין את ההספק גם ב-10% אם החדר מבריק מאוד או מוצל בהתאמה.

איור 01: BTU משמש לעתים קרובות במערכות מיזוג אוויר.

מה זה וואט?

Watt היא יחידת ה-SI למדידת הספק. מדידה זו נקראת על שם ממציא מנוע הקיטור, ג'יימס וואט. 1 וואט שווה ערך ל-1 ג'ול לשנייה. בצורת היחידה הבריטית, וואט אחד שווה לכ-3.412 BTU/hr. למרות שההספק של מערכת חימום או קירור מיוצג ב-BTUs או BTU/hr, הספק החשמלי המבוא למערכת לעבוד צריך להינתן בוואטים. לדוגמה, מערכת מיזוג אוויר של 24000 BTU/hr עשויה לצרוך 2400 W בהתאם ליחס יעילות האנרגיה EER (קצב העברת חום להספק חשמלי). לפיכך, ה-EER כאן הוא 10. (24000/2400).

במונחים של יחידות SI, ניתן לחשב את קצב העברת החום ההגיוני (h_{s) עבור שינוי טמפרטורה באופן הבא ב-kW:}

H_s=C_{pp q dt}

כאן, C_p הוא החום הספציפי של האוויר (1.006 קילו-ג'יי/ק"גᵒC); ρ היא צפיפות האוויר (1.202 ק"ג/מ"ר³); q הוא זרימת נפח האוויר (m^{3/s), ו-dt הוא הפרש הטמפרטורה בצלזיוס.}

מלבד יישומים תרמיים, וואט משמש עבור מצבים רבים אחרים כגון בחשמל, אור, אודיו ורדיו, אנרגיה סולארית וכו'. לדוגמה, בייצור חשמל, הקיבולת של תחנת כוח נתונה ב- קילוואט או גיגה וואט. בנוסף להספק, צריכת האנרגיה החשמלית מתייחסת גם ב-kWh; כלומר, האנרגיה החשמלית המשמשת מכשיר 1 קילוואט בתוך שעה. יתרה מכך, עוצמת השמש המשוערת הפוגעת באטמוספירה של כדור הארץ נתונה כ-174 PetaWatts (PW).

איור 02: מד וואט

מה ההבדל בין BTU ל-Watts?

BTU לעומת וואטס
BTUs (יחידה תרמית בריטית) מודדים את כמות האנרגיה, במיוחד העברת אנרגיה תרמית או חום.	וואט מודד את קצב העברת האנרגיה, כלומר ג'ול לשניות. וואט תמיד קשור לגורם זמן.
סוגי מערכות יחידות
BTU הוא חלק ממערכת היחידות הקיסרית הבריטית. זה נחשב גם כיחידה קלאסית.	וואט היא היחידה הסטנדרטית של ההספק, המוגדרת כחלק ממערכת יחידת SI.
הגדרה במונחים של העברת חום
BTU מוגדר עם יחידות קלאסיות כאנרגיה התרמית המועברת מ-או לקילוגרם אחד של מים כדי לשנות את הטמפרטורה שלהם במעלה אחת פרנהייט.	וואט אחד של קצב העברת חום מוגדר ככמות החום המועברת תוך שנייה כדי להעלות את הטמפרטורה של גרם אחד של מים במעלה אחת צלזיוס.

סיכום – BTU לעומת וואטס

BTU ו-Watt הן שתי יחידות מדידה המוגדרות על ידי מערכת היחידות האימפריאלית הבריטית ומערכת היחידות הבינלאומית, בהתאמה. בעוד BTU מודד כמות אנרגיה, וואט מודד את קצב העברת האנרגיה. זה ההבדל העיקרי בין BTU ל-Watts. BTU משמש בדרך כלל לקצב העברת אנרגיית חום או אנרגיה תרמית (BTU/hr). אבל וואט נמצא בשימוש נרחב ביישומים רבים אחרים כגון חשמל, תדר רדיו אור וכו'.המקבילה ליחידת SI של BTU היא ג'ול או Ws (וואט-שנייה) ו-I BTU שווה ל-1055 ג'ול בקירוב.