Energie koelwater

Raymond stelde deze vraag op 29 januari 2009 om 15:48.
Hallo, 

Ik heb een vraag of de onderstaande berekening wel klopt. Het gaat om koelwater wat opgewarmd wordt door een koelinstallatie. Ik zou graag willen bereken hoeveel energie er per uur verloren gaat. Klopt de onderstaande berekening?

De beschikbare gegevens zijn:

?Temperatuur bronwater (in) = 12.2 ºC
?Temperatuur koelwater (uit) = 17,1 ºC ~ 24,8 ºC
?Debiet bronpomp gemiddeld = 60 m³ / uur
?C = Soortelijke warmte water (4186 J/kg.K) (vloeibaar)
?Soortelijke massa water = 1,00 kg/dm³

Formule Q=m*c*(delta)T

Q= toegevoerde energie
M= massa
C= soortelijke warmte van de stof
(delta)T= verschil in graden Celsius


Eerst zal de berekening uitgevoerd worden voor 1 uur:

Q = ?
M = 60.000 dm³ (in 1 uur) = 60.000 * 1,00 = 60.000 kg
C = 4186 J/kg.K
(delta) T = Temperatuur in 12.2 º C,
Gemiddelde temperatuur uit (24,8 + 17,1) / 2 = 20,95 º C
? (delta) T = 20,95 - 12.2 = 8,75 ³ C

Q=m*c*(delta)T

Q = 60.000 kg * 4186 J/kg.K * (8,75)
Q = 2.197.650.000 Joule (in 1 uur)
Q = 2.197.650.000 / 3600 = 610.458 W/H
Q = 610.458 / 1000 = 610,5 KWh

Graag zou ik jullie reactie horen! Bedankt.

Reacties

Jan op 31 januari 2009 om 11:41
Dag Raymond,

Gaat allemaal prima, alleen worden in het laatste stuk je eenheden wat onzuiver, omdat je er (ongemerkt) de factor tijd in stopt ben je eigenlijk een vermogen (P=E/t) aan het uitrekenen:

Q = 60.000 kg * 4186 J/kg.K * (8,75 )
P= 60.000 kg/h * 4186 J/kg.K * (8,75 K)

Q = 2.197.650.000 Joule (in 1 uur)
P= 2.197.650.000 J/h


Q = 2.197.650.000 / 3600 = 610.458 W/H
P= 2.197.650.000 J/h/ 3600 s/h= 610.458 J/s = 610.458 W

Q= 610.458 / 1000 = 610,5 KWh
P= 610.458 / 1000 = 610,5 kW

En inderdaad, als je dat een uur laat draaien haal je daar een energie uit:
Q= 610,5 kW x 1 h = 610,5 kWh.

Groet, Jan
Raymond op 05 februari 2009 om 18:23
Beste Jan,

Bedankt voor uw reactie!


met vriendelijke groet,

Raymond Valckx
Peter op 07 januari 2019 om 14:41
Voortbouwende op deze bovenstaande redenering kreeg ik volgend vraagstuk voorgeschoteld waar mijn uitkomst 133.324 W is wat volgens de vraagsteller fout is.

A water chiller operates with a 4.4°C (40°F) evaporator temperature, return water temperature of 10°C (50°F) and a 7.2°C (45°F) supply water temperature. The water flow rate is measured at 682.5 L/min (150 imp. gal./min). What is the cooling capacity?
 A.    87 000 W / 300 000 Btu/h
 B.    109 875 W / 375 000 Btu/h
 C.    131 850 W / 450 000 Btu/h
 D.    153 825 W / 525 000 Btu/h

Incorrect

Correct Answer: B.    109 875 W / 375 000 Btu/h
Jan van de Velde op 07 januari 2019 om 15:20
dag Peter,

ik ben geen koelingsspecialist, en kan die vaktermen niet met zekerheid plaatsen.
Maar ik zou (kennelijk net als jij) gaan rekenen met een massastroom van 682,5:60 = 11,375 kg/s, een ΔT van 10-7,2 = 2,8°C en een soortelijke warmte van water van 4180 J/kgK , en dus op een vermogen van P=Q/t=m/t*c*ΔT=133 kW uitkomen. Waarom ze hier op 5/6 van dat antwoord uitkomen, geen idee.

Groet, Jan
Theo de Klerk op 07 januari 2019 om 15:33
Lees ik correct dat 10ºC water afkoelt naar 7,2ºC door een waterkoeler op 4,4ºC waarbij het water met 682,5 liter/minuut langsstroomt?

Er gaat dus 682,5/60 = 11,4 liter/s water voorbij.
Dat is ongeveer 11,4 kg/s (kan nauwkeuriger als je dichtheid opzoekt)
Die koelt 7,2 - 4,4 = 2,8ºC bij het door de koeler stromen. Het water verliest dan
11,4 kg/s x 4,18 . 103 J/(ºCkg) x 2,8 ºC = 133,4 . 103 J/s = 133 400 W

Met nauwkeuriger waarden zal C het betere antwoord zijn lijkt me (en dus jouw antwoord). Niet B.
Peter op 07 januari 2019 om 15:34

Dag Jan, 

Bedankt voor je snelle antwoord ..als je op de link klikt voor de BTU, dan klopt hun antwoord ergens wel..ik zie de fout niet 
https://greenenergypro.wordpress.com/2011/06/19/calculating-btu-transfer-using-the-water-formula/
MVG

Peter 

Jan van de Velde op 07 januari 2019 om 15:48
ze doen daar precies wat Theo, jij en ik ook doen, maar dan in imperial units. En dus is het 133 kW, en niet 131 kW of 109 kW. 

Ik weet niet wat de bron van jouw sommetje is, maar daar maken ze een reken-of typefout. Welke doet nu even niet terzake, want wij weten zeker dat wij goed zitten.

groet, Jan
Peter op 07 januari 2019 om 15:52
OOk deze on-line calculator komt op 375000 btu/h... of 109 kW.
https://www.advantageengineering.com/fyi/288/advantageFYI288.php
Héél verwarrend.
Komt uit een officieel Canadees examen
Jan van de Velde op 07 januari 2019 om 16:16
Ik ga vanavond eens even puzzelen aan al die omrekenfactoren. Waarom gaan die verrekte Amerikanen nou niet eens eindelijk net als de rest van de wereld metriek rekenen? 
Theo de Klerk op 07 januari 2019 om 16:59
Niet in ons leven. De Engelsen hebben al problemen met kilometers, de Amerikanen hechten nog meer aan al hun afwijkingen (110 V, 60 Hz, miles, gallons, Fahrenheit, BTU, pounds om nog te zwijgen van afwijkende betekenis van "billion")... hoewel Keizer Trump misschien in navolging van Napoleon een eigen Trumpiaans stelsel kan gaan oprichten...
Peter op 07 januari 2019 om 17:15

De DT in K omzetten, daar zit het ook niet... ergens is er iets fout..
Ik doe het al 30 jaar op mijn manier ene antwoordde op deze anier 'fout' op een Canadees examen.

Denk dat ik het gevonden heb... 1 US gallon = 3,7854 l en 1 Imperial Gallon = 4,5460 l
Houdt dit steek?

Maar dan nog blijf ik met die fout van de omrekeing van BTU naar kW zitten

Jan van de Velde op 07 januari 2019 om 17:40

Peter plaatste:

Denk dat ik het gevonden heb... 1 US gallon = 3,7854 l en 1 Imperial Gallon = 4,5460 l

dat is wel ongeveer een factor 5/6 , en zo gaan we van 133 naar 110 kW. Near enough lijkt me . 
Theo de Klerk op 07 januari 2019 om 21:32
1 BTU/hr = 0.00029307103866 kW (= kJ/s)  (volgens https://www.rapidtables.com/convert/power/BTU_to_kW.html)

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft acht appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)