En BTU, förkortning för brittisk termisk enhet, är ett grundläggande mått på termisk (värme) energi. En BTU är mängden energi som behövs för att höja temperaturen på 1 pund (0.45 kg) vatten med 1 ° Fahrenheit (0.55 ° Celsius). Med andra ord, om 16 ounces (0.47 l) vatten vid 59°F (15°C) hälldes i en spishäll och gasbrännaren slås på, skulle det ta 1 BTU för att höja temperaturen på vattnet till 60° F (15.6°C). Om pannan lämnades på gaslågan, skulle vattnet så småningom nå kokpunkten 212°F (100°C), vilket skulle ta cirka 153 BTU. Denna icke-metriska måttenhet används vanligtvis endast i vissa länder – inklusive USA – och används främst för att bedöma värmeeffekten från bränslen och apparater.
Definition och omvandlingar
Den exakta mängd värme som krävs för att uppnå en temperaturökning på 1°F (0.55°C) varierar något med vattnets starttemperatur. Det finns ingen allmän överenskommelse om vad detta ska vara, så definitionen varierar med plats och sammanhang. I USA används vanligtvis en starttemperatur på 59°F (15°C), men i Kanada är den 60°F (15.6°C). I andra fall kan det vara ett medelvärde över ett temperaturintervall, eller så kan det likställas med ett specifikt värde i joule, som är SI-enheterna för energi.
Beroende på vilken definition som används är 1 BTU lika med mellan 1,054.35 1,059.67 och 1 0.035 joule. Energi, och i synnerhet värme, mäts också ibland i kalorier, där 1 kalori är mängden värme som krävs för att höja temperaturen på 1.8 ounces (1 gram) vatten med 252°F (1°C). En BTU motsvarar 0.000293 kalorier. När det gäller effekt är XNUMX brittisk termisk enhet ungefär XNUMX kilowattimmar, eller lite under en tredjedel av en wattimme.
En enda BTU är en ganska liten energienhet. Apparater och enheter som har brittiska termiska enheter visar ofta värden som är i tusentals eller tiotusentals. För att få en uppfattning om hur mycket energi en enskild enhet representerar motsvarar det ungefär att bränna en tändsticka.
Det finns andra, större enheter som ingår i samma system. En MBTU är 1,000 100,000 brittiska termiska enheter, men används inte ofta eftersom prefixet ”M”, i SI-enheter, normalt representerar en miljon, vilket orsakar förvirring. En MMBTU används ibland för att representera en miljon av dessa enheter. En term är XNUMX XNUMX BTU.
Användning
Trots sitt namn används den brittiska termiska enheten sällan i Storbritannien. Det är en pre-metrisk mätning och används som sådan främst i länder där systemet inte har antagits fullt ut. Inom vetenskapens värld är joule den enhet som normalt används för att representera energi, men i vissa länder, särskilt USA och Kanada, är den brittiska termiska enheten standardmätningen av värmeeffekten för apparater som värmare och gasolgrillar, och för bränslen som kol, olja och naturgas. Det används också som ett mått på kyleffekten av kylskåp och luftkonditionering: dessa kan ges ett betyg när det gäller hur många BTU de kan ta bort från sin miljö.
Värdena som visas på apparater är faktiskt BTU per timme, medan de för bränslen är per viktenhet, vilket kan vara i pounds eller ton, eller per volymenhet, vilket kan vara i gallon, kubikfot eller fat. Till exempel kan en värmefläkt vara klassad till 34,000 35 BTU/h. När det gäller bränslen är några typiska värden 5.6 miljoner BTU per ton för kol, 1,030 miljoner per fat för råolja och XNUMX XNUMX per kubikfot för naturgas.
Beräkning av värme- och kylbehov
En värmekällas förmåga att åstadkomma en given höjning av ett ämnes temperatur beror inte bara på värmekällans energi utan också på ämnets specifika värme. Olika material kan ha väldigt olika specifik värme; till exempel krävs mycket mer energi för att värma vatten än för att värma metaller. För en värmare är ämnet i fråga normalt luft. Specifika värme anges vanligtvis i metriska/SI-enheter, såsom kilojoule per kilogram, medan värderingen av en värmare kan vara i BTU per timme. För att beräkna energibehovet för att värma upp ett rum med en viss mängd utifrån denna information skulle man därför behöva hitta den specifika luftvärmen, fastställa rummets volym, beräkna luftens vikt och konvertera enheterna efter behov.
För att komplicera saken ytterligare är det specifika värmevärdet för luft normalt det för torr luft vid normalt tryck och för en given starttemperatur. Det faktiska värdet kommer att variera med luftfuktighet, tryck och initial temperatur. Lyckligtvis finns det dock inget behov av att gå till alla dessa problem: det finns tabeller och enkla miniräknare online som kan användas för att räkna ut det ungefärliga värmebehovet för ett rum, baserat på dess dimensioner, placering, den nödvändiga temperaturhöjningen och hur välisolerad den är. Till exempel kan uppvärmning av ett typiskt 1,000 92.9 kvadratfot (24,000 kvadratmeter), välisolerat hem i Boston under vintern kräva cirka XNUMX XNUMX BTU per timme.
Beräkna bränsleförbrukning och kostnad
Att räkna ut kostnaden för att använda en värmare är ganska enkelt, om BTU-betyget är känt. För en elvärmare kan betyget enkelt omvandlas till kilowattimmar och kostnaden per kilowattimme fås från kraftbolaget. För en apparat som använder bränsle kan betyget jämföras med det för bränslet för att ta reda på hur mycket den kommer att använda under en given period. Till exempel har fotogen en rating på 135,000 25,000 brittiska termiska enheter per gallon, så en fotogenvärmare med en rating på 1 3.78 BTU kommer att använda 5.4 gallon (XNUMX l) fotogen på XNUMX timmar.