BTU, okrajšava za britansko toplotno enoto, je osnovno merilo toplotne (toplotne) energije. En BTU je količina energije, ki je potrebna za dvig temperature 1 funta (0.45 kg) vode za 1° Fahrenheita (0.55° Celzija). Z drugimi besedami, če bi 16 unč (0.47 l) vode pri 59°F (15°C) vlili v ponev za kuhalno ploščo in vklopili plinski gorilnik, bi potreboval 1 BTU, da se temperatura vode dvigne na 60° F (15.6 °C). Če bi posodo pustili na plinskem plamenu, bi voda sčasoma dosegla vrelišče 212 °F (100 °C), kar bi trajalo približno 153 BTU. Ta nemetrična merska enota se običajno uporablja samo v nekaterih državah – vključno z ZDA – in se uporablja predvsem za oceno toplotne moči goriv in naprav.
Definicija in pretvorbe
Natančna količina toplote, potrebna za povečanje temperature za 1 °F (0.55 °C), se nekoliko razlikuje glede na začetno temperaturo vode. Splošnega dogovora o tem, kaj bi to moralo biti, ni, zato se opredelitev razlikuje glede na kraj in kontekst. V ZDA se običajno uporablja začetna temperatura 59°F (15°C), v Kanadi pa je 60°F (15.6°C). V drugih primerih je lahko povprečje v razponu temperatur ali pa se lahko izenači s specifično vrednostjo v joulih, ki so enote SI za energijo.
Odvisno od uporabljene definicije je 1 BTU enak med 1,054.35 in 1,059.67 joula. Energija in zlasti toplota se včasih meri tudi v kalorijah, pri čemer je 1 kalorija količina toplote, potrebna za dvig temperature 0.035 unče (1 grama) vode za 1.8 °F (1 °C). En BTU je enakovreden 252 kalorijam. Kar zadeva moč, je 1 britanska toplotna enota približno 0.000293 kilovatne ure ali nekaj manj kot ena tretjina vatne ure.
En BTU je precej majhna enota energije. Naprave in naprave, ki imajo britanske ocene toplotnih enot, pogosto kažejo vrednosti, ki so v tisoč ali deset tisoč. Da bi dobili predstavo o tem, koliko energije predstavlja posamezna enota, je to približno enako zažiganju ene vžigalice.
Obstajajo tudi druge, večje enote, ki so del istega sistema. MBTU je 1,000 britanskih toplotnih enot, vendar se ne uporablja pogosto, ker predpona “M” v enotah SI običajno predstavlja milijon, kar povzroča zmedo. MMBTU se včasih uporablja za predstavljanje enega milijona teh enot. Term je 100,000 BTU.
Uporaba
Kljub svojemu imenu se britanska termalna enota v Veliki Britaniji redko uporablja. To je predmetrična meritev in se kot taka uporablja predvsem v državah, kjer ta sistem ni bil v celoti sprejet. V svetu znanosti je džul enota, ki se običajno uporablja za predstavljanje energije, vendar je v nekaterih državah, zlasti v ZDA in Kanadi, britanska toplotna enota standardna meritev toplotne moči za naprave, kot so grelniki in plinski žari, in za goriva, kot so premog, nafta in zemeljski plin. Uporablja se tudi kot meritev učinka hlajenja hladilnikov in klimatskih naprav: lahko jim damo oceno glede na to, koliko BTU lahko odstranijo iz svojega okolja.
Ocene, ki so prikazane na napravah, so dejansko BTU na uro, medtem ko so ocene za goriva na enoto teže, ki je lahko v funtih ali tonah, ali na enoto prostornine, ki je lahko v galonah, kubičnih čevljih ali sodih. Na primer, grelnik ventilatorja je lahko ocenjen na 34,000 BTU/h. V primeru goriv so nekatere tipične vrednosti 35 milijonov BTU na tono za premog, 5.6 milijona na sod za surovo nafto in 1,030 na kubični čevelj za zemeljski plin.
Izračun potreb za ogrevanje in hlajenje
Sposobnost vira toplote, da povzroči določeno dvig temperature snovi, ni odvisna samo od energije vira toplote, temveč tudi od specifične toplote snovi. Različni materiali imajo lahko zelo različne specifične toplote; na primer, za ogrevanje vode je potrebno veliko več energije kot za ogrevanje kovin. Za grelnik je zadevna snov običajno zrak. Specifične toplote so običajno podane v metričnih/SI enotah, kot so kilodžuli na kilogram, medtem ko je ocena grelnika lahko v BTU na uro. Za izračun potreb po energiji za ogrevanje prostora za določeno količino iz teh informacij bi bilo zato potrebno najti specifično toploto zraka, določiti prostornino prostora, izračunati težo zraka in po potrebi pretvoriti enote.
Da bi stvar še bolj zakomplicirala, je specifična toplotna vrednost za zrak običajno vrednost za suh zrak pri normalnem tlaku in za dano začetno temperaturo. Dejanska vrednost se bo razlikovala glede na vlažnost, tlak in začetno temperaturo. Na srečo pa se ni treba ukvarjati z vsemi temi težavami: obstajajo tabele in preprosti spletni kalkulatorji, s katerimi lahko izračunate približne potrebe po ogrevanju prostora glede na njegove dimenzije, lokacijo, zahtevano povišanje temperature in kako dobro je izolirana. Na primer, za ogrevanje tipičnega 1,000 kvadratnih čevljev (92.9 kvadratnih metrov), dobro izoliranega doma v Bostonu pozimi bi lahko potrebovali približno 24,000 BTU na uro.
Izračun porabe goriva in stroškov
Izračunavanje stroškov uporabe grelnika je precej preprosto, če je znana ocena BTU. Pri električnem grelniku je moč preprosto pretvoriti v kilovatne ure in strošek na kilovatno uro pridobiti od energetskega podjetja. Za napravo, ki uporablja gorivo, lahko oceno primerjate z oceno goriva, da ugotovite, koliko bo porabila v določenem obdobju. Na primer, kerozin ima oceno 135,000 britanskih toplotnih enot na galono, tako da bo kerozinski grelnik z oceno 25,000 BTU porabil 1 galono (3.78 l) kerozina v 5.4 ure.