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千瓦时换算成 BTU:读懂美国的取暖账单

美国的燃气账单以 therm 或百立方英尺计量,炉子以千 BTU 每小时标定,一袋木质颗粒燃料带有以 BTU 每磅计的热值。无论在英国、加拿大、澳大利亚还是欧洲大陆,按千瓦时购买电力的读者,都必须把这一切翻译过来才能看出哪种燃料更便宜。要把 kWh 换算成 BTU,乘以 3,412:1 kWh 是 3,412 BTU,29.3 kWh 是一 therm(100,000 BTU),293 kWh 是一 MMBtu(1,000,000 BTU)。上面的计算器在您键入时做乘法,下面各节展示如何读懂燃料、锅炉和加热器的热含量。

本页给出带演算示例的规则、对每个单位的介绍、一次比较和一长串供暖与燃料的案例,随后是常见的错误。计算在您的浏览器中运行,您键入的内容不会发送到任何地方。给供暖系统选型时,请依靠有资质的工程师。

如何把 kWh 换算成 BTU:乘以 3,412

规则

一 BTU 是 1,055 焦耳,一 kWh 是 3,600,000 焦耳,所以一 kWh 含有 3,412.14 BTU。要把 kWh 换算成 BTU,把 kWh 乘以 3,412:0.5 kWh 得 1,706 BTU,5 kWh 得 17,061 BTU,100 kWh 得 341,214 BTU。要换回去,把 BTU 乘以 0.000293。

演算示例

一台 1.5 kW 的电加热器运行一小时提供 5,118 BTU。额定 80,000 BTU/h 的燃气炉输出 23.4 kW。一个家庭一年用电 10,500 kWh,就用了 35.8 百万 BTU。

为什么系数不变

系数来自焦耳、BTU 和 kWh 的定义,所以其中没有舍入。厂商写 3,412 或 3,413,二者相差百分之 0.01。

一个快速的合理性检验

以 BTU 计的答案约是 kWh 数字的 3,400 倍。如果“把 kWh 换算成 BTU”的计算给出的数字比您起始的小,说明您做了除法而不是乘法。

千瓦时

电表的单位

千瓦时是电的计量和销售方式。它也越来越多地用于燃气,因为许多国家也按 kWh 给燃气计费。它是比较燃料的通用货币。

出现在哪里

许多国家的电费和燃气账单、电器标签和电池额定值。

BTU

美国的热量单位

英热单位是使一磅水升高一华氏度所需的热量,约 1,055 焦耳。在美国,它是炉子、锅炉、燃料含量和空调的标准单位。

出现在哪里

美国的供暖与制冷设备、燃料表和燃气账单。

kWh 与 BTU 的对比

一 kWh 是 3,412 BTU,所以 BTU 的数字几乎大 3,400 倍。2 kWh 是 6,824 BTU,10 kWh 是 34,121 BTU。它们度量的是同一能量;只是尺度不同。

换算是精确的。主要的陷阱是把 BTU(一定量的能量)与 BTU 每小时(一种速率)混在一起。

转换在哪里出现

燃气账单

美国的燃气账单以 therm 计,一 therm 是 100,000 BTU,即 29.3 kWh,或以 CCF 计,即一百立方英尺,约 1.037 therm,即 30.4 kWh。一栋房子一年用 70 MMBtu 的燃气,就用了 20,500 kWh。“把 kWh 换算成 BTU”的计算让欧洲人可以拿它与自己的电表读数比较。

炉子与锅炉

住宅炉子的额定值为 60,000 到 120,000 BTU/h,即 17.6 到 35.2 kW。它的效率 AFUE 通常为百分之 80 到 97。输入 80,000 BTU/h、效率百分之 95 的炉子,输出 76,000 BTU/h,即 22.3 kW 的热量。

木柴、燃油和丙烷

一考得干橡木约含 24 MMBtu,即 7,030 kWh。一加仑取暖油含 138,500 BTU,即 40.6 kWh。一加仑丙烷含 91,500 BTU,即 26.8 kWh,一吨木质颗粒燃料约含 16.5 MMBtu,即 4,840 kWh。

CCF、MCF 和 therm

燃气体积单位是混淆的来源:1 CCF 是 100 立方英尺,1 MCF 是 1,000 立方英尺,每立方英尺约含 1,037 BTU。所以 1 MCF 是 1.037 MMBtu,即 304 kWh。therm 是账单的热量单位,而确切的热含量在各地区之间略有不同。

沼气与沼气池

沼气池产生的沼气每立方英尺约含 600 BTU,即每立方米 21,200 BTU,6.2 kWh。每天产生 1,000 立方米的农场沼气池产出 6,200 kWh 的热量,21.2 MMBtu。这类数字帮助农民把沼气与每立方英尺约 1,037 BTU 的天然气作比较。

太阳能集热器

正午每平方米的阳光提供 1,000 W,3,412 BTU/h。4 m² 的太阳能集热器在效率百分之 60 时产出 2.4 kW,8,190 BTU/h。在六小时的晴天里,那是 14 kWh,49,000 BTU,足以把 200 升水加热 60 度。

氢

一千克氢按低热值计约含 113,500 BTU,33.3 kWh,按高热值计为 134,000 BTU,39.4 kWh。每 100 英里消耗一千克的燃料电池汽车,相当于每英里 1,135 BTU,0.33 kWh。两种基准之间的差异解释了许多关于效率的相互矛盾的说法。

温室

温室的热损失是 U 值乘以面积再乘以温差。对于 3,000 平方英尺的玻璃,U 值为 1.1 BTU/(h·ft²·°F),温差为 40 °F,损失是 132,000 BTU/h,38.7 kW。种植者按这个数字为锅炉选型,并为千瓦时付费。

保温与 R 值

穿过墙体的热损失是面积乘以温差再除以 R。一面 1,000 平方英尺、保温 R-19 的墙,在温差 40 °F 时损失 1,000 × 40 / 19 = 2,105 BTU/h,0.62 kW。R 值加倍,损失减半,如果温差持续,每天节省约 7.4 kWh。

心算捷径

要在脑中把 kWh 换算成 BTU,乘以 3.4 再加三个零,然后加百分之 0.4。对于 5 kWh:17,000 加 68 得 17,068,而精确值是 17,061。对于 2 kWh:6,800 加 27 得 6,827,而精确值是 6,824。误差很小。

电子表格公式

要在电子表格中把 kWh 换算成 BTU,把以 kWh 计的能量放在 A 列,在 B 列键入 =A2*3412.14。反过来则是 =B2/3412.14。一列 =A2*3.6 给出 MJ,用于交叉核对。

舍入与精度

铭牌额定值是标称值,有百分之 5 到 10 的公差。当您为 2.64 kW 的加热器把 kWh 换算成 BTU 时,舍入到 9,000 BTU/h 就可以。更多的小数不会使电器更精确。

值得记住的路标

0.1 kWh 是 341 BTU。1 kWh 是 3,412 BTU。3 kWh 是 10,236 BTU。10 kWh 是 34,121 BTU。29.3 kWh 是 100,000 BTU。100 kWh 是 341,214 BTU。293 kWh 是一百万 BTU。用它们凭眼力把 kWh 换算成 BTU。

参考阶梯

0.5 kWh 是 1,706 BTU。2 kWh 是 6,824 BTU。7 kWh 是 23,885 BTU。15 kWh 是 51,182 BTU。50 kWh 是 170,607 BTU。300 kWh 是 1,023,643 BTU。1,000 kWh 是 3,412,142 BTU。像这样的阶梯使核对变得容易。

采暖度日

工程师用度日来估算燃料使用。一栋房子每华氏度的热损失为 400 BTU/h,经历 5,000 度日,一个季节用 400 × 24 × 5,000 = 48 MMBtu,14,070 kWh。在效率百分之 90 时,所需燃料是 53 MMBtu。

用反向运算来核对

要核对“把 kWh 换算成 BTU”的计算结果,把答案乘以 0.000293。如果 10 kWh 变成了 34,121 BTU,那么 34,121 乘以 0.000293 就回到 10。第二个检验是大小:BTU 的数字大约大 3,400 倍。

与 MJ 和 kcal 的联系

一 kWh 是 3.6 MJ、860 kcal 和 3,412 BTU。一 BTU 是 1,055 J 和 0.252 kcal。10,000 BTU 的热量是 10.55 MJ、2,520 kcal 和 2.93 kWh。这三种单位描述的是同一份热量。

一个演算示例

一位房主把每年 70 MMBtu 的燃气账单与电热泵作比较。效率百分之 92 的燃气供暖输出 64.4 MMBtu,即 18,870 kWh。季节性系数为 3.2 的热泵,为同样的热量需要 5,900 kWh 的电。这一换算使比较变得直接。

踢脚线加热器

一台 6 英尺、1,500 W 的电踢脚线加热器提供 5,118 BTU/h。一个房间里三台给出 15,350 BTU/h,4.5 kW,足以供寒冷气候中 25 m² 的房间使用。它们在使用点没有损失,但同样的热量比燃气贵。

取暖器

1,500 W 的便携式电取暖器是许多美国线路上的标准,因为它适合 120 V 下的 15 A 插座。它提供 5,118 BTU/h。20,000 BTU/h 的煤油取暖器提供 5.9 kW。二者都按以 BTU/h 计的输出来额定。

发电机

5 kW 的便携式发电机每小时产生 5 kWh,即 17,060 BTU 的电。它每小时烧约 0.7 加仑汽油,即 80,000 BTU,23.4 kWh,所以效率约为百分之 21。这些数字解释了为什么发电机是昂贵的取暖方式。

通向同一答案的两条路

您可以用 3,412.14 直接从 kWh 到 BTU,或经过 MJ:乘以 3.6,再乘以 947.8。如果结果不一致,说明某个数字抄错了。

船上的发动机余热与热水

100 kW 的柴油发动机向冷却水和排气排出的热量几乎与它产生的一样多,约 100 kW,341,000 BTU/h。船只把其中一部分用于热水箱。一个 20 加仑的水箱从 60 加热到 140 °F,需要 20 × 8.34 × 80 = 13,360 BTU,3.9 kWh,发动机几分钟就能提供。

融雪系统

加热的车道每平方英尺需要 100 到 150 BTU/h,才能在雪落下时将其融化。对于 600 平方英尺,那是 60,000 到 90,000 BTU/h,17.6 到 26.4 kW。一场 10 小时的暴风雪中,账单是 176 到 264 kWh,600,000 到 900,000 BTU,这就是此类系统只在传感器检测到雪时才运行的原因。

车库或车间的空间取暖

一个保温水平尚可、400 平方英尺的双车位车库,在温差 40 °F 时每平方英尺损失约 20 BTU/h,即 8,000 BTU/h,2.3 kW。一台 30,000 BTU/h,8.8 kW,的暖风机能很快使它变暖,然后循环开关。在一个寒冷的日子里,它可能用 15 到 25 kWh,51,000 到 85,000 BTU 的能量。

热水浴缸

一个 400 加仑的热水浴缸升温 40 °F,需要 400 × 8.34 × 40 = 133,440 BTU,即 39.1 kWh。一台 4 kW 的电加热器需要约 10 小时,而 40,000 BTU/h 的燃气加热器只需略多于 3 小时。依覆盖物不同,保持浴缸热度每天还要 1 到 3 kWh,3,400 到 10,200 BTU。

热水散热器与踢脚线

热水踢脚线在平均水温 180 °F 时每线性英尺散发约 500 到 600 BTU/h,即 146 到 176 W。10 英尺的长度输出 5,500 BTU/h,1.6 kW。把水温降到 140 °F,输出降至约百分之 60,这一点在安装热泵前值得留意。

热泵与 HSPF

热泵的供暖季性能系数 HSPF,以每瓦时电所得的 BTU 热量给出。HSPF 为 10 等于 10 BTU/Wh,即系数 2.93。HSPF 为 13,在现代机组中很常见,意味着 3.8。对电力做一次“把 kWh 换算成 BTU”的计算,就能显示输送的热量。

热水器

40,000 BTU/h 的燃气热水器输出 11.7 kW 的热量。把 50 加仑水升温 70 °F 需要 50 × 8.34 × 70 = 29,190 BTU,8.55 kWh。带 4.5 kW 加热元件的电热水器需要约 2 小时才能完成同样的事,而 40,000 BTU/h 的燃气机组需要约 45 分钟。

泳池加热

把 20,000 加仑的泳池水升温 10 °F 需要 20,000 × 8.34 × 10 = 1.67 MMBtu,489 kWh。250,000 BTU/h,73 kW,的燃气泳池加热器在满负荷输出下用 6.7 小时完成。系数为 5 的热泵只需约 100 kWh 的电。

制冰

在 32 °F 下冻结一磅水需要 144 BTU,所以一吨冰,2,000 lb,需要 288,000 BTU,84.4 kWh。每天制一吨冰的制冰机平均带走 12,000 BTU/h,3.5 kW,“冷吨”就是从这里来的。“把 kWh 换算成 BTU”的计算把冷冻机的电力与它制造的冷量联系起来。

EER 与 SEER

能效比是每瓦电所得的制冷 BTU/h。EER 为 12 等于每 Wh 12 BTU,系数为 3.5。季节能效比 SEER 是在一个季节内取平均的类似数字。额定 SEER 16 的机组,每瓦时提供 16 BTU 的制冷量。

壁炉与炉子

额定 60,000 BTU/h 的木炉给出 17.6 kW,30,000 BTU/h 的燃气假柴组给出 8.8 kW。颗粒炉每小时烧约 1 kg,即 2.2 lb,给出 20,000 BTU/h,5.9 kW。这些额定值是最大输出,实际使用只是其中一部分。

把 kWh 换算成 BTU 的更多数值

更长的换算列表

如果您需要的数值不在第一个列表里,下面这些进一步的换算也许足够接近,可以直接读取:

• 0.1 kWh = 341.214 BTU
• 0.5 kWh = 1,706.07 BTU
• 3 kWh = 10,236.4 BTU
• 4 kWh = 13,648.6 BTU
• 7 kWh = 23,885 BTU
• 15 kWh = 51,182.1 BTU
• 20 kWh = 68,242.8 BTU
• 75 kWh = 255,911 BTU
• 200 kWh = 682,428 BTU
• 500 kWh = 1,706,071 BTU
• 2,000 kWh = 6,824,283 BTU
• 10,000 kWh = 34,121,416 BTU

“把 kWh 换算成 BTU”的计算中的常见失误

除以 3,412

从 kWh 到 BTU,数字增大。如果 10 kWh 变成了 0.003,说明您做了除法而不是乘法。

BTU 与 BTU 每小时

标着“12,000 BTU”的空调额定值是 12,000 BTU 每小时,功率为 3.5 kW。一小时内它带走 3.5 kWh 的热量。要仔细阅读额定值。

制冷量与用电量

12,000 BTU/h 的额定值是制冷输出,而不是电输入。该机组耗电约 1 kW,而不是 3.5 kW。把二者混淆会导致布线过大。

简短回答

我如何把 kWh 换算成 BTU?

把 kWh 乘以 3,412。

1 kWh 是多少 BTU?

3,412.14 BTU。

10 kWh 是多少 BTU?

34,121 BTU。

一 BTU 是多少 kWh?

0.000293 kWh。

我的数字会离开我的设备吗?

不会,计算在您的浏览器中运行。

更多页面与总结

其他能量换算请见把 kWh 换算成 J、把 kWh 换算成 cal、把 km 换算成 mi、把 mi 换算成 km、把 °C 换算成 °F、把 °F 换算成 °C、把 ha 换算成 m²、把 ft³ 换算成 L、把 km/h 换算成 ft/s。相反的方向是把 BTU 换算成 kWh。

总之,“把 kWh 换算成 BTU”的计算归结为乘以 3,412,并把单位写在答案旁边。您的数字在本地计算,无需账户,也没有上传。