Расчет нагрева воды электричеством - Electrik-Ufa.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Расчет нагрева воды электричеством

Расчет мощности для нагрева воды ТЭНом

Определение технических параметров приборов и расчёт нагрева воды – мощности нагревателя, змеевика, количества тепла и расхода энергии для нагрева воды – зависит от типа устройства электроводонагревателей, которые бывают накопительными и проточными.

Содержание статьи

Общие данные, необходимые для вычислений

Чем мощнее электрообогреватель, тем быстрее он подогревает заданное количество воды. Поэтому приборы по этому параметру подбирается в соответствии с задачами, необходимым объёмом и допустимым временем ожидания. Так, например, нагрев до 60°С 15 литров с нагревателем в 1,5 кВт займёт около полутора часов. Однако для больших объёмов (например, для наполнения 100-литровой ванны) при разумном времени ожидания (до 3 часов) для доведения жидкости до комфортной температуры понадобится устройство на 3 кВт мощнее.

Для полноценного вычисления расчётной мощности необходимо учесть ряд параметров:

  1. Рабочий ресурс бытовой электросети.
    Проблема «выбивания пробок» особенно актуально стоит в домах вторичного жилфонда. Некоторые жильцы, столкнувшись с ней (например, при установке электрических радиаторов), решали вопрос добавлением отдельного кабеля, усилением проводки. Однако более универсальный рецепт – покупка водонагревателя со средним или низким энергопотреблением (чаще это приборы накопительного типа). Разница между количеством киловатт бытовой электросети и совокупной мощностью всех домашних электроприборов даст значение оптимальной мощности водонагревателя, к которому нужно стремиться.
  2. Соотношение мощности ТЭНа (нагревательного элемента) и объёма бака.
    Параметр, более важный для устройств накопительного типа, в которых вода расходуется постепенно, и критичной становится скорость её остывания. Чтобы 1-киловаттный водонагреватель не покупали со 100-литровыми баками, производители приводят ориентировочную таблицу, где 1-киловаттный прибор предназначен на 15 литров, 1,5 кВт – на 50, 2 кВт – на 50-100, а 5 кВт – на 200-литровый бак.
  3. Скорость водорасхода в минуту.
    Параметр имеет большее значение для проточных водонагревателей. В обиходе мощностные показатели такого нагревательного устройства (с учётом максимальной ресурсозатратности) рассчитываютсяпутём умножения на два количества литров ворорасхода в минуту. То есть, если на проточное мытьё посуды в среднем тратится 4 л/мин., то ТЭН должен быть 8 кВт. Если при приёме душа расходуется 8 л/мин., то необходим 16-киловаттныйТЭН. Вычисления усложняет то, что в квартире используются сразу 2 (а иногда и 3) точки водозабора. В этом случае, рекомендуется в вычислениях получившуюся величину умножать в полтора раза.

Накопительные водонагреватели (бойлеры)

Без физико-математических формул бытовой расчёт описывается следующим образом: за 1 час 1 кВт нагревает 860 литров на 1 К. Для более точного определения времени нагревания, мощностных характеристик, объёма используется универсальная формула, из которой потом выводятся остальные результаты:

Эта формула состоит из нескольких и отражает целый ряд параметров, учитывая при этом фактор теплопотерь. (При малых мощностных характеристиках и большом объёме этот фактор становится более существенным, однако в бытовых нагревателях этим учётным значением чаще пренебрегают):

Nfull – мощностные характеристики нагревательного элемента,

Qc – теплопотери водонагревательной ёмкости.

  1. c= Q/m*(tк-tн)
    • С – удельная теплоёмкость,
    • Q – количество теплоты,
    • m – масса в килограммах (либо объём в литрах),
    • tк и tн (в °С) – конечная и начальная температуры.
  2. N=Q/t
    • N – мощностные характеристики нагрева.
    • t – время нагревания в секундах.
  3. N = Nfull – (1000/24)*Qc

Упрощенные формулы с постоянным коэффициентом:

  • Расчёт мощности ТЭНа для нагрева воды нужной температуры:
    W= 0,00117*V*(tк-tн)/T
  • Определение времени, необходимого для нагревания воды в водонагревателе:
    T= 0,00117*V*(tк-tн)/W
  • W (в кВТ) – мощностная характеристика ТЭНов (нагревательного элемента),
  • Т (в часах) – время нагрева воды,
  • V (в литрах) – объем бака,
  • tк и tн (в °С) – конечная и начальная температуры (конечная – обычно 60°C).

Часто объём приравнивают к массе (m). Тогда определение мощности ТЭНа будет производиться по формуле: W= 0,00117*m*(tк-tн)/T. Формулы считаются упрощёнными, ещё и потому что в них не учитывается:

  • фактическая мощность электросети,
  • температура окружающей среды,
  • конструктивные особенности и потенциальные теплопотери бака,
  • рекомендации некоторых производителей, относительно tн (порядка 5-8 °С летом и 15-18 °С – зимой).

При покупке устройства надо принимать во вниание, что относительно низкие мощностные характеристики накопительных водонагревателей по сравнению с проточными ещё не гарантируют финансовую экономию. Накопительные меньше «забирают», но из-за того, что работают дольше, больше и расходуют. Для финансовой экономии более надёжной стратегией будет общее снижение водопотребления за счёт установки различного вида экономителей ( http://water-save.com/ ) и строгий учёт водорасхода.

Проточные водонагреватели

В расчете количества тепла для нагрева проточной воды надо учитывать разницу в стандартах напряжения России (220 В) и Европы (230 В), так как значительная часть электроводонагревателей изготовляется западноевропейскими компаниями. Благодаря этой разнице номинальный показатель в 10 кВт в таком приборе при подключении к российской сети в 220В будет на 8,5% меньше – 9,15.

Максимальный гидропоток V (в литрах за минуту) с заданными мощностными характеристиками W (в киловаттах) рассчитывается по формуле: V= 14,3*(W/t2-t1), в которой t1 и t2– температуры на входе в нагреватель и в результате подогрева соответственно.

Ориентировочные мощностные характеристики электроводонагревателей применительно к бытовым потребностям (в киловаттах):

  • 4−6 – только для мытья рук и посуды,
  • 6−8 – для принятия душа,
  • 10−15 – для мойки и душа,
  • 15−20 – для полного водоснабжения квартиры или частного дома.

Выбор затрудняет то, что нагреватели выпускаются в двух вариантах подключения: к однофазной (220 В) и трёхфазной (380 В) сети. Однако нагреватели для однофазной сети, как правило, не выпускаются выше 10 киловатт.

Вычисления для бассейнов

Расчет нагрева воды в бассейне складывается из вычисления параметров электронагревателя и объёма, который необходимо подогреть. В таблице указано приблизительное время в часах, за которое температура поднимается с 10 °С до 28 °С. При этом существенную роль в конечных вычислениях играет площадь водяного «зеркала», температура окружающей среды, степень открытости/ закрытости места расположения бассейна.

Общие основы расчета затрат электричества при нагреве воды в различных обстоятельствах

Стандартные формулы расчета используемые для получения искомых вычислений. Как вычислить необходимое количество тепла нагревая определенный литраж воды в закрытой емкости (водонагреватель, бойлер).

Например рассчитать все затраты нагрева воды:

Рассчитать необходимое количество тепла Q

Сколько требуется Ватт/час чтобы нагреть 80 кг воды с первоначальной температурой 10 градусов до значения 55 градусов Цельсия.

Имея данную формулу расчет прост

Q = 80 кг x 1.163 Вт x 45 K

Пояснение к буквенным символам в формулах используемые в расчетах нагрева:

  • Q – Количество тепла в Ватт/час
  • m – Количество в литрах
  • P — Мощность во Вт
  • P тэн — Мощность ТЭН – а водонагревателя
  • Вт — Потребление энергии в Ватт/час
  • t — Время нагрева в час
  • n – КПД
  • 1 кг = 1 литр
  • K – Разница (дельта) температур
  • V1 – Температура холодной воды
  • V2 – Температура горячей воды
  • V смеш. — Температура смешанной воды
  • M1 – Количество холодной
  • M2 – Количество горячей
  • M смеш. – Количество смешанной воды
  • Md — Расход в единицы времени в кг/минута
  • 1.163 = Удельная теплоемкость воды в Ватт

Следующим интересным расчетом затрат на нагревания жидкости можно отнести такую формулу.

Требуемое количество потребляемой энергии

Необходимое количество потребляемой энергии W (работа) во Вт/час, сколько требуется потратить энергии нагревая 80 литров воды с 10 градусов до 60 по Цельсия.

W = 80 кг x 1.163 x 45K / 0.98

Читайте также:  Разболтался кран на кухне

Получилось 4746.94 Ватт которые равны 4.75 кВт/час энергии. Вывод, нагревая 80 литров холодной воды в электрическом водонагревателе закрытого типа Вам придется затратить 4.75 кВт/час электроэнергии.

Далее можно вычислить необходимую мощность затрат электроэнергии для нагрева определенного количества жидкости.

Необходимая мощность (P) во Вт нагревающая нужный объем воды

Допустим имеется 80 кг (литра) чистой жидкости, требование нагреть с первоначальной температуры 10 градусов, предположим нужна температура 55, время нагрева должно составить ровно 1 час!

Чтобы нагреть за 1 час объем воды 80 литров нам понадобится?

P = 80 x 1.163 x 45K / 1 час x 0.98

Расчет затрат получился такой, 4272.2 Вт (4.27 кВт) вот такой мощности должен быть нагреватель (ТЕН) который нагреет воду за один час с десяти градусов до пятидесяти пяти. Если время нагрева изменить на более долгое, например два часа, результат выглядит 2136 Вт (2.4 кВт).

Время нагрева (t) в часах

Расчет необходимого количества времени нагревая 80 литров жидкости в закрытом резервуаре типа водонагреватель. Холодная жидкость 10 °C нагревается до 60 °C. Мощность ТЕН водонагревателя возьмем 2000 Вт (2 кВт)

T = M x 1.163 x K / P тэн x КПД

Подставляя свои предполагаемые данные, формула расчет времени нагрева в цифрах будет выглядеть так:

80 x 1.163 x 50 / 2000 x 0.98 = 2.37 час.

Время нагреваемой воды в накопительном электрическом водонагревателе напрямую зависит от мощности нагревательного элемента.

Все расчеты определенных данных были приведены при стандартах, без учета потерь тепла и дополнительного поступления жидкости в накопительный бак.

Расчет температуры смешанной воды

Используя водонагревательные баки, накопительного типа постоянно происходит при смешивании холодной воды из водопровода с горячей, находящейся непосредственно в баке предварительно нагретая до определенной температуры.

При смешивании 80 литров (M2) температура которой 60 °C добавим 40 литров холодной температуры 10 °C.

V смеш. = 40 x 10 °C + 80 x 60 °C / 40 + 80

Итог вычисления равен 43.33 °C

Расчет количества смешанной воды

Требуется рассчитать сколько смешанной воды при температуре V смеш. 40 °C получится при добавлении холодной 10 °C к объему 80 литров горячей с температурой 60 °C.

M смеш. = 80 x (60 °C – 10 °C) / 40 °C – 10 °C итого: 133.3 литра жидкости при температуре 40 °C.

ВСЕ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ВАШЕГО ДОМА

Интернет-магазин “ТЕПЛОВОЗ” Саратов, где можно купить газовый, электрический или дизельный котел отопления, приобрести лучшие тепло агрегаты и товары для монтажа систем отопления, теплого пола, водоснабжения, канализации. У нас продается все для отопления вашего дома. Магазин предлагает оптовые цены, при приобретении комплекса товаров или полной комплектации различными материалами требующие продолжения строительства и ремонта вашего дома, коттеджа, квартиры. Скидка рассчитана автоматически, после суммы одновременной покупки будет составлять выше 80000 рублей. Вас, возможно, заинтересуют все следующие товары и сможете добавить хороший комментарий. Особые условия, монтажным организациям и частным монтажникам действуют всегда после регистрации клиента в базе компании. Станьте партнером магазина – экономьте время, средства, хорошее настроение для своих близких. Доставка продукции по городу Саратов, Энгельс, Татищево производится бесплатно, доставка по городам и населенным пунктам Саратовской области, Аткарск, Сенная, Елшанка, Вольск, Ртищево и другие осуществляется по договоренности сторон.

Обращаем Ваше внимание, данный сайт носит исключительно информационный характер, ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями статьи 437 (2) Гражданского кодекса Российской Федерации.

Адрес склада интернет-магазина “ТЕПЛОВОЗ” – Саратовская область, город Саратов. Телефон консультанта 8(8452) 46-76-34 | 25-85-95

Как можно нагреть воду

Сколько стоит разогрев воды

Тариф на электроэнергию, руб за кВт·ч:

Стоимость разогрева воды: рублей

Виды нагревателей для воды

У тех, кто не привык иметь дело с водонагревателями, возникают опасения:

  • если нагреватели газовые, не будет ли ситуации, что при падении давления горячей воды, горелка потухнет, а подача газа продолжится? Или другой вариант: при падении напора интенсивность работы горелки останется на прежнем уровне и колонка «закипит»;
  • а электрические водонагреватели страшат итоговым счетом за электроэнергию? Есть ли защита, чтобы сохранить семейный бюджет;

Все эти страхи давно потеряли основание. Теперь нагреватели воды электрические или газового типа оснащены автоматизированными системами контроля на случай резкого падения давления подачи воды, а также термостатами, которые независимо от объема подачи поддержат установленную температуру.

Рассмотрим, какое отличие накопительных от проточных водонагревателей, и какому типу стоит отдать предпочтение. Что лучше – иметь в кране постоянный поток горячей воды, или ограниченный? Кто-то скажет «заверните оба» и приобретет комбинированный тип водонагревателя. Чем они будут отличаться:

  • агрегаты проточного типа или прямоточные — производят нагрев движущейся жидкости и монтируются непосредственно в систему водопровода;
  • накопительные водонагревательные приборы сначала обеспечивают необходимый запас воды, после чего происходит нагрев;
  • агрегаты проточно-накопительного типа – это комбинированный вариант, позволяющий по необходимости применять более удобный способ в зависимости от потребности.

Хороший электрический или газовый нагреватель воды могут иметь в основе как накопительный, так и проточный тип нагрева воды. В первом случае требуемый объем поступает в бойлер и нагревается спустя некоторое время. Если это проточный водонагреватель, то поток воды пропускается через нагревательный ТЭН. Среди электрических, выделяют так называемые индукционные водонагреватели, которые имеют исключительно проточный механизм нагрева воды.

Проточные

Этот же тип водонагревателя может называться «прямоточный». Газовый агрегат экономически более выгоден с точки зрения затрат на использования энергоносителя, нежели электрический. Однако, осуществить его монтаж можно исключительно в домах с газификацией. А если ни газа, ни электричества? В этом случае остается «баллонный» вариант. Именно газовый баллон становится единственным источником горячей воды на дачах. Здесь есть ряд условий:

  • ваша газовая колонка должна быть адаптирована под подключение к баллону и газу, который в нем используется. В противном случае требуется переналадка агрегата, замена сопел коллектора;
  • после переоборудования аппарат проверяют на герметичность;
  • на колонке маркируется дата осуществления переналадки с указанием вида газа, который приемлем для использования.

Монтаж газовой колонки осуществляется после тройника или коллектора, по которому происходит разводка горячей воды. Для сравнения: прямоточный вариант электрического водонагревателя устанавливается под краном, тем самым снижая тепловую потерю при транспортировке жидкости к месту потребления.

Электрический прямоточный водонагреватель не имеет накопительного резервуара и обладает большой мощностью. Затраты электроэнергии могут достигать 30 кВт. Это компактный агрегат, который позволяет произвести монтаж прямо под умывальником. Применение такого нагревателя возможно исключительно в домах, проводка которых рассчитана на электроплиты. Перед установкой необходимо проконсультироваться с электриком в обязательном порядке.

Еще одной разновидностью электрического прямоточного нагревателя воды называют так называемые индукционные колонки. В отличие от агрегатов с ТЭНами этот тип может похвастаться самым высоким КПД – до 98 процентов. Экономия электричества с таким нагревателем может составлять до 30-50 процентов. Простая конструкция.

Нагревательный элемент не контактирует с водой, кроме внутренней стенки трубы по которой и осуществляется подача. Магнитное поле переменного типа не позволяет образовываться отложениям и прогревает сразу весь объем жидкости, что экономит время. Вода нагревается очень быстро. Большой эксплуатационный срок службы – до 30 лет. Единственный недостаток этого чудо агрегата – высокая стоимость.

Накопительные

Бойлер с газовым подогревом устанавливают исключительно при отсутствии возможности подключить агрегат большей мощности. Это габаритный и при этом дорогостоящий вариант. Мощность прибора напрямую определяет его производительность.

Читайте также:  Однофазный однополупериодный выпрямитель принцип действия

Расчет нагрева воды электричеством

Расчеты ГВС, БКН. Находим объем, мощность ГВС, мощность БКН(змейки), время прогрева и т.п.

В этой статье рассмотрим практические задачи для нахождения объемов накопления горячей воды, мощности нагрева ГВС. Мощности нагревательного оборудования. Время готовности горячей воды для различного оборудования и тому подобное.

Какие схемы использовать для получения ГВС? Ответ тут: Схемы получения ГВС у котла.

Рассмотрим примеры задач:

1. Расчет мощности проточного водонагревателя
2. Расчет выходной температуры у проточного водонагревателя
3. Расчет время нагрева электрического водонагревателя (бойлера)
4. Расчет времени нагрева бойлера косвенного нагрева
5. Сколько необходимо накопить горячей воды для того, чтобы помыться 30 минут в душе?
6. Расчет объема бака на ГВС
7. Расчет дополнительной мощности на ГВС. Мощность котла = Отопление + ГВС

Задача 1. Найти мощность проточного водонагревателя

Проточный водонагреватель – это водонагреватель объем воды, в котором может быть настолько мал, что его существование бесполезно для накопления воды. Поэтому считается, что проточный водонагреватель не предназначен аккумулировать горячую воду. И мы это не учитываем в расчетах.

Дано: Расход воды равен 0,2 л/сек. Температура холодной воды 15 градусов Цельсия.

Найти: Мощность проточного водонагревателя, при условии, что он нагреет воду до 45 градусов.

Как найти теплоемкость при различных температурах воды описано тут: http://infobos.ru/str/576.html

Ответ: Мощность проточного водонагревателя составит 25120 Вт = 25 кВт.

Практически не целесообразно потреблять большое количество электроэнергии. Поэтому необходимо аккумулировать(накапливать горячую воду) и уменьшать нагрузку на электропровода.

Проточные водонагреватели имеют не стабильный прогрев горячей воды. Температура горячей воды будет зависеть от расхода воды через проточный водонагреватель. Датчики переключения мощности или температуры не позволяют хорошо стабилизировать температуру.

Если хотите найти выходную температуру существующего проточного водонагревателя при определенном расходе.

Задача 2. Время нагрева электрического водонагревателя (бойлера)

Имеем электрический водонагреватель объемом 200 литров. Мощность электрических тэнов 3 кВт. Необходимо найти время нагрева воды с 10 градусов до 90 градусов Цельсия.

Wт = 3кВт = 3000 Вт.

Найти: Время, за которое объем воды в баке водонагревателя нагреется с 10 до 90 градусов.

Потребляемая мощность тэнов не меняется от температуры воды в баке. (Как меняется мощность в теплообменниках, рассмотрим в другой задаче.)

Необходимо найти мощность тэнов, как для проточного водонагревателя. И этой мощности будет достаточно нагреть воду за 1 час времени.

Если известно, что с мощностью тэнов в 18,6 кВт бак нагреет воду за 1 час времени, тогда не сложно посчитать время с мощностью тэнов на 3 кВт.

Ответ: Время нагрева воды с 10 до 90 градусов с емкостью 200 литров составит 6 часов 12 минут.

Далее рассчитаем время нагрева бойлера косвенного нагрева.

Задача 3. Время нагрева бойлера косвенного нагрева

Рассмотрим для примера бойлер косвенного нагрева: Buderus Logalux SU200

Номинальная мощность: 31.5 кВт. Тут не понятно, из каких соображений это найдено. Но посмотрите таблицу ниже.

Объем 200 литров

Змейка сделана из стальной трубы DN25. Внутренний диаметр 25 мм. Наружный 32 мм.

Гидравлические потери в трубе-змейке указывают 190 мБар при расходе 2 м3/час. Что соответствует 4.6 Kvs.

Конечно, это сопротивление велико для воды и новой трубы. Скорее всего были заложены риски на зарастание трубопровода, на теплоноситель с большой вязкостью и сопротивление на соединениях. Лучше указать заведомо большие потери, чтобы кто-либо не просчитался в расчетах.

Площадь теплообмена 0,9 м2.

Помещается в трубу-змейку 6 литров воды.

Длина этой трубы-змейки примерно 12 метров.

Время прогрева пишут 25 минут. Тут не понятно, как это посчитали. Смотрим таблицу.

Таблица мощности змейки БКН

Рассмотрим таблицу определения мощности змейки

Рассмотрим SU200 мощность теплоотдачи змейки 32,8 кВт

Затекает в змейку теплоноситель с температурой 80 градусов с расходом 2 м3/час.

При этом в контуре ГВС расход 805 л/час. Затекает 10 градусов выходит 45 градусов

Рассмотрим SU200 мощность теплоотдачи змейки 27,5 кВт

Затекает в змейку теплоноситель с температурой 80 градусов с расходом 2 м3/час.

При этом в контуре ГВС расход 475 л/час. Затекает 10 градусов выходит 60 градусов

К сожалению, я Вам не предоставлю расчет времени нагрева бойлера косвенного нагрева. Потому что это не одна формула. Тут переплетения множество значений: Начиная от формул коэффициента теплопередачи, поправочные коэффициенты для разных теплообменников (так как конвекция воды тоже вносит свои отклонения), и заканчивается это итерацией расчетов по измененным температурам с течением времени. Тут, скорее всего в будущем я сделаю калькулятор расчета.

Вам придется довольствоваться тем, что нам говорит производитель БКН(Бойлера косвенного нагрева.)

А говорит нам производитель следующее:

Что вода будет готова через 25 минут. При условии, что затекать в змейку будет 80 градусов с расходом 2 м3/час. Мощность котла, дающий нагретый теплоноситель не должна быть ниже 31,5 кВт. Готовая к приему вода считается 45-60 градусов. 45 градусов помыться в душе. 60 это очень горячая вода, например для мыться посуды.

Задача 4. Сколько необходимо накопить горячей воды для того, чтобы помыться 30 минут в душе?

Рассчитаем для примера с электрическим водонагревателем. Так как электрический тэн имеет постоянную отдачу тепловой энергии. Мощность тэнов 3 кВт.

Холодная вода 10 градусов

Минимальная температура из крана 45 градусов

Максимальная температура нагрева воды в баке 80 градусов

Комфортный расход вытекающей воды из крана 0,25 л/сек.

Сначала найдем мощность, которая обеспечит данный расход воды

Ответ: 0,45 м3 = 450 литров воды понадобится для того, чтобы помыться накопленной горячей водой. При условии, что тэны не нагревают воду в момент потребления горячей воды.

Это доказывается следующим образом:

Энергия, затраченная на нагрев бака с 10 до 80:

То есть в баке объемом 450 литров с температурой 80 градусов уже содержится 36 кВт тепловой энергии.

Из этого бака мы забираем энергию: 450 литров воды с температурой 45 градусов (через кран). Тепловая энергия воды объемом 450 литров с температурой 45 градусов = 18 кВт.

Эта доказывается законом сохранения энергии. Изначально в баке было 36 кВт энергии, забрали 18 кВт осталось 18 кВт. Эти 18 кВт энергии содержат воду с температурой 45 градусов. То есть 70 градусов поделили пополам получили 35 градусов. 35 градусов + 10 градусов холодной воды получаем температуру 45 градусов.

Давайте теперь попробуем найти объем бака при нагреве бойлера до 90 градусов.

Использованная энергия потребления горячей воды на выходе из крана 18317 Вт

Ответ: Объем бака 350 литров. Повышение всего на 10 градусов уменьшило объем бака на 100 литров.

Экономное отопление. Что такое энергия, как её считать и экономить.

Мы постоянно пользуемся энергией, греем воду, отапливаем помещение, ездим на автомобиле и надо точно оценивать её потребление.

Но чтобы более эффективно её потреблять, надо знать, сколько энергии содержит тот или иной вид топлива и сколько она стоит.

Что такое энергия и чем она отличается от теплоты?

Теплота, или количество теплоты, – это часть внутренней энергии тела, которая самопроизвольно, без внешнего воздействия переходит от тел более нагретых, к телам, менее нагретым посредством теплопроводности или лучеиспускания (за счет электромагнитного излучения).

Читайте также:  Измеритель мощности в розетку

Теплопроводность может идти по твердому телу и за счет конвекционных потоков. Таким образом мы имеем три пути передачи тепла:

Наиболее эффективный способ теплопередачи – это лучистый, так как можно достичь максимального градиента температур между охлаждаемым и нагреваемым телами, до нескольких тысяч градусов и, соответственно, больших скоростей передачи тепла.

В каких единицах измеряют энергию.

Измеряется она в джоулях, калориях и ваттах.

Исторически сложилось, что физики считают работу, энергию, количество теплоты в джоулях . Теплотехники тепло на обогрев жилья в калориях , а электрики и энергетики считают энергию в ваттах. Калории являются тепловым потоком, потому что эта энергия считается за определенное время.

Очень важно понимать, что энергию можно потратить по-разному: можно быстро, а можно медленно.

Теплосчетчик считает потраченные гигакалории тепловой энергии за месяц, а электросчетчик считает потраченные ватты электрической энергии за месяц. Но не просто ватты, а киловатты (кВт), потраченные за один час (кВт/час).

Источники энергии и цена 1 кВт.

Сколько её содержится в 1,0 кг угля, в бензине, газе, солярке, дровах и стомость топлива за 1 кВт выделяемого тепла. Зная эти цифры, вы можете сравнить, с какой надбавкой продается тепло управляющими компаниями. В Новосибирске оно продается по официальному тарифу за 1300,07 руб./гКал (

Для упрощения расчетов можно считать, что 1,0 л солярки, 1,0 л бензина, 1,0 л пропана и также 1,0 кубометр природного газа дают около 10 кВт энергии.

А. Каменный уголь.

В 1,0 кг каменного угля содержится 7-8 кВт энергии, по 0,375 руб/кВт.

Цена 1 кг угля =3 руб. (г. Новосибирск, 2018 г.). Стоимость 1,0 кВт энергии, полученной при сжигании угля, составит:

1,0 кг=3,0 руб./8 кВт = 0,375 руб./квт.

Стоимость 1,0 МВт:

Стоимость 1,0 Гкал тепла , полученного от сжигания угля составит:

375/0.8598 = 322 руб

Б. Дрова.

В 1 кг дров примерно 2,5 кВт энергии, по 0,716 руб/кВт.

Средняя стоимость дров в Новосибирске составляет 1 200 руб. за 1,0 м³. Масса 1,0 м³ березовых дров равна примерно 670 кг. Т.е., 1,0 кг дров в среднем стоит около 1,79 руб.

Для получения 1 кВт/час тепловой энергии расходуется примерно 0,4 кг дров:

Стоимость 1,0 кВт/час тепловой энергии при сжигании дров равна, примерно:

В. Природный (магистральный) газ метан.

В 1 м³ примерно 10 кВт энергии, по 0,584 руб/кВт.

Стоимость природного газа в Новосибирске составляет 5,835 руб./м³.

Для производства 1,0 кВт/час. тепловой энергии расходуется примерно 0,1 м³ газа. Соответственно стоимость производства 1,0 кВт тепловой энергии при использовании природного газа равна примерно:

5,835 руб./м³ *0,1 м³ = 0,5835 руб.

Стоимость 1,0 МВт:

Стоимость 1,0 Гкал тепла, полученного от сжигания газа составит:

583,5/0.8598 = 501,7 руб.

Г. Сжиженный газ.

Для получения тепловой энергии в 1 кВт /час потребляется примерно 0,1 кг сжиженного газа (в зависимости от КПД котла и т.д.). 1,0 л сжиженного газа стоит в Новосибирске 25 руб. Т.е. 1,0 кВт в этом случае стоит примерно 2,5 руб .

Д. Жидкое топливо (солярка).

Стоимость 1,0 литра солярки в Новосибирске 45 руб.

Для получения 1,0 кВт/час тепловой энергии потребляется примерно 0,1 литр солярки (в зависимости от КПД котла и т.д.). Т.е. 1,0 кВт стоит примерно 4,5 руб .

Как посчитать энергию на нагрев воды.

Исходные данные. Вода нагревается от 0,0°С (T1) до 100°С (T2). Разница 100°.

1. Определим сколько необходимо времени на нагрев 1000 литров воды при мощности нагревателя 10 кВт.

t=0,0017x
V(T2-T1 )
W

t= (0.00117 x V x (T2 – T1))/ W = (0.00117 x 1000 x (100 -0))/ 10 = 11,7 часа.

  • t – время (в часах)
  • V — объём бака (литры);
  • T2 — температура нагретой воды;
  • T1 — исходная температура холодной воды;
  • W — электрическая мощность нагревательного элемента (кВт).

2. Определим мощность нагревательного элемента, необходимую на нагрев 1000 л воды от ноля до 100°С за сутки.

W= (0.00117 x V x (t2 – t1))/ T = (0.00117 x 1000 x (100 -0))/ 24 = 4,875 киловатт в час.

За сутки надо потратить:

4,875 х 24 часа= 117 киловатт энергии.

3. При нагреве одного литра воды на один градус затрачивается 1,17 Вт энергии.

На разогрев 1 литра воды на 100°С нужно:

117 000 Вт / 1000 л = 117 ватт энергии

Получается что для разогрева 1 литра воды на 1°С надо израсходовать 1,17Вт.

117Вт / 100°С = 1,17 Вт/литр

Запомним эту цифру , она показывает сколько энергии затратится на нагрев 1,0 л воды в чайнике от нуля градусов до 100°С. Если мощность обычного чайника составляет 1,0 кВт (в час), то время нагрева составит примерно 7 минут.

Для упрощения расчетов , можно округлить количество затраченной энергии на нагрев 1,0 литра воды до 1,0 Вт, чтобы быстро делать в уме все необходимые расчеты по затратам энергии на нагрев воды, время нагрева, а также требуемую для этого мощность.

4. Пример расчета, без учета энергии на потери.

Сколько времени потребуется для того, чтобы нагреть 1000 л воды, температурой от 10°С до 80°С котлом мощностью 20 кВт.

Для нагрева требуется израсходовать энергии:

(T2 – T1) *1кВт=(80-10)х1= 70 кВт

При мощности котла 20кВт это произойдет через:

70 кВт/20= 3,5 часа.

5. Приведем пример расчета расходов топлива на отопление дома.

При сжигании 50 кубометров природного газа, получаем 500 кВт

Этим количеством энергии можно отопить 100 м² жилья зимой в течение двух холодных дней:

100 м² * 0,1кВт/м² * 24часа=240 кВт в день

Как отмечалось выше, один кубометр газа метана при сжигании выделяет около 10 кВт энергии (

10 кКал). По строительным нормам расход (в среднем по Сибири) регламентируется на уровне 1,0 кВт на 10 м² площади (100 Вт/м²) при высоте помещения до

3 м и когда на улице -40°С. Соответственно расчетный расход газа при проектировании отопления дома площадью 100 м² холодной зимой (если все время будет -40°С) за месяц:

1 м³ х 24 часа х 30 дней =720 м³/месяц.

Так как не бывает все время -40°С, поэтому примерный расчетный расход на практике уменьшится в 2 раза и составит примерно 360 м³, что при цене газа около 6 руб. составит 2160 руб./мес.

Потери тепла, а соответственно расход газа конечно же еще зависят и от утепления дома.

Надо учитывать еще расходы газа на нагрев горячей воды и на приготовление пищи.

Стоимость энергии в кВт, выделяемой при сжигании газа будет 6 руб./10 кВт =0,6 руб./кВт. А стоимость электроэнергии сегодня составляет 3,0 руб./кВт. Поэтому в 5 раз дешевле готовить на газовой плите, чем на электрической .

Сопоставление стоимости отопления.

В расчете на дом 100 м². Стоимость энергии, в зависимости от её источника и расходы на отопление за отопительный сезон, который составляет 8 месяцев в г. Новосибирске (по ценам 2018 г.) представлена в таблице.

Читайте далее:
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector