Расчет количества тепла для нагрева воды: Расчет количества тепла для нагрева воды

Количество теплоты, удельная теплоемкость

От чего зависит количество теплоты

Внутренняя энергия тела изменяется при совершении работы или теплопередаче. При явлении теплопередачи внутренняя энергия передается теплопроводностью, конвекцией или излучением.

Каждое тело при нагревании или охлаждении (при теплопередаче) получает или теряет какое-то количество энергии. Исходя из этого, принято это количество энергии назвать количеством теплоты.

Итак, количество теплоты — это та энергия, которую отдает или получает тело в процессе теплопередачи.

Какое количество теплоты необходимо для нагревания воды? На простом примере можно понять, что для нагревания разного количества воды потребуется разное количество теплоты. Допустим, возьмем две пробирки с 1 литром воды и с 2-мя литрами воды. В каком случае потребуется большее количество теплоты? Во втором, там, где в пробирке 2 литра воды. Вторая пробирка будет нагреваться дольше, если мы подогреваем их одинаковым источником огня.

Таким образом, количество теплоты зависит от массы тела. Чем больше масса, тем большее количество теплоты требуется для нагрева и, соответственно, на охлаждение тела требуется большее время.

От чего еще зависит количество теплоты? Естественно, от разности температур тел. Но это еще не все. Ведь если мы попытаемся нагреть воду или молоко, то нам потребуется разное количество времени. Т.е получается, что количество теплоты зависит от вещества, из которого состоит тело.

В итоге получается, что количество теплоты, которое нужно для нагревания или количество теплоты, которое выделяется при остывании тела, зависит от его массы, от изменения температуры и от вида вещества, из которого состоит тело.

В чем измеряется количество теплоты

За единицу количества теплоты принято считать 1 Джоуль. До появления единицы измерения энергии ученые считали количество теплоты калориями. Сокращенно эту единицу измерения принято писать — “Дж”

Калория — это количество теплоты, которое необходимо для того, чтобы нагреть 1 грамм воды на 1 градус Цельсия. Сокращенно единицу измерения калории принято писать — “кал”.

1 кал = 4,19 Дж.

Обратите внимание, что в этих единицах энергии принято отмечать пищевую ценность продуктов питания кДж и ккал.

1 ккал = 1000 кал.

1 кДж = 1000 Дж

1 ккал = 4190 Дж = 4,19 кДж

Что такое удельная теплоемкость

Каждое вещество в природе имеет свои свойства, и для нагрева каждого отдельного вещества требуется разное количество энергии, т.е. количества теплоты.

Удельная теплоемкость вещества — это величина, равная количеству теплоты, которое нужно передать телу с массой 1 килограмм, чтобы нагреть его на температуру 1 ⁰C

Удельная теплоемкость обозначается буквой c и имеет величину измерения Дж/кг*

Например, удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг*⁰C.   То есть это то количество теплоты, которое нужно передать 1 кг воды, чтобы нагреть ее на 1 ⁰C

Следует помнить, что удельная теплоемкость веществ в разных агрегатных состояниях различна. То есть для нагревания льда на 1 ⁰C потребуется другое количество теплоты.

Как рассчитать количество теплоты для нагревания тела

Например, необходимо рассчитать количество теплоты, которое нужно потратить для того, чтобы нагреть 3 кг воды с температуры 15 ⁰С до температуры 85 ⁰С. Нам известна удельная теплоемкость воды, то есть количество энергии, которое нужно для того, чтобы нагреть 1 кг воды на 1 градус. То есть для того, чтобы узнать количество теплоты в нашем случае, нужно умножить удельную теплоемкость воды на 3 и на то количество градусов, на которое нужно увеличить температуры воды. Итак, это 4200*3*(85-15) = 882 000.

В скобках мы рассчитываем точное количество градусов, отнимая от конечного необходимого результата начальное

Итак, для того, чтобы нагреть 3 кг воды с 15 до 85 ⁰С, нам потребуется 882 000 Дж количества теплоты.

Количество  теплоты обозначается буквой Q, формула для его расчета выглядит следующим образом:

Q=c*m*(t₂-t₁).

Разбор и решение задач

Задача 1. Какое количество теплоты потребуется для нагрева 0,5 кг воды с 20 до 50 ⁰С

Дано:

m = 0,5 кг.,

с = 4200 Дж/кг*⁰С,

t1 = 20 ⁰С,

t2 = 50 ⁰С.

Величину удельной теплоемкость мы определили из таблицы.

Решение:

количество теплоты определяется по формуле Q=c*m*(t₂-t₁).

Подставляем значения:

Q=4200*0,5*(50-20) = 63 000 Дж = 63 кДж.

Ответ: Q=63 кДж.

Задача 2. Какое количество теплоты потребуется для нагревания алюминиевого бруска массой 0,5 кг на 85 ⁰С?

Дано:

m = 0,5 кг.,

с = 920 Дж/кг*⁰С,

t1 = 0 ⁰С,

t2 = 85 ⁰С.

Решение:

количество теплоты определяется по формуле Q=c*m*(t₂-t₁).

Подставляем значения:

Q=920*0,5*(85-0) = 39 100 Дж = 39,1 кДж.

Ответ: Q= 39,1 кДж.

Количество теплоты и тепловая мощность. Расчет в Excel.

Опубликовано 13 Окт 2013
Рубрика: Теплотехника | 106 комментариев

Человечеству известно немного видов энергии – механическая энергия (кинетическая и потенциальная), внутренняя энергия (тепловая), энергия полей (гравитационная, электромагнитная и ядерная), химическая. Отдельно стоит выделить энергию взрыва,…

…энергию вакуума и еще существующую только в теории – темную энергию. В этой статье, первой в рубрике «Теплотехника», я попытаюсь на простом и доступном языке, используя практический пример, рассказать о важнейшем виде энергии в жизни людей — о тепловой энергии и о рождающей ее во времени тепловой мощности.

Несколько слов для понимания места теплотехники, как раздела науки о получении, передаче и применении тепловой энергии. Современная теплотехника выделилась из общей термодинамики, которая в свою очередь является одним из разделов физики. Термодинамика – это дословно «теплый» плюс «силовой». Таким образом, термодинамика – это наука об «изменении температуры» системы.

Воздействие на систему извне, при котором изменяется ее внутренняя энергия, может являться результатом теплообмена. Тепловая энергия, которая приобретается или теряется системой в результате такого взаимодействия с окружающей средой, называется количеством теплоты и измеряется в системе СИ в Джоулях.

Если вы не инженер-теплотехник, и ежедневно не занимаетесь теплотехническими вопросами, то вам, столкнувшись с ними, иногда без опыта бывает очень трудно быстро в них разобраться. Трудно без наличия опыта представить даже размерность искомых значений количества теплоты и тепловой мощности. Сколько Джоулей энергии необходимо чтобы нагреть 1000 метров кубических воздуха от температуры -37˚С до +18˚С?.. Какая нужна мощность источника тепла, чтобы сделать это за 1 час?.. На эти не самые сложные вопросы способны сегодня ответить «сходу» далеко не все инженеры. Иногда специалисты даже помнят формулы, но применить их на практике могут лишь единицы!

Прочитав до конца эту статью, вы сможете легко решать реальные производственные и бытовые задачи, связанные с нагревом и охлаждением различных материалов.  Понимание физической сути процессов теплопередачи и знание простых основных формул – это главные блоки в фундаменте знаний по теплотехнике!

Количество теплоты при различных физических процессах.

Большинство известных веществ могут при разных температуре и давлении находиться в твердом, жидком, газообразном или плазменном состояниях. Переход из одного агрегатного состояния в другое происходит при постоянной температуре (при условии, что не меняются давление и другие параметры окружающей среды) и сопровождается поглощением или выделением тепловой энергии. Не смотря на то, что во Вселенной 99% вещества находится в состоянии плазмы, мы в этой статье не будем рассматривать это агрегатное состояние.

Рассмотрим график, представленный на рисунке. На нем изображена зависимость температуры вещества Т от количества теплоты Q, подведенного к некой закрытой системе, содержащей определенную массу какого-то конкретного вещества.

1. Твердое тело, имеющее температуру T1, нагреваем до температуры Tпл, затрачивая на этот процесс количество теплоты равное Q1.

2. Далее начинается процесс плавления, который происходит при постоянной температуре Тпл (температуре плавления). Для расплавления всей массы твердого тела необходимо затратить тепловой энергии в количестве Q2— Q1.

3. Далее жидкость, получившаяся в результате плавления твердого тела, нагреваем до температуры кипения (газообразования) Ткп, затрачивая на это количество теплоты равное Q3—Q2.

4. Теперь при неизменной температуре кипения Ткп жидкость кипит и испаряется, превращаясь в газ. Для перехода всей массы жидкости в газ необходимо затратить тепловую энергию в количестве Q4—Q3.

5. На последнем этапе происходит нагрев газа от температуры Ткп до некоторой температуры Т2. При этом затраты количества теплоты составят Q5—Q4. (Если нагреем газ до температуры ионизации, то газ превратится в плазму.)

Таким образом, нагревая исходное твердое тело от температуры Т1 до температуры Т2 мы затратили тепловую энергию в количестве Q5, переводя вещество через три агрегатных состояния.

Двигаясь в обратном направлении, мы отведем от вещества то же количество тепла Q5, пройдя этапы конденсации, кристаллизации и остывания от температуры Т2 до  температуры Т1. Разумеется, мы рассматриваем замкнутую систему без потерь энергии во внешнюю среду.

Заметим, что возможен переход из твердого состояния в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Такой процесс именуется возгонкой, а обратный ему процесс – десублимацией.

Итак, уяснили, что процессы переходов между агрегатными состояниями вещества характеризуются потреблением энергии при неизменной температуре. При нагреве вещества, находящегося в одном неизменном агрегатном состоянии, повышается температура и также расходуется тепловая энергия.

Главные формулы теплопередачи.

Формулы очень просты.

Количество теплоты Q в Дж рассчитывается по формулам:

1. Со стороны потребления тепла, то есть со стороны нагрузки:

1.1. При нагревании (охлаждении):

Q=m*c*(Т2-Т1)

Здесь и далее:

m – масса вещества в кг

с – удельная теплоемкость вещества в Дж/(кг*К)

1.2. При плавлении (замерзании):

Q=m*λ

λ – удельная теплота плавления и кристаллизации вещества в Дж/кг

1.2

t – время в с

I – действующее значение тока в А

U – действующее значение напряжения в В

R – сопротивление нагрузки в Ом

Делаем вывод – количество теплоты прямо пропорционально массе вещества при всех фазовых превращениях и при нагреве дополнительно прямо пропорционально разности температур. Коэффициенты пропорциональности (c, λ, r, q) для каждого вещества имеют свои значения и определены опытным путем (берутся из справочников).

Тепловая мощность N в Вт – это количество теплоты переданное системе за определенное время:

N=Q/t

Чем быстрее мы хотим нагреть тело до определенной температуры, тем большей мощности должен быть источник тепловой энергии – все логично.

Расчет в Excel прикладной задачи.

В жизни бывает часто необходимо сделать быстрый оценочный расчет, чтобы понять – имеет ли смысл продолжать изучение темы, делая проект и развернутые точные трудоемкие расчеты. Сделав за несколько минут расчет даже с точностью ±30%, можно принять важное управленческое решение, которое будет в 100 раз более дешевым и в 1000 раз более оперативным и в итоге в 100000 раз более эффективным, чем выполнение точного расчета в течение недели, а то и месяца, группой дорогостоящих специалистов…

Условия задачи:

В помещение цеха подготовки металлопроката размерами 24м х 15м х 7м завозим со склада на улице металлопрокат в количестве 3т. На металлопрокате есть лед общей массой 20кг. На улице -37˚С. Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть металл до +18˚С; нагреть лед, растопить его и нагреть воду до +18˚С; нагреть весь объем воздуха в помещении, если предположить, что до этого отопление было полностью отключено? Какую мощность должна иметь система отопления, если все вышесказанное необходимо выполнить за 1час? (Очень жесткие и почти не реальные условия – особенно касающиеся воздуха!)

Расчет выполним в программе MS Excel или в программе OOo Calc.

С цветовым форматированием ячеек и шрифтов ознакомьтесь на странице «О блоге». 

Исходные данные:

1. Названия веществ пишем:

в ячейку D3: Сталь

в ячейку E3: Лед

в ячейку F3: Лед/вода

в ячейку G3: Вода

в ячейку G3: Воздух

2. Названия процессов заносим:

в ячейки D4, E4, G4, G4: нагрев

в ячейку F4: таяние

3. Удельную теплоемкость веществ c в Дж/(кг*К) пишем  для стали, льда, воды и воздуха соответственно

в ячейку D5: 460

в ячейку E5: 2110

в ячейку G5: 4190

в ячейку H5: 1005

4. Удельную теплоту плавления  льда λ в Дж/кг вписываем

в ячейку F6: 330000

5. Массу веществ m в кг вписываем соответственно для стали и льда

в ячейку D7: 3000

в ячейку E7: 20

Так как при превращении льда в воду масса не изменяется, то

в ячейках F7 и G7: =E7=20

Массу воздуха находим произведением объема помещения на удельный вес

в ячейке H7: =24*15*7*1,23=3100

6. Время процессов t в мин пишем только один раз для стали

в ячейку D8: 60

Значения времени для нагрева льда, его плавления и нагрева получившейся воды рассчитываются из условия, что все эти три процесса должны уложиться в сумме за такое же время, какое отведено на нагрев металла. Считываем соответственно

в ячейке E8: =E12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8)=9,7

в ячейке F8: =F12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8)=41,0

в ячейке G8: =G12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8)=9,4

Воздух также должен прогреться за это же самое отведенное время, читаем

в ячейке H8: =D8=60,0

7. Начальную температуру всех веществ T1 в ˚C заносим

в ячейку D9: -37

в ячейку E9: -37

в ячейку F9: 0

в ячейку G9: 0

в ячейку H9: -37

8. Конечную температуру всех веществ T2 в ˚C заносим

в ячейку D10: 18

в ячейку E10: 0

в ячейку F10: 0

в ячейку G10: 18

в ячейку h20: 18

Думаю, вопросов по п.7 и п.8 быть недолжно.

Результаты расчетов:

9. Количество теплоты Q в КДж, необходимое для каждого из процессов рассчитываем

для нагрева стали в ячейке D12: =D7*D5*(D10-D9)/1000=75900

для нагрева льда в ячейке E12: =E7*E5*(E10-E9)/1000= 1561

для плавления льда в ячейке F12: =F7*F6/1000= 6600

для нагрева воды в ячейке G12: =G7*G5*(G10-G9)/1000= 1508

для нагрева воздуха в ячейке h22: =H7*H5*(h20-H9)/1000= 171330

Общее количество необходимой для всех процессов тепловой энергии считываем

в объединенной ячейке D13E13F13G13h23: =СУММ(D12:h22) = 256900

В ячейках D14, E14, F14, G14, h24,  и объединенной ячейке D15E15F15G15h25 количество теплоты приведено в дугой единице измерения – в ГКал (в гигакалориях).

10. Тепловая мощность N в КВт, необходимая для каждого из процессов рассчитывается

для нагрева стали в ячейке D16: =D12/(D8*60)=21,083

для нагрева льда в ячейке E16: =E12/(E8*60)= 2,686

для плавления льда в ячейке F16: =F12/(F8*60)= 2,686

для нагрева воды в ячейке G16: =G12/(G8*60)= 2,686

для нагрева воздуха в ячейке h26: =h22/(H8*60)= 47,592

Суммарная тепловая мощность необходимая для выполнения всех процессов за время t рассчитывается

в объединенной ячейке D17E17F17G17h27: =D13/(D8*60) = 71,361

В ячейках D18, E18, F18, G18, h28,  и объединенной ячейке D19E19F19G19h29 тепловая мощность приведена в дугой единице измерения – в Гкал/час.

На этом расчет в Excel завершен.

Выводы:

Обратите внимание, что для нагрева воздуха необходимо более чем в два раза больше затратить энергии, чем для нагрева такой же массы стали.

При нагреве воды затраты энергии в два раза больше, чем при нагреве льда. Процесс плавления многократно больше потребляет энергии, чем процесс нагрева (при небольшой разности температур).

Нагрев воды в десять раз затрачивает больше тепловой энергии, чем нагрев стали и в четыре раза больше, чем нагрев воздуха.

Для получения информации о выходе новых статей и для скачивания рабочих файлов программ прошу вас подписаться на анонсы в окне, расположенном в конце статьи или в окне вверху страницы.

После ввода адреса своей электронной почты и нажатия на кнопку «Получать анонсы статей» НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОДТВЕРДИТЬ ПОДПИСКУ кликом по ссылке в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту (иногда — в папку «Спам»)!

Мы вспомнили понятия «количество теплоты» и «тепловая мощность», рассмотрели фундаментальные формулы теплопередачи, разобрали практический пример. Надеюсь, что мой язык был прост, понятен и интересен.

Жду вопросы и комментарии на статью!

Прошу УВАЖАЮЩИХ труд автора скачать файл ПОСЛЕ ПОДПИСКИ на анонсы статей.

Ссылка на скачивание файла: raschet-teplovoy-moshchnosti (xls 19,5KB).

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Расчет количества тепла для нагрева воды – бойлеры виды

Типы водонагревателей

Типы водонагревателей: плюсы и минусы каждого из них
Каждому человеку знакома ситуация, когда в квартире либо доме отсутствует горячая вода. Причем чаще всего это происходит в наиболее неподходящее время. В случае приобретения бойлера есть возможность избавиться от подобных неприятных ситуаций: в доме или квартире с этого момента горячая вода будет постоянно.

Схема газового проточного водонагревателя.

Однако на сегодняшний день имеется достаточно широкий ассортимент водонагревателей. Следовательно, возникает вопрос: какие существуют виды нагревателей воды и какой из них лучше всего может подойти для дома или квартиры?

Все водонагреватели, которые сегодня представлены на рынке, подразделяются на следующие типы: проточные водонагреватели и накопительные устройства. Накопительные, в свою очередь, можно разделить на горизонтальные, вертикальные и напольные. Перед тем как сделать свой выбор, необходимо изучить условия, в которых планируется использовать водонагреватель. Первым условием является место, в котором планируется использовать устройство, вторым — допустимая электрическая мощность, которая имеется в помещении. Третье условие — наличие свободного места для того, чтобы выполнить установку. Четвертое — как часто необходимо будет использовать нагревательную конструкцию.

Виды водонагревателей, которые существуют:

1. Газовые проточные.
2. Газовые накопительные.
3. Электрические проточные.
4. Электрические накопительные.
5. Бойлеры-водонагреватели косвенного типа.

Схема накопительного водонагревателя газового типа.

В большинстве случаев при проживании семьи за городом используются бойлеры, которые имеют объем от 100 до 200 л. В квартире бойлер таких больших размеров установить будет достаточно сложно, в таком случае лучше всего могут подойти бойлеры, которые имеют объем до 50 л. Подобные водонагреватели выпускаются как в вертикальном, так и горизонтальном исполнении. Какие типы предпочесть, зависит от того, какие условия для размещения устройств имеются в помещении. Но самым лучшим вариантом будут вертикальные.

В процессе использования в квартире или доме систем автономного нагрева воды, независимо от их вида, необходимо позаботиться о безопасности. Специально для подобных целей предназначаются группы безопасности, которые понадобится установить. Конструкция подобной группы будет состоять из нескольких клапанов, находящихся в общем корпусе. Группа безопасности способна эффективно защитить водонагреватели от завоздушивания, гидравлических нагрузок и избыточного давления. Выбирать их необходимо в зависимости от условий, в которых планируется эксплуатировать подобное устройство нагрева воды.

Плюсы и минусы каждого из видов бойлеров

Бойлеры-водонагреватели косвенного типа

Схема электрического накопительного нагревателя.

Их следует выбирать, если понадобится подача достаточно большого количества воды с разных источников водоснабжения одновременно. Подобный тип водонагревателей есть смысл выбирать тем потребителям, у которых большой разбор горячей воды. К таким потребителям можно отнести коттеджи, промышленные помещения, пансионаты, дома больших размеров. Габариты, объем и технические характеристики подобных устройств достаточно разные. Есть мнение, что они имеют гораздо меньшее время нагрева воды, чем другие типы водонагревателей.

Подобный тип устройств работает без электроэнергии, газа и топлива. Они используют лишь тепло, которое вырабатывается другими энергетическими источниками. Их принцип работы заключается в том, что вода будет проходить через классический теплообменник или нагревательный элемент (змеевик), который находится внутри устройства, после чего становится горячей. Чаще всего водонагреватель подобного типа присоединяется к отопительному котлу. Однако, если в квартире или доме не имеется автономного отопления, подобный вариант не следует использовать.

Накопительные электрические водонагреватели

Данные устройства нагрева воды весьма удобно использовать, если в помещении имеется хорошая электросеть и необходим большой запас горячей воды. Они достаточно удобны и просты в использовании, имеют довольно низкую стоимость по сравнению с другими типами водонагревателей. ТЭН будет нагревать воду до определенной температуры, которая может быть задана пользователем (в пределах 55-85°С), после чего отключаться. К недостаткам данного устройства можно отнести большие габариты и длительный нагрев воды.

Схема проточного водонагревателя.

Электрические накопительные водонагреватели являются наиболее оптимальным вариантом в случае, когда для домашних нужд требуется большое количество горячей воды, а использовать проточный водонагреватель не предоставляется возможным, потому как электропроводка имеющегося дома или квартиры не способна выдерживать подобных нагрузок (от 5 до 27 кВт). Следует заметить, что накопительные электрические водонагреватели являются достаточно надежными и простыми в применении устройствами. Их объем может колебаться в пределах от 10 до 200 л.

Подобные устройства нагрева воды бывают открытого и закрытого типа. В связи с тем, что нагрев воды будет происходить постепенно, накопительный электрический водонагреватель не требует большого количества электрической мощности. Она составляет в среднем приблизительно 1,2-3 кВт.

Проточные электрические бойлеры

Вода будет нагреваться, когда пройдет через нагреватель. Энергия при этом потребляется в процессе использования горячей воды. Преимущество подобных нагревательных конструкций в том, что они имеют весьма небольшие размеры и достаточно просты в установке. К недостаткам можно отнести то, что они потребляют приблизительно 4-27 кВт, помимо того, им необходим постоянный и высокий напор воды. Следует знать, что существуют такие конструкции, которые подключаются к системе снабжения воды, после чего горячей водой есть возможность пользоваться с разных кранов. Существуют и такие, которым не нужна врезка в трубы: достаточно просто подключить их к крану.

Схема бойлера косвенного нагрева.

Проточные электрические водонагреватели имеют один весьма существенный недостаток — это их большая мощность, которая понадобится для того, чтобы осуществить нагрев проточной воды до соответствующей температуры. И дело не только лишь в том, что понадобится платить большое количество денежных средств, а в том, что многие здания старой постройки просто не рассчитывались на использование подобных электрических приборов высокой мощности. Электропроводка, которая установлена в них, не способна выдерживать таких нагрузок. В связи с этим, предпочтительнее их использовать в новых зданиях и в тех случаях, когда будет происходить лишь кратковременное отключение горячего водоснабжения.

Большинство подобных устройств нагрева воды оснащается системой автоматического включения водозабора. На сегодняшний день существуют нагреватели проточной воды как для однофазной сети (чаще всего их мощность не превосходит 12 кВт), так и для трехфазной сети (больше всего распространены модели, которые имеют мощность от 12 до 26 кВт).

Проточный бойлер будет готовить горячую воду из водопроводной системы в реальном времени (от 30 секунд до 2 минут). Если планируется использовать горячую воду на протяжении всего года, есть смысл применять трехфазный нагреватель воды, который имеет мощность от 12 до 26 кВт.

Накопительные газовые водонагреватели

Схема монтажа проточного газового нагревателя.

Принцип работы подобных устройств нагрева воды заключается в том, что вода будет нагреваться в теплоизолированной емкости с помощью газовой горелки. Преимущества у данных водонагревателей такие же, как и у электрических: наличие постоянного объема воды и удобство в процессе использования. Есть мнение, что они гораздо экономичнее своих аналогов, но стоимость их значительно дороже. Между собой устройства различаются по типу камеры сгорания: закрытая и открытая. Первая из них не нуждается в вспомогательной подаче воздуха, тем самым установка удешевляется.

Накопительные газовые водонагреватели являются не такими популярными, как электрические. Об этом можно судить по количеству их продаж, потому как цена на них гораздо выше. Однако более высокая цена с лихвой может окупиться при использовании данного устройства, потому как стоимость газа значительно меньше, чем электроэнергии. Водонагреватели, которые работают на газу, в состоянии обеспечивать приемлемый уровень комфорта, что дает возможность успешно конкурировать с электрическими нагревателями воды.
Проточные газовые водонагреватели (газовые колонки)

Схема устройства газовой колонки.

Достаточно распространенные устройства, которые по сравнению с электрическими приборами являются весьма экономичными в процессе эксплуатации. Они оснащаются специально предназначенной системой безопасности, в связи с чем практически безопасны в использовании. Проточные водонагреватели так же, как и электрические, способны довольно быстро разогревать воду. Однако стоимость данных приборов гораздо выше, чем у электрических аналогов.

Проточный газовый водонагреватель достаточно популярен в настоящее время, потому как в сравнении с электрическим он дает возможность в значительной степени сэкономить финансы хозяину, но лишь в случае, когда в квартире или доме его можно подключить. Следует признать, что они имеют стоимость гораздо большую, чем электрические устройства.

На что необходимо обратить внимание при выборе водонагревателя?

Схема подключения накопительного водонагревателя к водоснабжению.

1. Объем бака. Здесь следует учитывать то, куда планируется поместить подобное устройство нагрева воды (сколько места и где оно будет занимать), сколько платить за электроэнергию (чем больший размер бойлера имеется, тем большим будет расход электроэнергии, соответственно, оплата). Выбор объема бака необходимо делать исходя из того, какое количество членов семьи проживает в доме и как часто планируется использовать горячую воду. Если она будет использоваться исключительно для мытья посуды, может хватить и 10 л. Если же для принятия ванны, то для 1-2 членов семьи понадобится приблизительно 50-100 л воды, для 3-4 — 80-150 л. Стоит заметить, что данные показатели являются средними.
2. Внутреннее покрытие, которое будет защищать от коррозии. От этого будет зависеть период службы прибора. Чаще всего люди отдают предпочтение покрытию из керамики и стеклофарфора: оно имеет меньшую стоимость и будет меньше поддаваться коррозии. Однако имеется недостаток: они достаточно чувствительны к каким-либо перепадам температуры (будут появляться микротрещины). Есть смысл выбирать бойлер с баком из нержавеющей стали либо с титановым напылением. На подобные устройства в большинстве случаев срок гарантии составляет не 1 год, а 7-10 лет. Но здесь необходимо учитывать, что стоят они гораздо больше. Есть мнение о том, что устройства, которые выполнены из нержавеющей стали или имеют титановое напыление, придают воде неприятный запах и вкус.
3. Мощность водонагревателя. От этого будет зависеть время нагрева воды. Газовые бойлеры чаще всего имеют как минимум в 2 раза большую мощность, чем электрические. Соответственно, имеется довольно существенная разница во времени нагрева одинакового объема воды. Стоит добавить еще и то, что некоторые модели электрических бойлеров имеют 2 ТЭНа, в чем есть некоторые преимущества. Если нет большой необходимости в срочном нагреве, то можно пользоваться одним, что может снизить нагрузку на электрическую сеть. Достаточно важно при выборе рассчитать мощность ТЭНов. Это понадобится для того, чтобы исключить возможность выбивания пробок (автоматов) от больших нагрузок.

Следует знать, что устройство нагрева воды способно обеспечить горячей водой несколько водоразборных точек одновременно. На сегодняшний день отопление загородного дома тяжело представить без водонагревателя.

Сравнение типов нагревателей воды

Если планируется сделать выбор между электрическими и газовыми типами нагревателей воды, стоит знать, что сравнение подобных устройств по топливу всегда будет в пользу газовых.

Несмотря на то что большое количество аналитиков предсказывает повышение цены на газ, данный вид топлива остается одним из самых дешевых. Затраты на установку агрегата вместе с периодическими расходами на обслуживание способны окупиться благодаря низкой себестоимости горячей воды, которая получится.

О выборе между проточными и накопительными типами устройств стоит знать следующее: плюс проточного в том, что вода будет подаваться в горячем виде практически сразу. Накопительные бойлеры не могут похвастаться подобной оперативностью. Накопительные агрегаты надежнее и не такие капризные в отношении состава воды.

Что такое бойлер косвенного нагрева

Мой секрет

Один из самых задаваемых вопросов покупателей при выборе накопительного водонагревателя это:

— А какого объема должен быть водонагреватель?

Вопрос на самом деле правильный и очень важный. Для того чтобы ответить на него продавец-консультант должен будет задать покупателю несколько вопросов и только тогда сможет дать на него правильный ответ.

Поскольку вы читаете эту статью, значит вы либо покупатель, который не желает полагаться на не всегда профессиональное мнение продавцов и желает сам определиться с нужным объемом водонагревателя, либо вы продавец, который желает заполнить пробелы в своём профессиональном мастерстве. В любом случае давайте попробуем разобраться с этим вопросом вместе.

Для начала давайте сформулируем вопросы, ответы на которые помогут определиться с правильным объемом накопительного водонагревателя:

Вопрос первый:

— Сколько человек в семье будут одновременно пользоваться горячей водой?

И в самом деле, если, например, в течение короткого времени, т.е. подряд, несколько человек вашей семьи соберутся принять душ, то объема горячей воды должно быть достаточно для этой процедуры. Следовательно водонагреватель с меленьким объемом вам не подходит.

Вопрос второй:

— Какие потребители будут запитаны от накопительного водонагревателя?

В данном случае под словом «потребители» я имею в виду не людей, а точки использования горячей воды, т.е. душ, кухонный смеситель, раковина в ванной и пр. К примеру, если горячая вода будет использоваться только для мытья посуды на кухне, то нет смысла приобретать водонагреватель большого объема.

Вопрос третий:

— Где будет устанавливаться водонагреватель?

Казалось бы, что ответ на этот вопрос не имеет отношения к требуемому объему горячей воды, но поскольку от этого объема напрямую зависит и размер самого накопительного водонагревателя, то получить этот ответ более чем желательно. Ведь вам ни за что не удастся установить накопительный водонагреватель большого объема под раковиной на кухне.

Вопрос четвертый:

— Когда будет использоваться водонагреватель? В какое время года?

Дело в том, что зимой температура холодной воды гораздо ниже, чем летом. Поэтому при всех равных условиях использоваться горячая вода будет приблизительно на 20% больше.

Вот, собственно, и все основные вопросы, которые должны помочь при выборе правильного объема накопительного водонагревателя.

А теперь давайте воспользуемся замечательными рисунками, позаимствованными мной из каталога водонагревателей фирмы Ariston Thermo Group, на которых наглядно показано какого объема должен быть накопительный водонагреватель в зависимости от количества человек, одновременно пользующихся горячей водой.

Водонагреватель объемом 10-15-30 литров.

Как видно из изображения, водонагревателя такого объема будет достаточно только для одного человека, пользующегося либо раковиной, либо душем.

Водонагреватель объемом 50-65-80 литров.

Водонагреватель объемом 80-100 литров.

Водонагреватель объемом 100-120 литров.

Водонагреватель объемом 120-150 литров.

Надеюсь, что сориентировались? 🙂

А теперь несколько слов от себя, так сказать, из собственного опыта использования накопительного водонагревателя в домашних условиях.

У меня дома установлен водонагреватель на 50 литров, семья – 3 человека, из которых двое взрослых и один ребенок 11 лет. Могу с уверенностью сказать, что при правильном использовании нам вполне хватает такого объема водонагревателя.

Что значит при правильном использовании? — спросите вы.

А правила тут действительно есть и вот парочка из них:

• Принимать душ нужно не подряд, один за другим, а с перерывом хотя бы в полчаса.
• При принятии душа следует отключать воду, когда она не нужна. Т.е. в тот момент, когда вы намыливаетесь мочалкой, тратить горячую воду просто не позволительно. Кстати, для того чтобы это было удобнее делать, я поставил специальный смеситель, на котором переключение душ-кран происходит поворотным путем. Внутри смесителя находится затвор шарообразной формы, который при повороте на 180% подает воду либо в кран либо в шланг душа. Но самое главное, что если повернуть этот переключатель в среднее положение на 90%, то вода перекрывается полностью. Таким образом, не приходится при повторном включении воды каждый раз регулировать ее температуру. Очень удобно! Советую 🙂

Самое сложное, чего практически невозможно добиться (во всяком случае – мне так и не удалось) – это заставить своего ребенка соблюдать второе правило. Ну не хочет она отключать воду и все…

Внимание! Для любителей набирать ванну мой метод использования водонагревателя вряд ли подойдет. Хотя с учетом того, что в стандартную ванну требуется приблизительно 100 – 120 литров теплой воды, 50 литров кипятка должно хватать.

Надеюсь, что смог помочь с выбором.

Приобретая водонагреватель, многие обращают внимание на такой показатель, как его габаритные размеры. Поэтому перед покупкой необходимо определиться с тем, какой объем воды вам необходим, а также с местом установки нагревателя.

Размеры накопительных водонагревателй

Объем вмещаемой воды напрямую зависит от того, какие имеет водонагреватель размеры. Нагреватель вместимостью 50 л по длине намного короче аналогичной модели, но вместимостью на 100 литров. Обычно диаметр бака большинства нагревателей не превышает 45 сантиметров.

При увеличении объема происходит увеличение лишь высоты водонагревателя. Для бака вместимостью 50 литров высота составляет 50-60 см, при объеме 80 литров высота достигает 75-85 см, 100 литров – до 115 см и высота нагревателя вместимостью 150 литров доходит до 160 см.

Нагреватели с плоским баком

Необходимо заметить, что нагреватели, имеющие большую высоту и диаметр, обладают преимуществом по сравнению с меньшими аналогами. По этому фактору можно предположить, что при их производстве использовался большой слой теплоизоляции, что существенно снизит потери тепла. Поэтому необходимо хорошо подумать перед приобретением такого нагревателя.

Однако у таких приборов есть ряд недостатков. Так, плоский нагреватель, имеющий глубину 27 см, имеет очень большую высоту. В итоге получается плоский нагреватель, который, по сути, имеет габариты обычного.Водонагреватели квадратной формы

Водонагреватель, размеры которого невелики, а форма близка к квадрату, получили широкое распространение. При этом внутри такой водонагреватель имеет сечение круглой формы , а диаметр его составляет 45 см. Благодаря размерам и формам, такой водонагреватель имеет долгий срок службы. Данного вида нагреватели относятся к премиум-сегменту, имеют выразительный внешний вид, а теплоизоляция у таких баков находится на высоком уровне.

Слим-водонагреватели

Большое число производителей выпускают с круглым сечением водонагреватель – размеры его не превышают 38 см в диаметре. Данный вид нагревателей весьма надежен. Они широко используются в тех случаях, когда пространство для установки очень ограничено. Установку производят в имеющихся нишах и различных нестандартных местах. Как уже говорилось, с уменьшением толщины, увеличивается высота нагревателя. Для примера, слим-нагреватель вместимостью 50 л имеет высоту 80 см, 80 литров – 115 см, 100л – достигает высоты 140 см.

Водонагреватели проточного типа

Всего на рынке существуют два типа проточных нагревателей – напорные и безнапорные. Безнапорные нагреватели имеют небольшое потребление энергии и способны подогреть воду в двух точках, если они расположены рядом (например, кухня и ванная). Для долгой службы необходимо, чтобы водонагреватель (размеры не имеют значения) был установлен по всем правилам монтажа. Это объясняется тем, что давление в таком приборе равно атмосферному. Поэтому, когда бойлер включен, кран должен находиться в открытом состоянии. В противном случае такой нагреватель прослужит недолго.

Чтобы включить напорный проточный нагреватель, необходимо просто открыть кран. Аппарат оснащен гидравлическим регулятором, который и осуществляет включение и выключение прибора за счет разницы давления воды на входе и на выходе.

Более комфортным является водонагреватель с автоматическим электронным управлением. Данная система производит не только автоматическое включение и отключение прибора, но и поддерживает температуру на постоянном уровне, что полностью исключает вмешательство человека в данный процесс.

Ключевым параметром нагревателей при выборе является объем бака. «Чем вместительней – тем лучше»? Это высказывание не всегда верно, ведь чтобы прогреть внушительное количество воды, необходимо немало времени. Хотя можно отдать предпочтение мощному агрегату, но в этом случае он опустошит ваши карманы при плате за электроэнергию.

Как же определить подходящий объем водонагревателя? Ведь от его размеров будет зависеть компактность самого прибора и непрерывность потока горячей воды.

Одна и та же модель нагревателя воды выпускается всегда в нескольких вариантах, располагающих от самых маленьких до крупных баков. Но в отличие от проточных видов, где пневматический поток проходящей через прибор воды моментально нагревается до максимальной температуры, в накопительном нагревателе поначалу наполняется бак и только потом происходит повышение температуры воды в резервуаре. По мере ее охлаждения датчик циклично запускает нагрев, что позволяет воде всегда оставаться необходимого уровня тепла.

Видео обзор — как выбрать накопительный водонагреватель, размеры.,

Экономить на объеме или нет?

Согласно статистическим данным, городской житель использует каждый день от 100 до 400 л воды, большая часть из которых – горячая. Причем весомый объем расходуется безрезультатно, неэффективно.

Естественно, потребление воды каждым человеком сугубо индивидуально. Один сможет использовать объем водонагревателя для принятия полноценной ванны, оставив некоторое количество воды на мытье посуды или рук, однако для другого члена семьи нужно будет немного подождать, чтобы нагрелась очередная порция воды.

Но если вас совсем не заботит экономия расхода воды и электроэнергии, а финансовые обеспеченность и потенциал электросетей позволяют использовать мощный нагреватель, в этой ситуации приобретите несколько приборов с емкостными баками в 200-300 литров.

Время ожидания нагрева воды

Температурный уровень горячей воды, задаваемый с панели управления нагревателя, можно регулировать в диапазоне от 30 до 80 градусов Цельсия. Но согласно технике безопасности, нужно фиксировать его в пределах 55-60 градусов, чтобы избежать травмирования горячей водой.

Исходя из того, что температура холодной воды в летние месяцы составляет около +15 градусов, а в зимние +5, и комфортной для купания является вода с температурой около +30+40 градусов, разные объемы будут прогреваться за неодинаковое время. Например, объем водонагревателя в 100 л прогревает воду до 60 градусов ориентировочно за 5 часов.

По мере расходования горячей воды она постепенно разбавляется холодной, непрерывно поступающей в бак. После смешивания образуется от 160 до 250 л нагретой воды. Несомненно, истинные значения поменьше, ведь с убыванием горячей воды общие температурные показатели содержимого бака снижаются.

Объем водонагревателя, расходуемый на разные нужды, варьируется в зависимости от личных предпочтений. Так, индивидуально для кухонных необходимостей может подойти небольшой по объему нагреватель на 5 л. Он позволит ополоснуть руки и некоторое количество посуды. Если же не экономить на воде, подходящим станет водонагреватель с баком в 20 л.

Для пользования душем потребуется вместимость бака не менее 50 л, принятия ванны – 80-150 литров. Следовательно, подборку вместимости оптимально согласовать со специалистами, ориентирующимися на персональные потребности пользователя.

Электрический водонагреватель, вещь бесспорно полезная, ведь он может дать горячую воду даже там, где ее нет. Он также поможет вам сэкономить на горячей воде в квартире – . Сейчас на рынке существуют два типа нагревателей, первый – это проточный, второй – накопительного типа. Многие склоняются ко второму типу, лишь только из-за того что он потребляет меньше электричества и его можно включить в обычную бытовую сеть. Но вот какой объем выбрать? Ведь они подразделяются от 5 до 200 литров? В этой статье дам пару советов …

Чтобы рассчитать нужный вам объем нужно для начала подумать — а сколько человек будут пользоваться этим водонагревателем? На сколько комнат он будет рассчитан, будет установленная ванная или только душевая кабина, будет ли использоваться как основной источник нагрева воды.

Основной источник нагрева

Многие покупают водонагреватели в квартиру на летний период, так сказать «перебиться» при отключении, также желательно, чтобы он был компактный и помещался в шкаф, например в туалете. Тогда вам не нужен большой вариант – достаточно 30 – 50 литров. Ведь, по сути для вас это временные меры, а значит должно хватать для принятия «короткого» душа, а также для умывания утром – вечером.

Если вы выбираете как единственный источник горячей воды — а это принятие душа-ванной, мытье посуды, умывание днем – вечером. То тут нужно присматриваться к более емким вариантам. Мой совет нужно смотреть от 100 и более литров.

Ванная или душевая кабина

При наличии ванной объем нагревателя должен быть намного увеличен, ведь если рассчитать ее потребление воды (), то становится понятно, маленький вариант не нальет ее даже наполовину, затем придется опять ждать, когда он нагреется. Для ванной я вам советую объем – 100 и более литров (его хватит одному человеку).

Для душевой кабины, причем если использовать экономичную сантехнику или накладки, то можно обойтись меньшим вариантом. Хватит 50 – 80 л., при наличии таких накладок такого объема хватит 2 человекам, для принятия душа.

Ванная комната и кухня

Зачастую используют для двух комнат сразу – для ванной и для кухни. Как правило, на кухне вода постоянно течет, а значит, горячая будет также уходить. Если затем вы захотите принять душ, то воды может не остаться. Поэтому идеально использовать от 80 – 100 л.

Небольшой совет – если вам требуется нагревать воду на кухне, то купите отдельный нагревать, скажем на 10 – 20 л.

Его будет достаточно для мытья посуды, причем в ванной не будет расходоваться горячая вода, можно будет использовать на 50 – 70 л.

Сколько человек будут пользоваться

Тут как вы понимаете от количества человек, напрямую зависит расход воды. Для того чтобы рассчитать нужный объем нужно «прикинуть» сколько вы потребляете литров в активный период, например утром. Нагревателя должно хватить на 1 приема душа (не ванной), всем на утреннее умывание (чистка зубов), также должен остаться небольшой запас, в 10 – 15%.

Для одного человека – будет достаточно 30 л.

Для семьи из двух человек – стоит рассмотреть вариант от 50 л.

Семья от 3 человек – в любом случает должна брать 100 литровый вариант.

Ребята причем принятие ванной стоит планировать, так как она «опустошит» всю горячую воду и затем нужно будет ждать около часа — двух для нагрева.

ИТОГ

Если подвести итог то получается:

• Семья, которая использует водонагреватель для «сезонного» нагрева, состоит из 3 человек, может обойтись вариантом в 50 – 70 литров.
• Семья (3 человека), которая использует водонагреватель для постоянного нагрева, и он является основным источником горячей воды (причем для кухни тоже), должна иметь объем нагревателя минимум в 100 литров, а лучше посмотреть на бойлеры в 150 – 200 литров.

Электрические накопительные водонагреватели прочно вошли в нашу жизнь и хорошо справляются с поставленной задачей – обеспечением квартир и домов горячей водой. Сегодня торговые сети предлагают настолько большой ассортимент электрических бойлеров, что от выбора, как говорится, глаза разбегаются. Давайте рассмотрим основные критерии и нюансы выбора накопительного водонагревателя, а также проведем обзор популярных моделей.

Выбирая накопительный водонагреватель, в первую очередь следует определиться с необходимым объемом бака. Ведь недостаточный объем емкости принесет неудобства в виде ожидания нагрева воды после каждого члена семьи, принявшего душ. Бак большего объема, чем требуется, будет расходовать неоправданное количество электроэнергии для поддержания необходимой температуры воды.

Для определения требуемого объема емкости существуют различные статистические таблицы, но стоит заметить, что каждый человек индивидуален, как и его потребности в горячей воде. Поэтому не всегда статистика совпадает с истиной.

Для расчета нужного количества теплой воды можно воспользоваться формулой Qв = Qч × tср × Vв , где:

• Qч — количество членов семьи;
• Tср — среднее время, которое уходит на принятие душа;
• Vв — объем воды, который выливается из душевой лейки в минуту.

Если за последнюю величину взять средний показатель равный 6 литрам в минуту, количество человек в семье равное 3, а время, которое уходит на принятие водных процедур, равно 8 минутам, то получим Qв = 3 × 6 × 8 = 144 литров.

Но стоит заметить, что горячая вода разбавляется холодной, а средний коэффициент смешения равен 0,7. Это означает, что на 1 литр горячей воды смешивается 0,7 литра холодной.

В результате необходимый объем водонагревателя будет равен Vв = Qв × Uсм = 144 × 0,7 = 100,8 литров. Округлив эту цифру, можно сказать, что семье из 3-х человек вполне подойдет бойлер объемом 100 литров. По такому же подсчету легко вычислить, что семье из 4-х человек нужен бойлер объемом около 150 литров.

В таком расчете не учитывается мелкий расход воды на мытье рук и посуды или другие хозяйственные нужды. Считается, что объем бака, обеспечивающий поочередное купание всех членов семьи, без труда обеспечит горячей водой иные водные процедуры.

Расчет объема водонагревателя (видео)

Мощность накопительного водонагревателя

Выбирая бойлер, следует также понимать, что время нагрева воды в емкости напрямую зависит от мощности бойлера. Чаще всего бытовые электронагреватели воды обладают мощностью от 1,5 до 3 кВт. Но существуют также модели, рассчитанные на большую мощность. Они имеют в своей конструкции два или более ТЭНов. В таких приборах для поддержания температуры воды работает один ТЭН, а для быстрого нагрева воды включаются все электронагревательные элементы.

Водонагреватель Термекс 80 SPR-V, обладая мощностью 2,5 кВт, способен нагреть 80 литров за 1,5 часа

Конечно, описанный выше прибор очень удобен, но электросети не всех домов способны выдержать работу водонагревателя с высокой мощностью. Например, электропроводка в новостройках рассчитана на подключение 7-10 кВт, а электросеть в домах старой застройки рассчитана только на суммарное подключение 3-4,5 кВт.

Повторимся, скорость нагрева воды напрямую зависит от мощности бойлера. Так, прибор Thermex (Термекс) 80 SPR-V с мощностью 2,5 кВт нагреет 80-литровый бак за 1,5 часа, тогда как водонагреватель Ariston (Аристон) ABS 80V с мощностью 1,5 кВт потратит на подогрев тех же 80 литров воды чуть более 3-х часов.

Конструктивные особенности

Чтобы выбранный вами прибор прослужил не один год, необходимо большое внимание обратить на его качество и материал изготовления. Водопроводная вода негативно воздействует на бойлер изнутри, поэтому многие производители прибегают к покрытию емкости защитным составом.

Оптимальным решением в этом вопросе стал стеклофарфор, емкости покрытые которым являются дешевыми, но при этом долговечными. А производители на такие приборы дают от 3-х лет гарантийного обслуживания. Пример подобного бойлера может послужить водонагреватель Thermex (Термекс) 80 SPR-V по цене от 170$.

Стеклокерамика тоже хорошо зарекомендовала себя в качестве защитного покрытия от воздействия агрессивной среды. Цена таких приборов также является невысокой, однако стоит знать, что стеклокерамическое покрытие увеличит вес бойлера при этом уменьшит срок службы. Примером бойлера со стеклокерамическим покрытием может послужить водонагреватель Bosch (Бош) ES 100-5E со стоимостью от 200$.

Некоторые производители покрывают бак эмалью, однако удачным такое решение трудно назвать. Хоть цена на подобный бойлер и является самой низкой, но несколько лет пользования таким прибором приведут бак водонагревателя в негодное состояние. Примером бойлера с эмалированным баком является водонагреватель Ariston (Аристон) ABS 80V по стоимости около 130$.

Электронагреватели из нержавейки и с титановым покрытием являются наиболее долговечными. Производители дают на подобные водонагреватели от 7 лет гарантии. Стоимость этих водонагревателей соответственно также в несколько раз превышает цену бойлеров со стеклокерамическим покрытием. Примером бойлера с баком из нержавеющей стали является водонагреватель Electrolux (Электролюкс) EWH 80 по цене около 300$.

Также воздействие водопроводной воды влияет и на нагревательный элемент бака. Существует мокрый и сухой виды ТЭНов. Первый вариант контактирует непосредственно с водой, в результате чего подвергается коррозии. Поэтому мокрый ТЭН требует регулярного ремонта и замены, в то время как сухой ТЭН изолирован от воздействия воды и является практичнее. Цена на бойлер с сухим ТЭНом значительно выше стоимости своего собрата, но для монтажа в квартире лучше отдать предпочтение именно такому бойлеру.

Форма и расположение

На сегодняшний день водонагреватели накопительного типа имеют различные формы: цилиндрическая, овальная, прямоугольная или более плоская. К тому же бойлеры бывают горизонтального и вертикального типа расположения. Учтите, что вертикальные модели имеют нижнее расположение патрубков, а горизонтальные – боковое. При этом возможны модификации как с левым, так и правым подключением.

Также обратить внимание стоит на способ крепления устройства. Ведь не все стены способны выдержать водонагреватели, объем которых составляет более 80 литров. Например, при наличии пенобетонных стен лучше выбрать напольную модель бойлера.

Поэтому перед тем как сделать окончательный выбор водонагревателя, следует хорошо продумать его будущее месторасположение, а уже исходя из этого выбрать форму, расположение и крепление бойлера.

Популярные записи

• Полка в прихожую

  В настоящее время существует огромное количество самых разнообразны вариантов полок в прихожую, причем это напрямую…

• Утепление пола в деревянном

  Утепление пола в деревянном доме снизу: материалы и технология монтажа ПОДЕЛИТЕСЬВ СОЦСЕТЯХ Одной из распространенных…

Как рассчитать количество энергии для нагрева воды. Количество тепла для нагрева парафина до температуры плавления. Потери с поверхности стальной ёмкости

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.

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.

С технической точки зрения, тепловой насос является холодильником, с той разницей, что тепловой насос использует тепло для нагрева воды в бассейне. Тепловой насос отбирает тепло из воздуха и переносит его в воду в бассейне с помощью установленного в нем теплообменника.

Они используются для подогрева бассейна, который используется круглый год. Какое потребление электроэнергии имеет тепловой насос? Пример: у нас есть бассейн объемом 40 кубических метров. Тепловой насос, который мы используем, имеет мощность нагрева 10 кВт.

Эффективность теплового насоса составляет 4. В этом случае потребляемая мощность теплового насоса составит 2, 2 кВт. Это значение было получено следующим образом: 10 кВт: 4, 6 = 2, 2 кВт. Что такое КПД или КПК? Чем выше эффективность, тем эффективнее тепловой насос и тем меньше вы получаете счет за электроэнергию. Качественные тепловые насосы имеют эффективность 4 или 5, что означает, что они тратят в 4 или 5 раз больше тепла на воду в бассейне на киловатт-час энергии.

Для полноценного вычисления расчётной мощности необходимо учесть ряд параметров:

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:

Как и в случае выбора системы пескоструйного фильтра и выбора теплового насоса, хорошо выбрать более мощную модель для обеспечения качественного нагрева воды в бассейне. Более мощный тепловой насос будет быстрее нагревать воду и достичь еще большей экономии энергии.

В приведенной ниже таблице приведены приблизительные рекомендации по выбору теплового насоса в зависимости от мощности бассейна. При сравнении значений теплового насоса с наиболее подходящим, важно сравнивать при тех же условиях, то есть при одной и той же температуре воздуха и температуре воды.

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):

HBPro Домашние пивовары

Тепловая мощность — это энергия, которую тепловой насос дает воде в бассейне. Эта энергия зависит от температуры воздуха, температуры воды и влажности. Другим важным значением является КПК, о чем мы говорили выше. Будьте настороже, если вы увидите тепловые насосы для бассейна с сомнительными низкими ценами. Есть несколько основных показателей, по которым вы можете сравнить несколько тепловых насосов за раз. В следующей статье узнайте, как это сделать.

Сколько часов в день должен работать тепловой насос? Тепловой насос напрямую подключен к системе фильтров. Когда он работает, работает тепловой насос. Чтобы получить хороший эффект от теплового насоса, система фильтров должна работать не менее 12 часов в день.

N full – мощностные характеристики нагревательного элемента,

Q c – 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 = N full — (1000/24)*Q c

Упрощенные формулы с постоянным коэффициентом:

Где можно установить тепловой насос? Выбор правильного места для установки очень важен, потому что тепловой насос принимает и дает огромное количество воздуха. Поэтому обязательно монтировать его на открытом воздухе, по крайней мере, на 5 м свободного пространства перед ним.

Тепловой насос подключается к кругу водяного бассейна, устанавливая его после фильтрующей системы. Для подготовки к зиме вода теплового насоса сливается и покрывается крышкой. Качественные тепловые насосы имеют титановые теплообменники, которые могут легко выдерживать присутствие хлора, брома, озона или соли в воде.

• 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

Составляющие формул:

• 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:

Калькулятор для систем подогрева пола и отопления. Оставьте нагрев радиатора дома или полностью замените его достаточной тепловой мощностью для обогрева пола, достаточного для компенсации потерь тепла и нагрева. Как сделать оплату горячей воды онлайн? Водные полы могут служить основным источником обогрева помещений, а также выполнять дополнительную функцию отопления. Выполнение расчета дизайна должно быть решено заранее акцентами, какая цель будет служить продукту, обеспечить теплый дом на полной или слегка теплой поверхности для комфорта в помещении.

• 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.

Если проблема решена, вы должны перейти к подготовке проекта и рассчитать тепловую мощность водяного топлива. Любые ошибки, которые будут сделаны. На этапе проектирования, можно исправить только путем открытия уравнения. Вот почему очень важно сделать предварительную и точную процедуру расчета настолько точно, насколько это возможно.

Рассчитайте пол горячей воды с помощью калькулятора онлайн

Благодаря специально обученным онлайн-платежным системам сегодня может потребоваться несколько секунд, чтобы определить плотность мощности на теплом полу и получить необходимые расчеты. Основанный на вычислениях, включает в себя метод коэффициентов, когда пользователь вводит отдельные параметры в таблицу и получает базовый платеж с определенными характеристиками. Температура.

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.

Как только все указанные факторы могут быть настолько точными, насколько это возможно, чтобы получить правильные функции, рассчитанные на отопление пола. Температура подачи воды; температурная обработка; шаг и тип трубы; который будет прокладывать; толщина стяжки над трубой. В результате пользователь получает информацию о конкретной мощности проекта, полученную среднюю температуру нагретого пола, долю потока охлаждающей жидкости. Преимущество быстро и очень ясно в течение нескольких секунд!

В дополнение к основным данным, следует учитывать ряд незначительных максимальных эффектов на результат нагрева нижнего этажа. Наличие или отсутствие остекления балконов и эркеры; высота участка в здании; наличие специальных материалов для теплоизоляции стен; уровень изоляции в доме. Внимание: при внесении платы за нагрев полов с подогревом пола следует учитывать тип напольного покрытия, если вы намерены укладываться в структуру древесины, мощность системы отопления должна возрастать из-за низкой теплопроводности древесины.

Максимальный гидропоток V (в литрах за минуту) с заданными мощностными характеристиками W (в киловаттах) рассчитывается по формуле: V= 14,3*(W/t 2 -t 1), в которой t 1 и t 2 – температуры на входе в нагреватель и в результате подогрева соответственно.

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

При высокой теплоотдаче теплого пола, поскольку только система отопления будет неуместной и невыгодной ценой. Расчетные характеристики калькулятора воды. Перед предварительным расчетом системы отопления с водяным полом следует учитывать перечень функций.

Рассчитайте длину для нагревания заданной площади на основании определения длины контура распределения тепла на поверхности одного режима для ограничения тепловой нагрузки покрытия. Если вы планируете делать больше, чем штабелировать шаг, то необходимо повысить температуру охлаждающей жидкости. Допустимая реализация шага. От 5 до 60 см можно использовать как постоянные, так и переменные шаги.

• 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.

Ошибки начинающих — рекомендации специалистов

Многие калькуляторы онлайн-калькуляторов для подогрева напольного пола допускают значительные ошибки, которые влияют на конечные результаты. Вот некоторые пользовательские ошибки.

Что нам нужно знать, когда речь заходит о строительных материалах

Экструдированный пенополистирол является лучшим материалом в случае изоляции пола, он отличается прочностью и монолитной конструкцией. Верх изоляции должен быть проложен водонепроницаемым, его будет достаточно полиэтилена, а стены должны служить тормозной лентой.

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.

Фитинги являются основой для определения труб и бетонных соединений, трубных зажимов — еще один незаменимый элемент. Вам также необходимо отделить коллектор, который позволяет экономично и эффективно рассеивать охлаждающую жидкость. Делая онлайн-платежи в режиме онлайн, вам нужно учитывать разницу в скорости передачи данных до 10%, поэтому данные будут более аутентичными и достоверными.

Общие данные, необходимые для вычислений

Желаю вам удачи в строительстве! Он относится к радиационным техническим решениям, обеспечивая равномерное распределение температуры. Напольное отопление — это проверенное техническое решение для отопления как жилых, так и общественных зданий. Некоторые специалисты определяют его как подходящий метод обогрева высотных помещений — цехов, магазинов, выставочных площадок и других. Принцип такого типа нагрева основан не на конвекции, а на радиации, что связано с рядом преимуществ. Среди них более равномерное распределение температуры воздуха на высоте комнаты и в ее различных зонах.

Масса нагреваемой воды, кг

Начальная температура воды, °С

Конечная температура воды, °С

Кроме того, лучистый нагрев значительно уменьшает пыль в помещениях, так как поддерживаются более низкие температуры излучающих поверхностей, что приводит к меньшей конвективной подвижности воздуха. Помимо отопления зимой, системы пола также используются для охлаждения летом. Тем не менее, важно иметь в виду, что подогрев пола не рекомендуется для помещений или зданий с периодическим использованием, поскольку он характеризуется повышенной емкостью. Также не рекомендуется использовать в зданиях со значительными колебаниями тепловой нагрузки.

Желаемое время нагрева воды, мин

Необходимая мощность ТЭНа, кВт

Современные производители в широком ассортименте выпускают электрические водонагреватели, используемые в квартирах и частных домах. Однако нередко возникает необходимость оборудовать на даче или в летнем домике систему нагрева воды с использованием самодельных устройств. В связи с этим приходится выполнять расчет мощности ТЭНа, чтобы , сделанные своими руками, работали максимально эффективно.

В напольном отоплении нагревательный элемент представляет собой катушку, встроенную в пол, через который циркулирует охлаждающая жидкость. Как правило, используемым теплоносителем является вода, но для понижения температуры замерзания могут использоваться другие жидкости, такие как различные водные растворы органических соединений. Более высокие температуры не рекомендуются и редко разрешаются. Трубы, используемые для сборки систем напольного отопления, обычно изготавливаются из полимерных материалов — полипропилена, полиэтилена или других термостойких и медленно старших искусственных материалов.

Как рассчитать мощность ТЭНа калькулятором онлайн

Расчет мощности ТЭНа с помощью онлайн-калькулятора выполняется учетом объема бака самодельного водонагревателя. Кроме того, учитывается начальная и конечная (требуемая) температура воды, а также предполагаемое время нагрева. На точность результатов оказывает влияние фактическое напряжение электрической сети и особенности конструкции данного ТЭНа. Все эти исходные данные вводятся в онлайн-калькулятор расчета мощности.

Также могут использоваться трубы с фиксированной длиной, но также доступны трубы с незафиксированными длинами, которые широко варьируются в рулонах. В качестве основного преимущества труб с незафиксированной длиной они указывают на их более легкую установку и большую длину.

Это позволяет использовать их в больших помещениях без необходимости подключения дополнительных труб между ними, что обеспечивает большую безопасность в системе от утечки охлаждающей жидкости. В дополнение к полимерным трубам, медные трубы, характеризующиеся хорошей теплопроводностью, гибкостью и устойчивостью к колебаниям температуры, также используются при строительстве систем напольного отопления. Сегодня использование бесшовных стальных труб, широко распространенных несколько лет назад, сводится к минимуму.

Основой всех расчетов служит формула, определяющая математические показатели мощности: P=0,0011m(tk-tн)/T, где:

• Р — это мощность ТЭНа,
• m — масса воды, подлежащей нагреву,
• tk-tн — температура воды в начале и конце нагрева,
• Т — время, необходимое для нагрева воды.

Калькулятор позволяет вычислить мощность нагревательного элемента без учета потерь тепла, различающихся в соответствии с конструкцией той или иной емкости. Кроме того на тепловые потери влияет температура окружающей среды и другие факторы.

Трубы могут быть подключены непосредственно к трубам с помощью распределительных щитов или распределителей воды для пола. Как правило, соединение осуществляется через распределительный щит, включающий два коллектора для подачи и обратной воды. Коммутатор может быть установлен на открытом месте, но в большинстве случаев он помещается в специальный шкаф.

В тех случаях, когда отопление пола комбинируется с конвекционным нагревом, к распределительному щиту могут быть подключены как напольные трубы, так и конвекционные нагреватели — радиаторы и фунты. В этом случае, однако, рекомендуется установить трехходовой смесительный клапан, циркуляционный насос и контроллер температуры охлаждающей жидкости в системе подогрева пола. Цель состоит в том, чтобы обеспечить регулирование температуры теплоносителя, поступающего в распределительный щит, относительно температуры, подходящей для работы конвективных нагревателей.

Во время расчетов ТЭНа следует учитывать показатели фактического напряжения электрической сети, значительно отличающиеся от предполагаемого номинала. Например, пониженное напряжение может привести к снижению расчетной температуры рабочей поверхности ТЭНа. Поэтому времени для нагрева одного и того же объема воды потребуется значительно больше.

Во время расчетов в окне калькулятора «Объем нагреваемой воды» может быть вставлено значение массы этой воды с учетом ее удельного веса, составляющего 1 г/см3. Нередко холодная вода для нагрева поступает из городских систем водоснабжения. В этих случаях предусмотрена ее начальная температура, которая рекомендуется в летний период примерно 5-8 градусов, а в зимний период — 13-18 градусов. Конечный результат расчетной мощности Р в формуле подходит не только для одного ТЭНа, но и для нескольких элементов, соединенных параллельно.

Примеры на расчет количества теплоты

Пример 1. Какое количество энергии надо затратить, чтобы 5 кг жидкого аммиака обратить в газ при температуре кипения аммиака?

По таблице 11 находим, что удельная теплота парообразования аммиака при нормальном давлении L = 1,4•10⁶ Дж/кг. Отсюда следует, что для превращения 5 кг жидкого аммиака в газ при температуре кипения требуется затратить энергию в пять раз большую, т. е.

Q= 1,4•10⁶ Дж/кг • 5 кг = 7 • 10⁶ Дж/кг

Таким образом, чтобы подсчитать количество теплоты, необходимое для превращения в пар жидкости любой массы m, взятой при температуре кипения, нужно удельную теплоту парообразования умножить на массу:

Q = Lm.

Пример 2. Какое количество энергии требуется для превращения воды массой 2 кг, взятой при температуре 20°С, в пар при 100°С?

Эту задачу можно решать, предварительно изобразив процесс нагревания воды графически (рис. 203), откладывая в определенном масштабе по горизонтальной оси время нагревания, а по вертикальной — температуру.

Участок АВ графика показывает, что вода нагревается от 20°С до кипения, на что расходуется энергия Q1 = cm(t2 – t1).

Участок графика ВС показывает, что вода превращается в пар без изменения температуры, поглощая при этом энергию: Q2 = Lm.  А общее количество израсходованной энергии: Q = Q1+Q2.

Упражнения.

1. Как надо понимать, что удельная теплота конденсации аммиака равна 1,4•10⁶ Дж/кг?
2. У какого из приведенных в таблице 11 веществ, при обращении из жидкого состояния, в пар внутренняя энергия увеличивается больше? Ответ обоснуйте.
3. Какое количество энергии требуется для обращения 150 г воды при 100°С в пар?
4. Какое количество энергии нужно затратить, чтобы 5 кг воды при 0°С довести до кипения и испарить ее?
5. Какое количество энергии выделят 2. кг воды при охлаждении ее от 100 до 0°С? Какое количество энергии выделится, если вместо воды взять столько же пара при 100° С?

Задание.

Подготовьте доклады на темы:

1. Как образуется роса, иней, дождь и снег.
2. Происхождение облаков.
3. Круговорот воды в природе.

100 ballov.kz образовательный портал для подготовки к ЕНТ и КТА

Расчет мощности для нагрева воды ТЭНом

Содержание статьи:

Критерии выбора

Наряду с объемом бака, важнейшим эксплуатационным показателем электрических нагревателей является мощность. Как правило, у распространенных аппаратов она варьируется от 1 до 2,5 кВт. Существуют и более мощные нагреватели, однако для их установки потребуется очень серьезная новая электропроводка, особый счетчик, а в некоторых случаях и замена линии до самого щитка распределения.

Совет. Специалисты советуют выбирать водонагреватели с мощностью около 2 кВт. Данный показатель позволит не перегружать электропроводку и нагревать воду достаточно быстро.

Среднее время подогрева воды в агрегате емкостью 10 л составит 30 мин., а в бойлере на 200 л – 6-8 часов. На работу прибора и его долговечность влияет также размер нагревательного элемента. Желательно выбрать более длинную трубку, чтобы увеличить теплоотдачу.

Если габариты бойлера тесно связаны с его емкостью, то форма их может быть различной

Что важно, если есть необходимость уместить его в простенке, туалете, над мойкой или внутрь шкафа. Популярны следующие нагреватели:

• цилиндрический;
• вытянутый;
• прямоугольный;
• плоский;
• горизонтальный.

Виды водонагревателей

Цена всегда является одним из важнейших критериев. Нагреватели безнапорного типа, изготовленные из менее прочного материала, стоят значительно дешевле напорных агрегатов. На цену прямо влияет внутренний слой, который тоже может иметь различное покрытие:

• эмаль;
• стеклофарфор;
• нержавеющая сталь;
• титановое покрытие.

Дорогие аппараты снабжены магниевым или титановым анодом. Это продлевает срок службы нагревателя. Толщина стенок, хорошо сохраняющих тепло, должна быть 35-50 мм

Также при выборе нужно обратить внимание на защиту прибора от влаги, инородных тел и перепадов напряжения.

Сколько тепла бойлер теряет

Если вы рассматриваете конкретную модель бойлера, загляните в его спецификацию, инструкцию или руководство. Там должны быть указаны теплопотери. Производитель может указать их в процентах за час, киловаттах за час на полный объем, процентах за сутки и киловаттах за сутки на всю емкость.

Если теплопотери указаны в процентах за час, следуйте такой формуле:

W1 = W x (P x 24 +100) / 100

Когда потери тепла указаны в процентах за сутки, то формула такая:

W1 = W x (P + 100) / 100

При теплопотерях в киловаттах за один час:

W1 = P x 24 + W

Если указаны потери тепла в киловаттах за сутки:

W1 = W + P

Во всех указанных формулах:

• W – количество электроэнергии. нужное на нагрев воды;
• P – теплопотери в киловаттах или процентах;
• W1 – количество электроэнергии в киловаттах. Которое потребляет бойлер в сутки.

Просто подставьте все известные данные и вы узнаете, сколько намотает ваш бойлер за сутки. Умножьте это число на 30, и вы получите расход электроэнергии на подогрев воды за месяц.

По такой же методике вы можете узнать, сколько электроэнергии расходует проточный водонагреватель. Но для него не нужно будет считать теплопотери, ведь у него нет большого запаса воды. Ему не нужно тратить электроэнергию на поддержание ее температуры.

Душ с проточным водонагревателем. В нем в принципе нет запаса воды, температуру которой нужно поддерживать.

Расчет времени нагрева воды тэном

Невзирая на широкий ассортимент выбора и функциональность электронагревателей воды, их самодельные аналоги даже в наше время не теряют свою актуальность. Связано это с тем, что самодельные нагреватели гораздо экономней и поэтому для нагрева в летнем душе или в рукомойнике на дачном участке используют самодельный электрический водонагреватель. Они представлены в виде емкости с встроенным нагревательным элементом.

В интернете есть огромное количество калькуляторов для того чтобы сделать расчеты. Любой такой калькулятор, исходя из количества литров воды бака, начальной температуры воды, и необходимой конечной температуры, времени нагрева, даст возможность высчитать необходимую электрическую мощность нагревательного элемента с точностью, на которую влияет особенности тэна и напряжение сети.

Если напряжение в сети ниже рабочего напряжения нагревательного элемента, то соответственно будет мене эффективной работа самого нагревательного элемента, а это означает, что время нагрева до необходимой температуры воды будет увеличено.

Результат расчета не означает, то, что необходимо использовать нагревательный элемент который подойдет к расчетам, можно одновременно соединить несколько нагревателей для получения необходимой мощности.

При расчете важно обратить внимание на то, что он производится без учета потерь тепла электрического водонагревателя в окружающую среду. .

Благодаря специальной таблице можно узнать, сколько времени потребуется для нагрева воды тэном

Подогрев в накопительном баке проточного типа, так же осуществляется тэном, тянет такое устройство очень много электроэнергии, но если ваш город обеспечен круглосуточной подачей воды и вы не используете эту привилегию постоянно, то бояться больших растрат не стоит. Что касается ухода тепла, то он получается, от разных факторов, начиная от построения водонагревателя и заканчивая наличием теплоизоляции.

Как подобрать объем и мощность нужного водонагревателя накопительного

Чтобы правильно подобрать необходимый бойлер Вам достаточно знать расход необходимой горячей воды за час и период простоя, когда расход воды минимальный и есть возможность согреть и накопить горячую воду для дальнейшего потребления. Дальше достаточно выбрать необходимый объем и мощность водонагревателя или бойлеры в таблице калькулятора мощности водонагревателя, представленной ниже.

Также Вы можете позвонить к нам по номеру: 8 (495) 222-96-98 и наш специалист поможет Вам в подборе необходимого водонагревателя.

Расчет объема накопительного водонагревателя , литров  

Расчета необходимой мощности водонагревателя, кВт/час  

Температура холодной воды:   Со

Температура горячей воды:   Со

Расчетная мощность составляет: 0 кВт или площадь змеевика 0 м2

Расчета времени нагрева ,час  

Температура холодной воды:   Со

Температура горячей воды:   Со

Расчетное время нагрева составляет: 0 ч. 0 мин.

Таблица соотношения времени нагрева и мощности ТЭНов, Твхода воды=+10С, Твыхода воды=+65С

Площадь змеевика, кВт
1000 литров
1500 литров
2000 литров
3000 литров
5000 литров
7500 литров
10000 литров

15
4ч20м
6ч31м
8ч41м
13ч3м
21ч45м
32ч37м
43ч30м
30
2ч10м
3ч15м
4ч20м
6ч31м
10ч52м
16ч18м
21ч45м
45
1ч26
2ч10м
2ч53м
4ч20м
7ч15м
10ч52м
14ч30м
60
1ч4м
1ч37м
2ч10м
3ч15м
5ч25м
8ч9м
10ч52м
75
52м
1ч18м
1ч44м
2ч15м
4ч20м
6ч31м
8ч41м
90
43м
1ч4м
1ч26м
2ч10м
3ч37м
5ч25м
7ч15м
105
37м
55м
1ч14м
1ч51м
3ч6м
4ч39м
6ч12м
120
32м
48м
1ч4м
1ч37м
2ч42м
4ч4м
5ч25м
135
28м
43м
57м
1ч26м
2ч24м
3ч37м
4ч49м
150
25м
39м
52м
1ч18м
2ч10м
3ч15м
4ч20м
165
23м
35м
47м
1ч10м
1ч58м
2ч57м
3ч57м
180
21м
32м
43м
1ч4м
1ч48м
2ч42м
3ч37м

Виды бойлеров по нагреву воды.

По способу нагрева воды устройства делятся на 3 вида:

Накопительные бойлеры. Такие устройства напоминают термос. Вода нагревается, а по мере того, как она расходуется, ее добирают и подогревают. Размеры такого устройства могут быть разными, зависеть это будет от объема бака.

Проточный тип устройства. Устройство гораздо меньше по размерам. Вода нагревается, когда протекает через бойлер. Для обеспечения процесса нагрева необходима большая мощность.

Косвенный нагрев. При косвенном нагреве используется энергия сторонних отопительных приборов. Это может быть любой теплогенератор, который встроен в отопительную систему.

Косвенный нагрев удобен тем, что электросеть не перегружается. Так же его плюсом является высокая производительностью по горячей воде. Подключение оборудования с косвенным нагревом к различным источникам тепла подразумевает, что платить за электричество не нужно.

Бойлер может иметь мокрый или сухой тэн, то есть водонагревательный элемент.

Мокрый тэн — это тот же кипятильник, опущенный в воду, только он больше и мощнее.

Сухие тэны находятся внутри бака, поэтому греют сам бак, а не воду. Это дает ряд преимуществ: так как тэн не контактирует с водой, требования к ее качеству уменьшаются; исключаются случаи пробоя тэна, что составляет угрозу для человека; на тэне не образуется накипь, что позволяет ему дольше и эффективнее работать.

При покупке бойлера обязательно обращайте внимание на все факторы, если вы не уверены в своих силах, обратитесь к специалистам. .

10 лучших электрических накопительных водонагревателей — Рейтинг 2017 года

Ищете накопительный водонагреватель? Давайте попробуем вместе подобрать лучший вариант. Первым делом определимся с размером бака. Вам нужен агрегат для кухни? Отлично, сразу отметаем модели объемом более 50 литров – греть воду, которую не используем, нам ни к чему. Желаете нагревать воду для ванной и душа? Для одного человека хватит 80-литровой модели, для двоих и более нужно как минимум 100 литров. Большое значение имеет размер помещения: если он невелик, пузатые варианты мы рассматривать не станем

Обратим внимание и на распространенность запчастей. У большинства моделей магниевый анод, защищающий нагревательный элемент от накипи, требуется периодически менять

И плохо, если придется ездить за нужной запчастью в другой город. Есть и другие нюансы. Все они – в нашем рейтинге лучших электрических накопительных водонагревателей, представленных на российском рынке. Читаем и выбираем.

• Бак из нержавеющей стали
• Компактность
• Неплохая мощность
• Нагревательный элемент с увеличенным сроком службы
• В комплекте – УЗО и обратный клапан

• Приличное энергопотребление

• Хорошая мощность
• Низкая цена
• Простая установка
• Эффект термоса
• Защита от накипи

• Первое время вода имеет специфический запах
• Неказистый внешний вид

• Хорошая мощность
• Быстрый нагрев (бак за 35-40 мин)
• Качественные и экологичные материалы
• Защита от накипи (анод)
• Простое управление

• По мере образования накипи ТЭН начинает потрескивать

• Компактность
• Возможность раздачи на несколько точек разбора воды
• Хорошая теплоизоляция
• Два ТЭНа (2 режима мощности)
• Бак с качественным эмалированным покрытием

• Неудобно сливать остатки воды

• Высокая надежность корпуса и бака
• Возможность использования жесткой воды
• Термосмеситель в комплекте
• Отличная теплоизоляция
• Небольшое энергопотребление

• Нет индикатора нагрева
• Большой диаметр

• Высокая надежность стального покрытия бака
• Увеличенный анод
• УЗО в комплекте
• Простое управление
• Хорошая теплоизоляция

• Высокая мощность
• Быстрый нагрев
• Экологичное покрытие бака
• Компактные размеры
• Хорошая теплоизоляция

• Слабоват клапан сброса давления

• Высокая надежность стального покрытия бака
• Увеличенный анод
• УЗО в комплекте
• Неплохая энергоэффективность (два ТЭНа)
• Хорошая теплоизоляция

• Отличное качество сборки
• Высокая температура нагрева
• Возможность использования с двухтарифными счетчиками э/э
• Эмалевое покрытие бака
• Наличие дисплея
• Функция самодиагностики
• УЗО в комплекте

• Высокая мощность
• Большой объем
• Хорошая энергоэффективность
• Качественный магниевый анод
• Удобное управление
• Возможность подключения к сети 380 В

• Высокая цена
• Бак без покрытия

omegapost.ru

Назначение и вместительность

Водонагреватели накопительные электрические на 100 литров созданы для больших семей из 3-4 человек, а также для удовлетворения потребностей в увеличенных количествах воды на предприятиях – например, в кафе, где необходимо мыть посуду, или на производстве, где горячим водоснабжением пользуется множество сотрудников. Давайте посмотрим, на какие вообще нужды хватит такого объема:

• Для последовательного принятия душа тремя людьми – хватит и на четвертого человека, но уже с натяжкой;
• На одновременное потребление воды двумя-тремя точками водоразбора – например, мытье посуды и принятие душа;
• Принятие ванные одним-двумя человеками подряд.

Ради экономичности можно поднять уровень нагрева до максимума, а температуру в кране отрегулировать смесителем, подмешивая холодную воду. Но работа в таком напряженном режиме нежелательна, так как она приводит к быстрому истощению ресурсов оборудования.

Бойлер на 100 литров позволит перемыть кучу посуды, скопившейся за день, даст горячую воду всем домашним потребителям. Такой объем воды греется долго, поэтому к потреблению следует подходить с разумной экономией – не стоит держать кран открытым, если в данный момент он не нужен. Ради экономии можно смонтировать в доме или квартире кран с сенсорным датчиком, открывающим подачу воды при наличии под ним чьих-либо рук.

Бойлер для воды на 100 литров станет отличным решением для дачи – уезжая туда на все выходные, люди стремятся создать в дачном домике комфортные условия для проживания. И вечером, после работы на участке, хочется принять теплый душ. Электрический водонагреватель, в отсутствие централизованной магистрали, станет самым настоящим спасением – этого объема хватит на всех и даже останется на мытье посуды.

Для семьи из четырех человек оптимальным объемом считаются 120 литров. Также вы можете приобрести более объемный водонагреватель, если домочадцы любят посидеть в ванне или постоять под тугими струями душа.

Дополнительные материалы по теме Выбор бойлера. Мощность и объем бойлера.

Сколько киловатт потребляет масляный обогреватель в сутки

Нагреватели, которые масленые имеют меньшее энергопотребление, они также меньше сжигают кислород и являются мене пожароопасными. Но, к сожалению, стоимость их значительно выше, чем стоимость тепловентиляторов, также они занимают больше места и при этом имеют большой вес.

Мощность имеют разнообразную. Средний масленый обогреватель требует 750 Ватт в час сваей работы на полную мощность. Есть варианты масленых обогревателей и мошне и превышают 1 кВт. Также есть и менее слабые маленькие обогреватели.

На практике показано, что масленые обогреватели не много меньше требуют электроэнергии, так как они не постоянно греются.

Чем мощнее масляный обогреватель, тем больше электричества он будет потреблять

У таких обогревателей идет чередование нагрева и отдыха. Во время отдыха они практически не потребляют энергию. Многие потребители считают, что лучше использовать масленые обогреватели, так как преимущества таких обогревателей превышает недостатки. Зная, сколько потребляет электроэнергию масляный радиатор в месяц, человек может рассчитать, как рационально пользоваться электричеством. Свои затраты можно подсчитать с помощью онлайн калькулятора

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):

N_full – мощностные характеристики нагревательного элемента,

Q_c – 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 = N_full — (1000/24)*Q_c

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

Составляющие формул:

• 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.

Как правильно посчитать потребляемое количество горячей воды в сутки

Данный показатель очень важен, так как он определяет стоимость, мощность и габариты водонагревателя.

Минимальное количество на семью с одним ребенком составляет 25 литров в день. Сюда относится легкий душ, мытье рук и посуды, небольшая ручная стирка.

В среднем на семью с двумя детьми, максимальное количество составляет 250 литров (работа стиральной и посудомоечной машины, принятие ванны, проведение влажной уборки и т.д.). Это приблизительные подсчеты, которые сформированы исходя из отзывов покупателей. Более точную информацию можно получить с помощью установленного счетчика.

Вам необходимо высчитать общие показания за месяц и разделить на количество дней. Таким образом, Вы сможете понять, какой объем бойлера для Вас наиболее экономичен.

Посчитаем количество потребления горячей воды на семью из трех человек, с учетом всех сопутствующих факторов.

Допустим, что по показаниям счетчика Вы увидели, что семья потребляет 70 литров в сутки.

Однако, средняя в центральном водопроводе составляет 60 градусов, когда в бойлере может доходить и до 90 градусов. Получается, что вода в бойлере, смешиваясь с холодной, будет давать больше объема теплой воды, чем требуется. Следовательно, необходимо приобретать водонагреватель на 40-50 литров.

Как сэкономить на водонагревателе сколько кВт потребляет водонагреватель в месяц

В вопросе экономии электричества не обойтись без проведения расчетов и составления примерного графика суточного потребления. Для накопительных систем в расчет берется:

• Объем нагревательного бака;
• Паспортные данные потребляемой мощности ТЭН;
• Время нагрева до установленной температуры;
• Температуру подаваемой воды из системы водоснабжения.

Для современных моделей бойлеров расход электроэнергии указывается в паспортных данных

Для современных моделей бойлеров расход электроэнергии в зависимости от заданной температуры нагрева указывается в паспортных данных приборов, при этом производители учитывают максимальное суточное потребление горячей воды.

Для расчета суммарной потребляемой энергии проточными приборами в расчет берется:

• Производительность прибора;
• Время работы в суточном цикле;
• Температуру нагреваемой воды;
• Температуру подачи холодной воды.

Стоит отметить что современные модели имеющие интеллектуальные системы управления не только более экономичные по сравнению с моделями 5-7 летней давности, но и позволяют максимально обеспечить все потребности домохозяйств в горячей воде в зависимости от цикла потребления. Это в равной степени относится как к бойлерам с нагревательными баками, так и проточным нагревательным приборам.

Сберечь максимальное количество киловатт электроэнергии поможет правильно организованный суточный цикл потребления горячей воды и установка правильных настроек нагревательного элемента. В перечень факторов, снижающих расход электроэнергии при том должны входить:

• Режим экономии при повседневном пользовании — разумно привить привычку мыть руки холодной водой, мероприятия утреннего туалета такие как бритье делать не с включенной струей, а использовать чашку или ковшик;
• Мытье посуды проводить сразу после еды, когда остатки пищи легко смываются, ну а если такой возможности нет, то предварительно замочить посуду в холодной воде;
• Мытье овощей делать в кастрюле, предварительно набрав в нее воду, а не спускать воду просто в канализацию;
• Для кипячения использовать небольшой объем воды, необходимый для одной-двух порций чая или кофе, не стоит набирать полный чайник для заварки одной чашки;
• В качестве ежедневных водных процедур рекомендуется использовать для принятия душа, на который уйдет 30-40 литров, а не полная ванна с 140-150.

Проточный водонагреватель рекомендуется использовать для бытовых нужд (мытья посуды, например), чтобы уменьшить расход электричества

А вот что конкретно касается регулирования характеристик производительности бойлеров и нагревателей, то здесь рекомендуется следующие мероприятия:

• Установить максимальную температуру в баке на уровне 35-40 градусов;
• Для проточного нагревателя при приготовлении пищи и мытье посуды достаточно нагрева до 40 градусов;
• Для принятия душа или наполнения ванны достаточно температуры в 45-50 градусов;
• Установить суточный таймер для накопительного прибора с отключением функции нагрева в ночное время;

Определить, то сколько электроэнергии потребляет бойлер в месяц несложно, достаточно провести несложные расчеты взяв за основу следующие показатели:

• Мощность электронагревателя согласно технических характеристик инструкции —W;
• Максимальный объем бака — V;
• Температура нагретой воды до максимального показателя 60 градусов — Т2;
• Температура подаваемой воды для нагрева из водопровода Т1;

Расчет проводится по формуле: T=0.00116 * V (T2 –T1) / W.

Сначала определяется время нагрева полного объема резервуара, а потом общее энергопотребление прибора.

Для нагрева объема 50 литров с 15 до 60 градусов бойлером с ТЭН-ом в 1,5 квт потребуется:

0.00116 * 50 (60 – 15) / 1,5 = 1,74 часа или 104 минуты

Чтобы узнать объем потребляемого электричества умножается мощность прибора на время нагрева:

1,74 х 1,5= 2,61 кВт.

Сколько потребляет электроэнергии средний бойлер

К водонагревателю прилагается техническая документация, в которой указываются все значения оборудования. Для расчета электроэнергии возьмем среднее значение. Для этого понадобятся следующие значения:

• Количество киловатт, которые затрачивает водонагреватель во время подогрева и поддержания температуры воды;
• Объем потраченной горячей воды в день в литрах или кубометрах.

Рассмотрим пример для бойлера объемом 50 литров. В первую очередь следует определить, за какое время нагревается воды в водонагревателе. Минимальная температура обычно составляет 70оС. Для того чтобы подогреть воду до нужной температуры затрачивается примерно 2 часа. Для поддержания комфортной температуры, цикл нагревания происходит 2 раза в сутки по 2 часа. В технической документации указывается потребление электроэнергии при рабочем режиме: 2 кВт в час. Исходя из расчета, получаем 4 кВт в сутки.

Кроме этого не стоит забывать про режим «Подогрев». 4 кВт требуется разделить на количество часов, которые не участвуют в нагреве воды. Таким образом, 4 кВт/12 = 0,3 кВт в сутки. Общее количество электроэнергии, потребляемое бойлером на 50 литров: 4+0,3 = 4,3 кВт. За 30 дней расходуется 129 кВт. Для расчета стоимости оплаты нужно знать тарифы для каждого региона.

Расчет целесообразности проточного водонагревателя

Проточный водонагреватель идеально подходит для периодического использования, например в летний сезон.

Его легко монтировать и всегда можно брать с собой. Единственным минусом можно считать небольшой срок эксплуатации – до 5 лет.

Полезно знать: проточный водонагреватель необходимо заземлять, так как он крепится непосредственно на металлический смеситель.

Нагрев проточным устройством происходит по мере поступления воды, при этом, мощность не зависит от напора. Как правило, такое устройство дает только теплую воду, которой можно умываться или мыть посуду. Для принятия душа или ванны, проточный водонагреватель не подходит из-за своих конструктивных особенностей.

Желательно протянуть отдельный электрокабель, установить розетку и электрическую пробку для тэна. Таким образом, Вы разгрузите основную сеть и сделаете ее более функциональной.

Слить воду и почистить бойлер самостоятельно поможет данная статья: 

Мощность у проточных водонагревателей начинается от 3 до 27 кВт:

• для семьи их 2-х человек подойдет устройство до 10-12 кВт;
• для семьи с несколькими маленькими детьми, лучше приобрести устройство имеющее показатели, как минимум 20-25 кВт.

Стоит отметить: иногда мощному водонагревателю требуется напряжение в 380 вольт. Прочитайте внимательно инструкцию по применению и в особенности технические характеристики.

Если халатно подойти к данному аспекту и подключить оборудование на 220 вольт, то в лучшем случае у Вас выбьет электрические пробки в счетчике.

От чего зависит мощность водонагревателя

Этот показатель определяет нагревательный элемент (ТЭН) установленный в приборе — именно он нагревает воду. Принцип действия подобен электрическому чайнику, т.е. чем мощнее этот элемент, тем быстрее вода нагреется до установленной пользователем температуры. Мощность ТЭН зависит от типа водонагревателя: проточный или накопительный, поэтому стоит рассмотреть подробнее каждый из них.

Проточные водонагреватели

Принцип действия проточных водонагревателей заложен в их названии: вода нагревается мгновенно, проходя через камеру с ТЭН. Для такого моментального нагрева требуются мощные нагревательные устройства. Поэтому значение мощности проточных водонагревателей составляет от 6 до 27 кВт в зависимости от производительности. При этом температура воды на выходе составляет 30-40 градусов, в зависимости от времени года. Производительность 1,8-4 литра в минуту

Но не всегда верно выбирать самое мощное устройство: здесь важно оценивать возможности своей проводки.

Устройства с мощностью выше 5 Квт рекомендуется подключать к трехфазной розетке на 380В

Чтобы сделать правильный выбор, покупателю для начала стоит определиться, для каких именно целей он собирается устанавливать водонагревающий прибор.

Например, на кухне, тем более для небольшой семьи, вполне уместно установить проточный водонагреватель с минимальными параметрами. Их производительность не превышает 3 литров в минуту, температура воды на выходе 30 градусов, при этом мощность ТЭН 3-4 кВт. В то время как для душа показатели производительности такого прибора должны быть выше, около 6 литров в минуту. А значит, и мощность устройства будет не менее 7 кВт. Такое оборудование выдержит не каждая проводка, особенно в старых домах. Но это не значит, что в душе нельзя установить водонагреватель мощностью в 4 кВт, тем более во всех моделях, независимо от их производительности, в комплекте уже идет лейка для душа. Здесь стоит задуматься о комфортности использования прибора.

Накопительные водонагреватели

В таких приборах мощность нагревательного элемента должна соответствовать размерам резервуара. Например, в компактных 10-25 — литровых баках устанавливаются ТЭН мощностью 1,5-2,5 кВт, а для нагревания 100 литров воды потребуется ТЭН не менее чем на 4-5 кВт.

В некоторых современных бойлерах, баки которых имеют большой объем, устанавливается не один, а два ТЭН. При этом, пользователь имеет возможность через систему управления включать как один нагревательный элемент, так и, для ускорения работы, второй. Например, такой возможностью оснащена модель Ariston ABS VLS Evo PW  на 100 литров. Соответственно, при этом устройства будут потреблять больше электроэнергии.

Сколько потребляет энергии проточный водонагреватель

Для расчета возьмем одинаковые показатели: потребление воды в сутки 50 литров. Рассмотрим производительность прибора: мощность простого водонагревателя составляет 4 кВт/ч, таким образом в минуту может производиться 2 литра теплой воды. Чтобы подогреть 50 литров воды, необходимо потратить 25 минут. Расход электроэнергии в сутки будет следующий: 0,42*4 = 1,68 кВт. Вода нагреется примерно до 50оС. В месяц расходуется 50,4 кВт. Такой показатель намного меньше, чем у накопительного бойлера. Но стоит учитывать, что температура нагрева намного меньше у проточного водонагревателя. Таким образом, такой прибор для нагрева воды обойдется намного дешевле. Многие уверяют, что проточный водонагреватель потребляет больше электроэнергии, чем накопительный. Исходя из расчетов, можно сделать вывод, что это не так.

С помощью математического уравнения можно выразить формулу вычислений: количество воды разделить на пропускную способность и умножить на мощность и получаем показатель за сутки.

При пользовании бойлером не стоит забывать о правилах безопасности: нельзя дотрагиваться до прибора, подключенному к сети мокрыми руками, а также не стоит вытирать поверхность устройства мокрой тряпкой во время его работы.

Читайте также:

• Проверка предохранительного клапана для бойлера

• Бойлер для дома и дачи

• Особенности бойлеров итальянской фирмы Thermex

Вспомним физику vladwed

В теории для нагрева литра воды до 100 градусов нужно энергии:

Q = C*m*(t2-t1), где:C — удельная теплоёмкость, т.е. энергия, необходимая для нагрева в-ва на 1 градус. Для воды при нормальном давлении (101.325 кПа) это 4200 джоулей.m — масса, 1 литр воды при обычных условиях имеет массу 1 кг. t2 — верхняя температура нагрева, для нормального давления температура кипения воды 100 градусов. t1 — начальная температура = комнатная температура = в моем случае 25,6 гр.

Получаем Q = 4200*1*(100-25,6) = 312480 Дж.

Теперь замерим экспериментально количество энергии для того же самого нагрева:

мощность чайника * время закипания воды = 1625 * 214 = 347750 Дж.

Отсюда можно получить КПД электрического чайника: 89.9% (о как! Причем, реально еще выше, т.к. еще часть энергии тратилась на парообразование, т.к. чайник выключается именно от пара).

Ну и теперь легко посчитать стоимость нагрева, переведя джоули в киловат-часы: 0.0965 кВт*час.

При нынешней стоимости электроэнергии 0,083 Ls* Квт*ч получаем 0.0083 Ls, т.е. меньше 1 сантима.

Нигде не напутал вроде?

P.S. Чайник: Braun 1600Макс. ток: 7.96 АВатметр насчитал 0.1 кВт*ч.

UpDt:

Не поленился добраться до газового счетчика и оказалось, что он измеряет не только кубометры, но и литры, а значит легко посчитать стоимость нагрева того же литра вода на газовой плите. Результат меня несколько обескуражил:

1л. воды в кастрюльке с крышкой на средней конфорке закипала ровно 8 минут и на это ушло 20 литров газа. При стоимости (с июля 2011 года) 1 кубометра газа 0,5466 Ls, получаем, что вскипятить литр воды на газе стоит…. (звучат фанфары)… 0,01 Ls или 1 сантим, т.е. БОЛЬШЕ, чем электрическим чайником!

Результат странный, поэтому буду рад, если кто-то найдет ошибку, хотя места для нее вроде нет.

Еще более странный получился КПД такого нагрева:

Если теплотворная способность пропана 22000 Ккал/м3, что равно 92,180 МДж/m3 или 92180 Дж/л., то КПД получается всего около 18%. Конечно, при сгорании газа значительно больше тратится на нагрев окружающего пространства, но все равно как-то уж совсем мало…

P.S. Заодно узнал, что коНфорка пишется через Н, а не через М. Боже, век живи век учись…

vladwed.livejournal.com

Виды водонагревателей

Водонагреватели бывают следующих видов:

1. Проточный. Конструкция водонагревателя представляет собой пластиковый корпус со встроенной нагревательной спиралью, который прикрепляется на смеситель. Вода, проходящая через спираль, прогревается до 45-50 градусов. Чем больше скорость воды, тем меньше ее температура. Такая модель незаменима на даче, в деревне или в садовых домиках.
2. Накопительный. Бойлер имеет накопительный бак, в котором встроена спираль. Когда вода остывает, датчик температуры срабатывает автоматически и включает функцию подогрева. Внутри бойлер имеет слои утеплителя, препятствующие остыванию воды. Преимущества очевидны: подогрев воды осуществляется круглосуточно. Данный тип оборудования подходит семьям с детьми, а так же пожилым людям.

Если рассматривать энергозатраты, то проточное и накопительное устройство потребляют приблизительно одинаковое количество энергии в сутки.

Дело в том, что проточный нагревает воду по мере использования, а бойлер поддерживает заданную температуру все время. Поэтому скачки напряжения в сети (Вы можете заметить, как счетчик быстро мотает диск) будут очень заметны при использовании проточного водонагревателя.

Бойлер, выделяющий тепло из существующей системы отопления, называют устройством косвенного нагрева. Подробнее об этом здесь: 

Мощность проточного и накопительного водонагревателя квт водонагреватель сколько расходует электроэнергии

Применяемые в быту проточные водонагреватели, работающие от электрического нагревательного элемента

Применяемые в быту водонагреватели, работающие от электрического нагревательного элемента, делятся на два основных вида — проточные и накопительные. Эта разница существенно влияет на объем потребляемой электроэнергии приборов, их размеры и способы установки.

Все эти приборы с успехом устанавливаются в жилых и нежилых помещениях. В зависимости от необходимой потребности в горячей воде подбираются модели с соответствующими параметрами:

• Водонагреватели накопительного типа — по объему нагревательного бака, мощности нагревательного элемента, форме расположения корпуса;
• Водонагреватели проточного типа по потребляемой энергии и по пропускной способности прибора.

Бойлеры с нагревательным баком, обеспечивают нагрев объема резервуара до заданной температуры и поддержание необходимой температуры

Бойлеры с нагревательным баком, обеспечивают нагрев объема резервуара до заданной температуры и поддержание необходимой температуры на протяжении большого отрезка времени даже с отключенным ТЭН ом. Возможность сберечь большой объем воды в баке позволяет слой теплоизоляционного материала между баком и наружной обшивкой бойлера. А вот расход электричества на нагрев может быть отрегулирован как в ручном режиме, так и при помощи автоматики — путем задания суточного графика работы прибора. Плюсом водонагревателей этого типа выступает возможность пользования горячей водой постоянно, ведь бак, рассчитанный на 50, 80 или даже 100 литров постоянно находится с горячей водой.

Водонагреватели проточного типа обеспечивают нагрев проточной воды, проходящей через нагревательный элемент. Необходимость почти мгновенного повышения температуры воды до установленного уровня требует, чтобы мощность проточного водонагревателя была очень высокой. Именно поэтому на такие приборы и устанавливаются более мощные ТЭНы.

Несмотря на указанные в паспорте прибора параметры мощности и потребления электричества, на практике расход электроэнергии может существенно отличаться от заявленных данных. Причинами такого явления здесь могут быть:

• Объем потребляемой горячей воды;
• Характер потребления;
• Выставленные на органах управления параметры уровня температуры нагрева;
• Производительность проточного водонагревателя;
• Температура холодной воды, поступающей для нагрева.

Характеристики бойлеров с емкостью 50 литров

Возьмем три устройства на 50 литров с разными параметрами и посчитаем их эффективность. Для всех примем температуру воды в кране 15 градусов, а горячей 60 градусов. Дневное потребление будет 200 л.

Водонагреватель Ariston ABS VLS EVO PW 50 имеет два ТЭНа на 2500 ватт. Время нагревания полной емкости равно 0.00116*50*(60-15)/2,5 = 0,928 ч, это около 55 минут. Суточное потребление будет равно 200/50*0,928*2,5 = 9,28 kW в сутки. Это 278,4 kW в мес.

Бойлер Ariston ABS VLS EVO PW 50

electrolux ewh 50 centurio DL оборудован двумя ТЭНами по 1 kW. Вся вода греется за 0.00116*50*(60-15)/2 = 1,3 ч, что приблизительно и написано в характеристиках аппарата. В сутки это 200/50*1,3*2 = 10,4 kW, 312 kW в мес.

Бойлер Electrolux EWH 50 Centurio DL

Ariston ECOFIX 50V 1,2 K оборудован трубчатым электронагревателем на 1,2 kW. Время для подогрева 0.00116*50*(60-15)/1,2 = 2,17 ч. За день наберется 200/50*2,17*1,2 = 10, 4 kW, за месяц 312,4 kW.

Бойлер Ariston ECOFIX 50V 1,2 K

Справка

Этот калькулятор высчитает сколько денег, электроэнергии и времени тратится на нагрев воды. Вам не потребуется ни формул, ни коэффициентов: просто введите ваши данные и получите ответ.

Для расчета потребленной электроэнергии надо указать температуру холодной и горячей воды, а также её объём (массу). Вы можете указать КПД нагревательного прибора, если он вам известен. Если задать КПД 100%, то расчет покажет только полезную мощность затраченную на нагрев воды. При указании реального КПД расчет выдаст полную мощность потребленную от сети.

Чтобы высчитать полную стоимость нагрева воды, необходимо задать ваш тариф на электроэнергию в рублях.

Чтобы оценить сколько времени занимает нагрев, укажите мощность электроприбора, которым вы греете воду, в киловаттах (кВт). Мощность часто указана на корпусе прибора, а также в его руководстве по эксплуатации или паспорте.

Проточные электроводонагреватели

Схема проточного электроводонагревателя 1 — внешний корпус 2 — нагревательные элементы 3 — контактор 4 — переключатель дифференциального давления 5 — впуск холодной воды 6 — выпуск горячей воды

В проточных водонагревателях (в просторечии «проточники») размер бака сильно уменьшен, так что нагревательная емкость представляет собой узкую трубку. Это приводит к быстрому прогреву воды за то время, пока она протекает через нагревательную емкость.

Такие водонагреватели имеют заметно более высокую мощность, так, только для принятия душа нужна мощность не менее 6-8 кВт, а для полноценного снабжения горячей водой индивидуального жилого дома — 15−20 кВт. Однако более высокая мощность не означает большего потребления электроэнергии, поскольку такой водонагреватель работает сравнительно небольшое время, ведь ему не нужно прогревать целый бак. Опасность перерасхода энергии возникает только в том случае, если потребитель относится к потреблению горячей воды небрежно, не закрывая кран в моменты, когда она непосредственно не нужна.

В качестве нагревательного элемента могут использоваться ТЭН или неизолированная спираль. К преимуществам неизолированной спирали относят, в первую очередь, невозможность отложения на ней солей жесткости из-за того, что в процессе нагревания она подрагивает, не давая возможности частичкам накипи оседать. Главным же недостатком является высокая чувствительность к воздушным пробкам, поэтому спиральные модели желательно дополнять (при отсутствии встроенной) защитой от сухого хода.

Разновидности

Существуют проточные водонагреватели закрытого (напорные) и открытого (безнапорные) типов. Смысл этих терминов такой же, как и у емкостных моделей. Проточники закрытого типа могут снабжать несколько водоразборных точек, при этом расширительный бак и группа безопасности не требуются. Проточники открытого типа могут снабжать горячей водой только одну водоразборную точку с использованием спецсмесителя.

Несмотря на то, что проточники закрытого типа способны работать с обычными смесителями любой конструкции, всё же рекомендуется осуществлять водоразбор посредством только крана горячей воды двухвентильного смесителя, поскольку это помогает, во-первых, экономить электроэнергию (отсутствует подмес холодной воды, а, значит, неоправданный нагрев), а во-вторых, позволяет избежать чрезмерно маленького протока через водонагреватель (через водонагреватель проходит весь проток, а не его часть). При использовании однорычажного смесителя всегда существует некоторый проток, проходящий в излив крана через холодную трубу, то есть в обход проточника.

Модели проточных водонагревателей с гидравлическим управлением обычно имеют несколько ступеней мощности, включаемых вручную, Регулирование температуры на каждой ступени в таких моделях осуществляется изменением расхода воды.

Модели с электронным управлением имеют терморегулятор, изменяющий мощность нагрева в зависимости от протока и температуры входящей воды. Если проток слишком велик для достижения установленной температуры, некоторые электронные модели просто работают на полную мощность, иногда сообщая реальную температуру. Другие начинают ограничивать проток до такой величины, чтобы вода все же смогла прогреться до установленной температуры (этот вариант присутствует лишь в трехфазных моделях).

Включение нагревательного элемента происходит в момент водоразбора на основании сигналов от датчиков протока («по трубке с нагревательным элементом протекает вода») и температуры («протекающая вода холодная, температура ниже установленной»). Выключение нагревательного элемента происходит сразу после окончания водоразбора либо в случае перегрева.

Электрические проточные водонагреватели выпускаются в вариантах подключения как к однофазной (220В), так и для трёхфазной (380В) электросети. Водонагреватель для однофазной сети имеют небольшую мощность, не выше 10 кВт, в связи с ограничениями на максимальную нагрузку в электросети. Если же водонагревательная установка предназначена для подключения к трёхфазной сети, то её мощность может достигать 12—30 кВт.

Следует помнить, что стандарты напряжений в России и странах СНГ несколько отличаются от европейских и американских стандартов, поэтому мощность, указанная на импортной технике, должна быть соответствующим образом скорректирована, лишь после этого можно получить представление о реальной мощности прибора.

Расчёты

Максимальный поток воды V (л/мин) из проточного электроводонагревателя заданной мощности W (кВт) (либо из смесителя, где она смешивается с холодной водой) можно рассчитать по формуле:

Сравнение моделей с объемом 80 литров

Примем дневную норму в 250 л, чего хватит на 4 человека.

Аристон 80V 1,2 K на 80 литров с нагревательным элементом на 1200 Вт греет полную емкость за 0.00116*80*(60-15)/1,2 = 3,48 ч. В сутки расходуется 250/80*3,48*1,2 = 13,05 kW, что в месяц составит 391,5 kW.

Бойлер Аристон 80V 1,2 K

Электролюкс EWH 80 Formax DL имеет два ТЭНа на 2000 Вт. Вся емкость нагревается за 0.00116*80*(60-15)/2 = 2,088 часа. В день потребляется 250/80*2,088*2 = 13,05 kW, за 30 дней получится также 391,5 киловатт.

Бойлер Электролюкс EWH 80 Formax DL

Gorenje FTG 80 SM с двумя трубчатыми нагревателями суммарной мощностью 2600 ватт. Вода нагревается за 0.00116*80*(60-15)/2,6 = 1,6 ч. За день истратится 250/80*1,6*2,6 = 13 kW, 390 в мес.

Бойлер Gorenje FTG 80 SM

Как уменьшить энергопотребление бойлера

Когда вы узнаете, сколько киловатт «кушает» ваш бойлер за месяц, вам захочется ограничить его аппетиты. На этот счет мы можем дать несколько советов.

Засеките, за какое время бойлер полностью остывает. Если вы уезжаете из дому на это время и дольше, сливайте из него воду и отключайте.

Потрогайте верхнюю часть бойлера. Если она теплая – значит он недостаточно изолирован. Можно установить дополнительную теплоизоляцию, хотя бы в верхней части.

Задумайтесь об установке дополнительного бойлера косвенного нагрева. В холодное время года он будет подогревать воду, например, от системы отопления. И вода на входе в электрический бойлер будет иметь большую температуру.

Если на водонагревателе есть контроллер или таймер, установите его так, чтобы он отключался, когда вас нет дома. И включался за час-два до вашего прихода. Время включения определите сами, в зависимости от объема бака и его мощности.

Следите за состоянием . Грязный нагревательный элемент с большим количеством накипи неэффективно греет воду.

При установке бойлера ставьте его как можно ближе к точкам отбора воды. Трубы хорошо изолируйте специальной металлизированной теплоизоляцией.

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.

Основные категории водонагревателей

Это проточные и накопительные водонагреватели. Для быстрого получения небольшого количества горячей воды, например, для мытья посуды на кухне, можно использовать проточный нагреватель, но для полноценного горячего водоснабжения, целесообразнее установить водонагреватель накопительного типа. По своей конструкции он напоминает термос, в котором нагретая вода сохраняет свою температуру в течение достаточно продолжительного времени. Существуют модели, у которых падение температуры воды составляет примерно 3-5°С в сутки.
Более распространенное название электрических накопительных водонагревателей – бойлер. Он подключается к обычной электрической сети 220В переменного тока и потребляет мощность 0,8÷4 кВт. Для бытовых целей используются бойлеры с объемом бака от 40 до 150литров. Наиболее популярны бойлеры на 80 литров. Вода в них нагревается до температуры 80°С примерно за 2÷3 часа, а ее количества хватает, что бы помыться семье из трех человек.Как правило, бойлеры комплектуются терморегуляторами, с помощью которых можно установить желаемую температуру воды. Если горячая вода не расходуется, то ее температура в бойлере автоматически поддерживается согласно значению, выставленному на терморегуляторе.

Различают бойлеры горизонтального и вертикального исполнения и  напольной или настенной установки

Для небольших помещений больше подойдет бойлер горизонтального исполнения. Его можно закрепить на стенке под потолком получив при этом заметную экономию пространства.  и горячей воды подсоединяются снизу или сб
оку. Такие бойлеры быстрее нагреваются, но не отличаются высокой производительностью. Бойлеры вертикального исполнения лишены этого недостатка. Холодная вода в них подается снизу, а отбор горячей воды осуществляется сверху. Такая конструкция обеспечивает более равномерный прогрев воды. Вертикальные бойлеры более просты в изготовлении и как следствие этого, имеют более доступные цены.

Накопительные водонагреватели

Водонакопительные нагреватели всем знакомы — это большой бак в теплоизоляции со встроенными внутрь нагревательными элементами. По способу монтажа они бывают настенные и напольные. Самые большие настенные имеют емкость 120 литров. И их можно повесить далеко на не все стены. Зато напольные модели могут быть и больше — от 116 до 300 литров. Так как баки выполнены в основном, в виде цилиндров, у настенных моделей важна еще ориентации в пространстве. Они могут быть вертикальными, горизонтальными или универсальными (могут работать в обоих положениях).

Накопительный электрический водонагреватель — бак с нагревательными элементами

Нагревательные элементы в электробойлерах могут быть двух типов: ТЭНы (мокрые или сухие) и спиральные нагревательные элементы. ТЭНы более привычные, их проще поменять в случае необходимости. Зато спиральные нагревательные элементы быстрее нагревают воду, но стоит такая техника больше.

Из чего сделан бак

Чтобы выбрать электрический водонагреватель накопительного типа, первым делом определяемся с емкостью. Самые маленькие рассчитаны на нагрев всего 15 литров, самые большие из настенных — на 120 литров. А вообще, есть модели на 20, 30, 50, 80, 100 и 120 литров.

Есть и плоские модели (Termex, Ariston и др). Они не так привычны, но могут быть более удобны

Определившись с емкостью обратите внимание на материал, из которого изготовлен бак. Лучший вариант -нержавеющая сталь

При нормальном качестве металла и качестве сварки он может служить десятилетиями. Но накопительный водонагреватель из нержавейки стоит дорого. Дешевые модели сделаны из черной стали, а чтобы она не ржавела, изнутри наносится керамическое, полимерное или лако-красочное покрытие. Такие модели стоят намного дешевле. Но по опыту эксплуатации, они быстро начинают течь. Во всяком случае, ни одной модели с нормальной оценкой найти не удалось.

Тип управления

Электрическая накопительная водогрейка может иметь механическое или электронное управление. Электронное более современное, предоставляет больше возможностей. Например, есть ограничение температуры нагрева.

Управление накопительным водонагревателем может быть электронное (на фото Termex IF 80) или механическим (ARISTON-SNT100V)

Зато механическое управление проще в эксплуатации и дешевле в ремонте. Именно такие агрегаты более понятны старшему поколению, которому любые кнопки и мигающие цифры «делают нервы».

Системы защиты

Так как оборудование опасное (соседство воды и электричества всегда опасно), в хорошо если в электрических водонагревателях присутствует защита. Лучше выбрать электрический водонагреватель накопительного типа хотя бы с минимальной защитой:

• Защита от перегрева. Обычное термореле, которое отключает питание при превышении заданной температуры.

• Предохранительный клапан. При повышении давления (вызвано обычно высокой температурой внутри), клапан стравливает некоторое количество воды, предотвращая разрыв колбы.

  Есть еще некоторые функции, которые могут быть полезны

Еще может быть защита от замерзания. Эта система нужна, если ищите вы накопительный водонагреватель сезонной для дачи или бани. При наличии электропитания в вода в баке будет понемногу подогреваться. Обычно выдерживается температура +5°C, чтобы вода гарантированно не замерзла и не лед не разорвал бак. А для того, чтобы на нагревательном элементе не скапливались соляные отложения, в бак вводится магниевый анод. С ним ТЭНы «живут» дольше.

Лучшие модели

Тут имеет смысл разделить по емкости. Ведь в данном случае именно по этому признаку в первую очередь и ищут накопительный водонагреватель. Сначала приведем рейтинг лучших моделей малой емкости, далее — по возрастающей.

Емкостью 10-15 литров:

•  Timberk SWH SE1 15 VU (15 литров)
• Timberk SWH SE1 10 VU (10 литров)
• Gorenje GT 10 U (10 литров)
• Polas P 15 ORri (15 литров)

Емкостью 30 литров

• Timberk SWH FSL1 30 VE
• Timberk SWH FSM3 30 VH
• Garanterm GTI 30-V
• Polaris PS-30V
• Oasis VC-30L
• Polaris ECO EMR 30 V

• Timberk SWH FSM6 30 H (горизонтальный)

  Небольшие по объему накопительные водонагреватели можно разместить даже под мойкой

Емкостью 50 литров

• Polaris Gamma IMF 50V
• Polaris Vega IMF 50H (горизонтальный)
• Electrolux EWH 50 Royal Silver
• Electrolux EWH 50 Formax DL
• Polaris Stream IDF 50V/H Slim
• Hyundai H-DRS-50V-UI310

Емкостью 80 литров

Емкостью 100 литров

• Timberk SWH RED1 100 V
• Timberk SWH FSQ1 100V
• Garanterm GTI 100-V
• Polaris P-100Vr
• Gorenje OTG 100 SLSIMB6/SLSIMBB6
• OSO RW 100
• Gorenje GBFU 100 E B6

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.

Как рассчитывается калорийность

Скорее всего вас интересует эта тема по причине того, что вы заинтересовались энергетической составляющей еды и возможно вы решились подсчитывать калории своего суточного рациона, с целью похудеть или поправиться. Что же… вы на правильном пути.

ЧТО ТАКОЕ КАЛОРИИ?

В начале определение: калории — это количество энергии, необходимое для разогрева 1 килограмма воды, на 1 градус Цельсия. Здесь следует сделать уточнение: говоря о калорийности и калориях, принято подразумевать килокалории (ккал). Так вот чтобы нагреть 1 литр (кг) воды, на 1 градус, реально требуется 1000 калорий или 4200 Джоулей (1 калория = 4,2 Джоуля).

То, есть калорийность, это ничто иное как энергоёмкость продукта и чем выше его энергоёмкость, тем меньшее его количество нужно чтобы разогреть «подопытную» воду.

А вот теперь, с целью полного понимания вышесказанного, предлагаю такой вот забавный пример: вот представьте что у нас есть чайник ёмкостью 1 литр полный воды, температура в комнате 21 градус Цельсия (температура воды соответственно тоже 21 градус) и нам нужно довести эту воду до кипения, то есть до 100 градусов. Но в наличии у нас из энергоносителей только йогурт, грильяж и подсолнечное масло… нет ни газа, ни электричества, ни какого либо другого энергоносителя.

Понятно, что ситуация исключительно виртуальная… но зато очень наглядная. И так поехали считать:

• Первым берем «средний» вариант, с грильяжем. Его калорийность — 375 ккал / 100 гр, а это значит что ста граммами грильяжа можно нагреть 375 литров воды на один градус. Далее делим граммы на литры (100/375) и узнаём сколько требуется грильяжа для нагрева 1 литра воды на 1 градус, итог: 0,27 грамма. Но нам ведь надо не на градус поднять, а до кипения довести! А значит 0,27 умножаем на 79 (это на столько градусов нужно поднять температуру воды, от исходной равной 21-му градусу) и получаем 21,3 грамма.

• Теперь возьмём куда более энергоёмкое подсолнечное масло (899 ккал) и проведём аналогичные расчёты:100/899 = 0,11; 0,11*79 = 8,7 грамма.

• Следом проверим на малокалорийном йогурте (93 ккал). Конечно поджечь йогурт никак не выйдет, ибо он сам почти полностью состоит из воды, но у нас ведь особые условия. Расчеты дают следующее: 100/93 = 1,07; 1,07*79 = 84,5 грамма.

И так кипячения литрового чайника с водой нам бы понадобилось: 8,7 гр растительного масла или 21,3 гр грильяжа, или же 84,5 грамма йогурта. Эти примеры наглядно и просто демонстрируют понятие калорийности, как таковой.

Определенной «калорийностью» обладают абсолютно все вещества, способные выделять энергию: нефть, газ, торф, древесина, китовый жир (которым пользовались до открытия нефти), бензин, солярка, парафин и еще сотни вариантов. Просто термин калорийность принято выражать энергоёмкость пищевых продуктов, хотя по-факту можно «прикинуть» калорийность, примером, водопада (!) (хотя это и не совсем правильно).

Получается, что калорийность показывает каким энергетическим потенциалом обладает, тот или иной продукт. Скушав этот продукт, ваш энергетический потенциал тоже соответственно возрастет. Догадайтесь, какие люди самые калорийные?

КАК ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ И РАССЧИТЫВАЕТСЯ КАЛОРИЙНОСТЬ?

Ранее для определения калорийности использовался оригинальный метод: суть его заключалась в непосредственном измерении выделяемой горящим продуктом энергии. Еда помещалась внутрь герметичного контейнера, контейнер помещался в воду, еда сжигалась, после чего измерялась температура воды. Сейчас этим методом практически не пользуются.

Современный метод рассчитывает косвенную калорийность продукта. Расчет производится путем суммирования энергетических ценностей питательных компонентов еды: белков, жиров, спиртов и углеводов. Ведь уже давным-давно известны калорийности всех этих компонентов: белок — 4ккал/1гр., жир — 9ккал/1гр., углевод — 4ккал/1гр., алкоголь — 7ккал/1гр. В итоге, чтобы рассчитать калорийность еды, достаточно знать её состав и на основании известных данных совершить математический расчёт. И не нужно ничего сжигать.

Думаете это всё? Ещё кое-что интересное, ждет вас в рубрике! →

Домашняя диета | 2011 — 2018 | Пожалуйста при использовании материалов этого сайта укажите источник гиперссылкой. | Карта сайта

dieta-doma.com

• Мощность для нагрева 1 литра воды на 1 градус
• Что такое полезная мощность
• Что такое полезная мощность
• Работа и мощность переменного тока
• Работа и мощность переменного тока
• Как увеличить мощность электричества на даче
• Как увеличить мощность электричества на даче
• Что такое мощность полезная
• Что такое мощность полезная
• Сечение провода и мощность таблица для постоянного тока 12 вольт

Процесс нагрева паром — расчет нагрузки

Обычно паровой нагрев используется для

• изменения температуры продукта или жидкости
• поддержания температуры продукта или жидкости

Преимущество пара заключается в большом количестве тепла энергия, которую можно передать. Энергия, выделяемая при конденсации пара в воду, находится в диапазоне 2000 — 2250 кДж / кг (в зависимости от давления) — по сравнению с водой с 80 — 120 кДж / кг (при разнице температур 20 — 30 ^o С ).

Изменение температуры продукта — нагрев продукта паром

Количество тепла, необходимое для повышения температуры вещества, может быть выражено как:

Q = mc _p dT (1)

где

Q = количество энергии или тепла (кДж)

м = масса вещества (кг)

c _p = удельная теплоемкость вещества (кДж / кг ^o C) — Свойства материалов и теплоемкость обычных материалов

dT = повышение температуры вещества ( ^o C)

Имперские единицы? — Проверьте конвертер единиц!

Это уравнение можно использовать для определения общего количества тепловой энергии для всего процесса, но оно не принимает во внимание скорость передачи тепла , которая составляет:

• количество тепловой энергии, переданной в единицу времени

В приложениях без проточного типа нагревается фиксированная масса или единичная партия продукта.В приложениях проточного типа продукт или жидкость нагревается, когда она постоянно течет по поверхности теплопередачи.

Непоточный или периодический нагрев

В непроточных приложениях технологическая жидкость хранится в виде единой партии в резервуаре или емкости. Паровой змеевик или паровая рубашка нагревают жидкость от низкой до высокой температуры.

Средняя скорость теплопередачи для таких приложений может быть выражена как:

P = mc _p dT / t (2)

, где

P = средняя скорость теплопередачи или мощность (кВт (кДж / с))

м = масса продукта (кг)

c _p = удельная теплоемкость продукта (кДж / кг. ^o C) — Свойства материалов и теплоемкость обычных материалов

dT = Изменение температуры жидкости ( ^o C)

t = общее время, в течение которого процесс нагрева происходит (секунды)

Пример — Время, необходимое для нагрева воды с прямым впрыском пара

Время, необходимое для нагрева 75 кг воды (c _p = 4,2 кДж / кг ^o C) от температуры 20 ^o C до 75 ^o C с паром, произведенным из котла мощностью 200 кВт (кДж / с) можно рассчитать путем преобразования уравнения.От 2 до

t = mc _p dT / P

= (75 кг) (4,2 кДж / кг ^o C) ((75 ^o C) — (20 ^o C) ) / (200 кДж / с)

= 86 с

Примечание! — когда пар впрыскивается непосредственно в воду, весь пар конденсируется в воду, и вся энергия пара передается мгновенно.

При нагреве через теплообменник имеет значение коэффициент теплопередачи и разница температур между паром и нагретой жидкостью.Повышение давления пара увеличивает температуру и увеличивает теплопередачу. Время нагрева уменьшено.

Общее потребление пара может увеличиваться — из-за более высоких тепловых потерь или уменьшаться — из-за более короткого времени нагрева, в зависимости от конфигурации реальной системы.

Процессы проточного или непрерывного нагрева

В теплообменниках поток продукта или жидкости непрерывно нагревается.

Преимущество пара — это однородная температура поверхности нагрева, поскольку температура поверхностей нагрева зависит от давления пара.

Средняя теплопередача может быть выражена как

P = c _p dT м / т (3)

где

P = средняя скорость теплопередачи (кВт (кДж / с) ))

м / т = массовый расход продукта (кг / с)

c _p = удельная теплоемкость продукта (кДж / кг. ^o C)

dT = изменение температуры жидкости ( ^o C)

Расчет количества пара

Если мы знаем скорость теплопередачи — количество пара можно рассчитать:

м _с = P / ч _e (4)

где

м _с = масса пара (кг / с)

P = расчетная теплопередача (кВт)

ч _e = энергия испарения пара (кДж / кг)

Энергию испарения при различных давлениях пара можно найти в таблице пара с единицами СИ или в таблице Steam с британскими единицами измерения.

Пример — периодический нагрев паром

Количество воды нагревается паром с давлением 5 бар (6 бар абс.) от температуры 35 ^o C до 100 ^o C в течение периода 20 минут (1200 секунд) . Масса воды 50 кг, и удельная теплоемкость воды 4,19 кДж / кг. ^o С .

Скорость теплопередачи:

P = (50 кг) (4,19 кДж / кг ^o C) ((100 ^o C) — (35 ^o C)) / (1200 с)

= 11.35 кВт

Количество пара:

м _с = (11,35 кВт) / (2085 кДж / кг)

= 0,0055 кг / с

= 19,6 кг / ч

Пример — Непрерывный нагрев паром

Вода течет с постоянной скоростью 3 л / с нагревается от 10 ^o C до 60 ^o C паром при 8 бар (9 бар абс) .

Расход тепла можно выразить как:

P = (4.19 кДж / кг. ^o C) ((60 ^o C) — (10 ^o C)) (3 л / с) (1 кг / л)

= 628,5 кВт

Расход пара может можно выразить как:

м _с = (628,5 кВт) / (2030 кДж / кг)

= 0,31 кг / с

= 1115 кг / ч

термодинамика — Время расчета нагреть воду со скоростью 150 л / мин. @ 1100 бар

Эти две очень простые в использовании формулы, вероятно, позволят легко определить порядок величины.

Время нагрева с заданной мощностью нагрева

T = V x 1000 куб.см / л x 4,17 x K / Вт секунд
или T = 4170 В.К / Вт

Мощность, необходимая для нагрева во времени T

Мощность = Вт = = В x 1000 куб.см / л x 4,17 x К / Т Вт
или W = 4170 В.К / Т

Где

T = секунды
V = литры
K = повышение в градусах K (или C)
W = мощность нагрева в ваттах
4,17 = удельная теплоемкость воды в диапазоне от 20 C до 30 C с поправкой на среднюю плотность воды, поэтому единицы измерения — Дж / куб. K

Это увеличивается на любые потери
например, электрический чайник без теплоизоляции имеет КПД 85% — 95%
Накачивание энергии частично увеличивает нагрев.

Ключевым фактором является количество тепла, накопленного в воде на кубический метр на каждый градус К (или градус Цельсия) повышения температуры. Как только это станет известно, все остальное можно будет рассчитать.
Более полезная, чем многие другие, таблица тепловых свойств воды может быть найдена здесь на полезном сайте «Engineering Toolbox». Вместо того, чтобы давать несколько цифр при нескольких выбранных температурах, это дает свойства в широком диапазоне температур, поэтому можно установить, оказывает ли температура значительное влияние на соответствующие свойства в контексте текущей проблемы.

Удельная теплоемкость воды составляет в среднем около 4,18 Дж на грамм * на градус К в диапазоне температур от 20 до 30 ° С, или 4,17 Дж на кубический метр на градус К. Из 0,01 Дж / единица / К мало что можно сделать. разница в вашем результате.

• Цифры на куб. См и на грамм немного различаются, поскольку плотность воды в этом диапазоне незначительно меньше 1 г / куб. Удельная теплоемкость составит около 4,18 Дж на грамм и 4,17 Дж / см 3 на градус К. Обычное приведенное значение — 4.3 = 1000 литров
  И 1 литр = 10 x 10 x 10 см или 100 x 100 x 100 мм

  Total_energy = SH x cc x дельта-C = SH x литры x 1000 x дельта-C

  Мощность = энергия / секунда = общая_энергия / секунды.

  Давление здесь не имеет значения, за исключением того, что оно может повлиять на плотность воды.
  Посмотрите на сжимаемость воды, чтобы понять, насколько это важно.

Удвоение напора воды влияет на объем (конечно), но незначительно влияет на давление.

Потребляемая мощность

Энергия в объеме V литров =
V x 1000 см3 / л x удельный вес г / см x SH x delta_T

V = 14,786 (рисунок пользователя)
delta_T = 10 K (рисунок пользователя)
SG = 1 (фактический рисунок свернут в SH — см. Текст)
SH = 4.17 Дж / куб.см / К (сюда входит SG — см. Текст)

Энергия = 14 786 x 1000 x 1 x 4,17 x 10 = 616 576 000 Дж или W.s

Таким образом, вы можете нагреть его за 1 секунду, используя 617000! Нагреватель кВт.
Это может быть сложно.

или за один час с 616 576/3600 секунд = 171 000 Вт тепла (+ потери)

Или с использованием элемента мощностью 3 кВт, который используется в водонагревателях.
(Максимальный доступный размер обычно составляет 3 кВт — больше для специального использования).
616576000/3000 = ~ 57 часов!

Для нагрева и «8-часовой рабочий день» = 616.6 МДж / (8 х 3600) = 21,4 кВт.

Теплоемкость бака может быть значительной.
Изоляция резервуара будет значительной.
Возможны другие потери.
Но это дает вам представление.

Энергоэффективность отопительной воды

Обзор учителя

Сводка

Ученики используют горелку Бунзена, микроволновую печь и электрическую плиту, чтобы определить, какой прибор нагревает воду наиболее эффективно. Студенты выполняют подробные расчеты, чтобы подтвердить свои выводы.

Объектив

Ученики будут использовать наблюдения для расчета энергоэффективности различных методов отопления.

Безопасность

• Убедитесь, что вы и ученики носите правильно подогнанные очки.
• Проверьте безопасное использование горелок Бунзена или плиток. Будьте осторожны с учащимися при обращении с горячей водой
  , чтобы избежать ожогов.
• Метан (природный газ) легко воспламеняется. При смешивании с воздухом в определенных пропорциях он может стать взрывоопасным. Избегайте возникновения искр или пламени при сборе газа.Метан токсичен при вдыхании. Работайте в хорошо проветриваемом помещении.

Материалы для каждой группы

• 1 горелка Бунзена
• 1 конфорка
• 1 метровый отрезок шланга НКТ
• 1 бак или ведро для воды
• 1 секундомер или часы с секундной стрелкой
• 1 бутылка содовой емкостью 2 л (прозрачная, этикетка снята)
• Стакан 1 400 мл
• 1 спиртовой термометр
• Подставка для стойки с 1 кольцом с кольцом
• 1 пара щипцов для стаканов

Материалы для всего класса

• 1 микроволновая печь (общая для всех групп)
• Различные объемные емкости, например, большие градуированные цилиндры для каждой группы

Требуемое время

Два-три урока, примерно по 45–50 минут каждый.

Советы лаборатории

Некоторым учащимся может быть трудно придумать удовлетворительную схему сбора и измерения количества метана, собираемого из выхода газа. При необходимости дайте соответствующие подсказки и подсказки. Если в вашей лаборатории нет стандартной стандартной газовой системы, постоянно подключенной к трубопроводу, подумайте об использовании переносных газовых горелок, спиртовых ламп или любой другой альтернативной системы, которую вы обычно используете. Также подумайте об использовании портативных электрических погружных нагревателей вместо плиток.Они намного более эффективны и стоят 10 долларов за обогреватель, что намного дешевле.

Если представить это как «лабораторный вызов», это базовое исследование может быть адаптировано как лабораторный практический экзамен, чтобы проверить, как студенты могут применять полученные знания. Вы можете варьировать сложность задачи, регулируя количество предоставляемой информации (например, энтальпию сгорания метана). Это исследование также дает возможность учесть общие экологические издержки, связанные с простой лабораторной процедурой.

Обсуждение перед лабораторией

Убедитесь, что учащиеся знакомы с правильной эксплуатацией горелок Бунзена, плит и микроволновых печей. Вы можете посоветовать студентам прочитать процедуру и составить соответствующие таблицы данных, прежде чем они пойдут в лабораторию. Таблицы их данных могут быть их «паспортом» для начала расследования.

Включение в учебную программу

Это исследование может быть включено в раздел по стехометрии, химическим изменениям или термохимии.

Мощность, необходимая для нагрева объема жидкости

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ НАГРЕВА ОБЪЕМА ЖИДКОСТИ

Онлайн расчет

–

Мощность, которая должна быть установлена ​​для повышения температуры в течение заданного времени объема жидкости, содержащейся в резервуаре, является результатом 2 расчетов: расчета мощности для повышения температуры жидкости (Pch) и расчет теплопотерь (Pth).

–

Установленная мощность (кВт) = Тепловая мощность (Pch) + Тепловые потери (Pth)

–

–

1 / Расчет мощности, необходимой для повышения температуры объема жидкости:

–

— Мощность обогрева: Pch (кВт)

— Вес жидкости: M (кг)

— Удельная теплоемкость жидкости: Cp (ккал / кг × ° C)

— Начальная температура: t1 (° C)

— Требуемая конечная температура: t2 (° C)

— Время нагрева: T (ч)

— 1,2 : Коэффициент безопасности, связанный с нашими производственными допусками и вариациями мощности сети

–

Pch = (M × Cp × (t2 — t1) × 1,2) ÷ (860 × T)

–

–

–

a / Расчет массы нагреваемой жидкости:

— Вес жидкости: M (кг)

— Объем нагреваемой жидкости: V (дм3 или литр)

— Плотность жидкости: ρ (кг / дм3)

–

M = V × ρ

–

Значения ρ / Cp для некоторых жидкостей:

Вода: 1/1

Минеральное масло: 0,9 / 0,5

Битум: 1,1 / 0,58

Уксусная кислота: 1,1 / 0,51

Соляная кислота: 1,2 / 0,6

Азотная кислота: 1,5 / 0,66

–

б / Расчет объема жидкости:

В цилиндрической емкости:

— Объем бака: В (дм3)

— Диаметр бака: ∅ (дм)

— Высота жидкости: h2 (дм)

В = π × (∅² ÷ 4) × h2

В прямоугольном резервуаре:

— Объем бака: В (дм3)

— Длина бака: L (дм)

— Ширина бака: Вт (дм)

— Высота жидкости: h2 (дм)

В = Д × Ш × В2

2 / Расчет мощности, необходимой для компенсации тепловых потерь:

— Тепловые потери: Pth (кВт)

— Площадь теплообменной поверхности резервуара: S (м2)

— Требуемая конечная температура: t2 (° C)

— Температура: ta (° C)

— Коэффициент обмена: K (ккал / ч × м2 × ° C)

— 1,2 : Коэффициент безопасности, связанный с нашими производственными допусками и вариациями мощности сети

Pth = (S × (t2 — ta) × K × 1,2) ÷ 860

Коэффициент обмена K как функция скорости ветра и толщины изоляции:

a / Расчет площади обменной поверхности резервуара:

Площадь цилиндрической емкости:

— Площадь резервуара: S (м2)

— Диаметр резервуара: ∅ (м)

— Высота бака: х3 (м)

S = (π × (∅² ÷ 4)) + (π × ∅ × h3)

Площадь прямоугольного резервуара:

— Площадь резервуара: S (м2)

— Длина бака: L (м)

— Ширина бака: Вт (м)

— Высота бака: х3 (м)

S = ((Д + Ш) × в3 × 2) + (Д × Ш)

–

Нагревательные ванны и цистерны с помощью нагнетания пара

Пример 2.11.1 — Определить паровую нагрузку для нагрева резервуара с водой путем нагнетания пара

Эти расчеты (шаги с 1 по 5) основаны на примерах 2.9.1 и 2.10.1 в том, что касается тепловых потерь, но с резервуаром, содержащим воду (cp = 4,19 кДж / кг ° C), вместо раствора слабой кислоты. и вода нагревается за счет впрыска пара, а не с помощью парового змеевика.

Шаг 1 — найдите энергию, необходимую для нагрева 12 000 кг воды с 8 ° C до 60 ° C за 2 часа, используя уравнение 2.6.1:

К регулирующему клапану подается пар под давлением 2,6 бар изб. Чтобы рассчитать средний расход пара, необходимо определить общую энтальпию пара (hg) при этом давлении. Из таблицы 2.11.1 (выдержка из таблиц пара) видно, что полная энтальпия пара (hg) при 2,6 бар изб. Составляет 2733,89 кДж / кг.

Шаг 2 — найдите средний расход пара для нагрева воды с помощью уравнения 2.11.1:

Шаг 3 — найдите средний расход пара для нагрева материала резервуара (стали).

Из Примера 2.9.1, средняя скорость теплопередачи для материала резервуара = (резервуар) = 14 кВт

Средний расход пара для нагрева материала резервуара снова рассчитывается с использованием уравнения 2.11.1:

Шаг 4 — найти средний расход пара для компенсации тепловых потерь из бака во время прогрева. Из Примера 2.9.1:

Хотя разумно допустить, что энтальпия жидкости пара будет способствовать повышению температуры воды и материала резервуара, труднее принять, как энтальпия жидкости пара добавляется к теплоте, теряемой из резервуара из-за излучения. .Следовательно, уравнение для расчета водяного пара, используемого для тепловых потерь (уравнение 2.11.2), учитывает только энтальпию испарения пара при атмосферном давлении.

Шаг 5 — Определите паровую нагрузку для нагрева резервуара с водой путем впрыска пара. Общий средний расход пара можно рассчитать следующим образом:

При использовании систем впрыска пара важно помнить, что конечная масса жидкости равна массе холодной жидкости плюс масса добавленного пара.

В этом примере процесс начался с 12 000 кг воды. За необходимый период прогрева в 2 часа закачан пар со скоростью 569 кг / час. Таким образом, масса жидкости увеличилась на 2 часа x 569 кг / час = 1 138 кг.

Конечная масса жидкости: 12 000 кг + 1138 кг = 13 138 кг

Дополнительные 1138 кг конденсата имеют объем около 1 138 литров (1,138 м³) и также увеличивают уровень воды на:

Очевидно, что в технологическом резервуаре должно быть достаточно места над начальным уровнем воды, чтобы обеспечить такое повышение.В целях безопасности в конструкции резервуара всегда должен быть предусмотрен перелив, в котором используется нагнетание пара.

В качестве альтернативы, если бы требовалось завершить процесс с массой 12 000 кг, масса воды в начале процесса была бы:

Расчет изменений тепла, энергии и температуры — видео и стенограмма урока

Удельная теплоемкость

Мы собираемся посмотреть, как тепло и температура взаимодействуют, вычислив, сколько тепла нужно, чтобы взять 50 граммов льда с температурой -20 ° F и превратить их в воду с температурой 80 ° F.Для этого нам придется использовать две разные формулы энергии; один для удельной теплоемкости и один для скрытой теплоты. Формула удельной теплоемкости, которую вы можете увидеть на своем экране, показывает нам, сколько добавленного тепла ( Q ) требуется для изменения температуры вещества.

Здесь м — масса, ΔT — изменение температуры и c — удельная теплоемкость. Удельная теплоемкость — это количество тепла, необходимое для повышения температуры вещества на один градус Цельсия.

Скрытая теплота

Хотя формула теплоемкости говорит нам, сколько тепла требуется для повышения температуры вещества, она не говорит нам, сколько тепла требуется для изменения фазы вещества. Для этого мы используем формулу скрытой теплоты.

Скрытая теплота ( л ) — это теплота, необходимая для изменения фазы вещества на единицу массы. Есть два различных типа скрытой теплоты: скрытая теплота плавления и скрытая теплота испарения .Первый имеет дело с изменением вещества между твердым телом и жидкостью, а второй — с изменением между жидкостью и газом.

Удельная и скрытая теплоемкость уникальна для каждого вещества. В нашем примере вода имеет следующие значения удельной и скрытой теплоты, которые вы можете видеть на своем экране, пока мы говорим.

«J» означает джоули, которые представляют собой единицы измерения энергии. В этом случае мы видим Дж / г или Джоули на грамм, что относится к единицам тепловой энергии, расходуемой на массу объекта.

Завершение проблемы

Мы используем уравнения удельной и скрытой теплоты вместе, когда повышение температуры вещества переводит его из одной фазы в другую. В нашем примере общее добавленное тепло ( Qtot ) будет представлять собой количество тепла, необходимое для повышения температуры льда до точки, где он тает ( Qi ), плюс количество тепла, необходимое для превращения льда в воду ( Qitw ), плюс количество тепла, необходимое для повышения температуры воды ( Qw ) до 80o F.

Прежде чем мы введем всю информацию о нашей проблеме, нам нужно сделать еще одну вещь. Нам нужно преобразовать нашу температуру из Фаренгейта в Цельсия. Для этого преобразования мы используем следующую формулу.

Для этой задачи нам нужно преобразовать нашу начальную температуру -20o F и нашу конечную температуру 80o F.

Теперь мы используем всю информацию, которую мы предоставили в разделе, для решения нашей проблемы.

Наконец, давайте кратко отметим, как были выбраны наши температурные интервалы для ΔT , или конечная температура минус начальная температура. Эти температурные интервалы были выбраны потому, что лед тает при температуре выше 0 ° C. Таким образом, тепло, добавляемое для льда, может применяться только при температуре от -29 ° C до 0 ° C, а тепло, добавляемое для воды, может применяться только при температуре от 0 ° C до 27 ° C ».

Кривая нагрева

В предыдущих разделах мы подробно рассмотрели взаимосвязь между теплотой и температурой, изучив формулы удельной и скрытой теплоты.Однако, сосредоточившись исключительно на формулах, легко остаться без интуитивного понимания того, что именно происходит. Мы можем помочь выработать более интуитивное понимание, глядя на так называемую кривую нагрева. Кривая нагрева показывает взаимосвязь между температурой и добавленным теплом. На диаграмме на экране вы можете видеть, что температура вещества повышается по мере того, как к нему добавляется больше тепла.

Вы также заметите, что большие участки графика представляют собой горизонтальные линии.Здесь добавляется тепло, но температура не повышается. Это происходит потому, что в этот момент все тепло уходит на изменение фазы вещества, а не на его нагревание. Итак, первый горизонтальный сегмент представляет точку плавления , где вещество переходит из твердого в жидкое, а второй горизонтальный сегмент представляет точку кипения , при которой вещество переходит из жидкости в газ.

Краткое содержание урока

Тепло и температура, хотя на первый взгляд кажутся похожими, на самом деле представляют собой два разных понятия. Тепло — это энергия, которая передается от горячего вещества к холодному, а температура — это мера средней кинетической энергии молекул в системе. Их можно связать друг с другом с помощью уравнений удельной и скрытой теплоты.

Уравнение удельной теплопроводности используется для определения количества тепла, добавляемого ( Q ) к веществу при изменении температуры ( ΔT ).

Здесь m — масса вещества, а c — его удельная теплоемкость , которая сообщает нам, сколько тепла требуется, чтобы повысить температуру вещества на один градус Цельсия.

Уравнение скрытой теплоты используется для определения количества тепла, добавляемого для изменения фазы вещества.

Скрытая теплота ( л ) — это теплота, необходимая для изменения фазы вещества на единицу массы. Скрытая теплота может быть либо скрытой теплотой плавления для переключения между твердым телом и жидкостью, либо скрытой теплотой парообразования для переключения между жидкостью и газом.

Наконец, то, как тепло и температура взаимодействуют в веществе, также можно увидеть графически на так называемой кривой нагрева , которая показывает взаимосвязь между температурой и добавленным теплом.Он также показывает точку плавления , при которой вещество превращается из твердого тела в жидкость, и точку кипения , при которой вещество превращается из жидкости в газ.

По мере добавления тепла температура повышается, за исключением горизонтальных участков кривой, где вместо этого все тепло уходит на изменение фазы вещества.

11.2 Тепло, удельная теплоемкость и теплопередача — физика

Теплопередача, удельная теплоемкость и теплоемкость

В предыдущем разделе мы узнали, что температура пропорциональна средней кинетической энергии атомов и молекул в веществе, и что средняя внутренняя кинетическая энергия вещества тем выше, чем выше температура вещества.

Если два объекта с разной температурой соприкасаются друг с другом, энергия передается от более горячего объекта (то есть объекта с более высокой температурой) к более холодному (с более низкой температурой) объекту, пока оба объекта не будут иметь одинаковую температуру. . При равенстве температур нетто-передачи тепла, поскольку количество тепла, передаваемого от одного объекта к другому, равно количеству возвращенного тепла. Одним из основных эффектов теплопередачи является изменение температуры: нагревание увеличивает температуру, а охлаждение снижает ее.Эксперименты показывают, что тепло, передаваемое веществу или от него, зависит от трех факторов: изменения температуры вещества, массы вещества и определенных физических свойств, связанных с фазой вещества.

Уравнение теплопередачи Q :

Q = mcΔT, Q = mcΔT,

11,7

, где м — масса вещества, а Δ T — изменение его температуры в единицах Цельсия или Кельвина. Обозначение c обозначает удельную теплоемкость и зависит от материала и фазы.Удельная теплоемкость — это количество тепла, необходимое для изменения температуры 1,00 кг массы на 1,00 ºC. Удельная теплоемкость c — это свойство вещества; его единица СИ — Дж / (кг К) или Дж / (кг ° C ° C). Изменение температуры (ΔTΔT) одинаково в кельвинах и градусах Цельсия (но не в градусах Фаренгейта). Удельная теплоемкость тесно связана с понятием теплоемкости. Теплоемкость — это количество тепла, необходимое для изменения температуры вещества на 1,00 ° C ° C.В форме уравнения теплоемкость C равна C = mcC = mc, где m — масса, а c — удельная теплоемкость. Обратите внимание, что теплоемкость такая же, как и удельная теплоемкость, но без какой-либо зависимости от массы. Следовательно, два объекта, состоящие из одного и того же материала, но с разной массой, будут иметь разную теплоемкость. Это связано с тем, что теплоемкость — это свойство объекта, а удельная теплоемкость — это свойство любого объекта , изготовленного из того же материала.

Значения удельной теплоемкости необходимо искать в таблицах, потому что нет простого способа их вычислить.В таблице 11.2 приведены значения удельной теплоемкости для некоторых веществ в качестве справочной информации. Из этой таблицы видно, что удельная теплоемкость воды в пять раз больше, чем у стекла, а это означает, что для повышения температуры 1 кг воды требуется в пять раз больше тепла, чем для повышения температуры 1 кг стекла тем же самым способом. количество градусов.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL] [OL] [AL] Объясните, что эта формула работает только тогда, когда фаза вещества не меняется.Передача тепловой энергии, тепла и фазовый переход будут рассмотрены позже в этой главе.

Предупреждение о заблуждении

Единицы измерения удельной теплоемкости — Дж / (кг ° C⋅ ° C) и Дж / (кг K). Однако градусы Цельсия и Кельвина не всегда взаимозаменяемы. В формуле для удельной теплоемкости используется разница в температуре, а не абсолютная температура. Это причина того, что градусы Цельсия могут использоваться вместо Кельвина.

Таблица 11.2 Удельная теплоемкость различных веществ.

Snap Lab

Изменение температуры земли и воды

Что нагревается быстрее, земля или вода? Вы ответите на этот вопрос, проведя измерения для изучения различий в удельной теплоемкости.

• Открытое пламя. Соберите все распущенные волосы и одежду, прежде чем зажечь открытое пламя. Следуйте всем инструкциям своего учителя о том, как зажечь пламя. Никогда не оставляйте открытое пламя без присмотра. Знайте расположение противопожарного оборудования в лаборатории.

• Песок или грунт
• Вода
• Духовка или тепловая лампа
• Две маленькие банки
• Два термометра

Инструкции

Процедура

1. Поместите равные массы сухого песка (или почвы) и воды одинаковой температуры в две небольшие банки. (Средняя плотность почвы или песка примерно в 1,6 раза больше плотности воды, поэтому вы можете получить равные массы, используя на 50 процентов больше воды по объему.)
2. Нагрейте оба вещества (с помощью духовки или нагревательной лампы) в течение одинакового времени.
3. Запишите конечные температуры двух масс.
4. Теперь доведите обе банки до одинаковой температуры, нагревая их в течение более длительного периода времени.
5. Снимите банки с источника тепла и измеряйте их температуру каждые 5 минут в течение примерно 30 минут.

Проверка захвата

Потребовалось больше времени, чтобы нагреть воду или песок / почву до той же температуры? Какой образец остыл дольше? Что этот эксперимент говорит нам о том, как удельная теплоемкость воды по сравнению с удельной теплотой земли?

1. Песок / почва нагревается и остывает дольше.Это говорит нам о том, что удельная теплоемкость земли больше, чем у воды.
2. Песок / почва нагревается и остывает дольше. Это говорит нам о том, что удельная теплоемкость воды больше, чем у земли.
3. Вода нагревается и остывает дольше. Это говорит нам о том, что удельная теплоемкость земли больше, чем у воды.
4. Вода нагревается и остывает дольше. Это говорит нам о том, что удельная теплоемкость воды больше, чем у земли.

Проводимость, конвекция и излучение

При разнице температур происходит теплопередача. Передача тепла может происходить быстро, например, через сковороду, или медленно, например, через стенки изолированного холодильника.

Существует три различных метода теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение. Иногда все три могут происходить одновременно. См. Рисунок 11.3.

Рис. 11.3 В камине передача тепла происходит всеми тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением.Излучение отвечает за большую часть тепла, передаваемого в комнату. Передача тепла также происходит через теплопроводность в комнату, но гораздо медленнее. Теплообмен за счет конвекции также происходит через холодный воздух, поступающий в комнату вокруг окон, и горячий воздух, покидающий комнату, поднимаясь вверх по дымоходу.

Проводимость — это передача тепла при прямом физическом контакте. Тепло, передаваемое между электрической горелкой плиты и дном сковороды, передается за счет теплопроводности. Иногда мы пытаемся контролировать теплопроводность, чтобы чувствовать себя более комфортно.Поскольку скорость теплопередачи у разных материалов разная, мы выбираем такие ткани, как толстый шерстяной свитер, которые зимой замедляют отвод тепла от нашего тела.

Когда вы идете босиком по ковру в гостиной, ваши ноги чувствуют себя относительно комфортно… пока вы не ступите на кафельный пол кухни. Поскольку ковер и кафельный пол имеют одинаковую температуру, почему один из них холоднее другого? Это объясняется разной скоростью теплопередачи: материал плитки отводит тепло от вашей кожи с большей скоростью, чем ковровое покрытие, что заставляет чувствовать себя на холоднее.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL] [OL] [AL] Спросите учащихся, какая сейчас температура в классе. Спросите их, все ли предметы в комнате имеют одинаковую температуру. Как только это будет установлено, попросите их положить руку на стол или на металлический предмет. Стало холоднее? Почему? Если их стол изготовлен из ламината Formica, тогда он будет чувствовать себя прохладным для их рук, потому что ламинат является хорошим проводником тепла и отбирает тепло из рук, создавая ощущение «холода» из-за тепла, покидающего тело.

Некоторые материалы просто проводят тепловую энергию быстрее, чем другие. В целом металлы (например, медь, алюминий, золото и серебро) являются хорошими проводниками тепла, тогда как такие материалы, как дерево, пластик и резина, плохо проводят тепло.

На рис. 11.4 показаны частицы (атомы или молекулы) в двух телах при разных температурах. (Средняя) кинетическая энергия частицы в горячем теле выше, чем в более холодном теле. Если две частицы сталкиваются, энергия передается от частицы с большей кинетической энергией к частице с меньшей кинетической энергией.Когда два тела находятся в контакте, происходит много столкновений частиц, что приводит к чистому потоку тепла от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. Тепловой поток зависит от разности температур ΔT = Thot-TcoldΔT = Thot-Tcold. Таким образом, вы получите более сильный ожог от кипятка, чем от горячей воды из-под крана.

Рис. 11.4. Частицы в двух телах при разных температурах имеют разные средние кинетические энергии. Столкновения, происходящие на контактной поверхности, имеют тенденцию передавать энергию из высокотемпературных областей в низкотемпературные области.На этой иллюстрации частица в области более низких температур (правая сторона) имеет низкую кинетическую энергию перед столкновением, но ее кинетическая энергия увеличивается после столкновения с контактной поверхностью. Напротив, частица в области более высоких температур (слева) имеет большую кинетическую энергию до столкновения, но ее энергия уменьшается после столкновения с контактной поверхностью.

Конвекция — это передача тепла движением жидкости. Такой тип теплопередачи происходит, например, в котле, кипящем на плите, или во время грозы, когда горячий воздух поднимается к основанию облаков.

Советы для успеха

На обиходе термин жидкость обычно означает жидкость. Например, когда вы заболели и врач говорит вам «выпить жидкости», это означает только пить больше напитков, а не вдыхать больше воздуха. Однако в физике жидкость означает жидкость или газ . Жидкости движутся иначе, чем твердые тела, и даже имеют свой собственный раздел физики, известный как гидродинамика , который изучает их движение.

При повышении температуры жидкости они расширяются и становятся менее плотными.Например, на рис. 11.4 может быть изображена стенка воздушного шара с газами внутри воздушного шара с другой температурой, чем снаружи в окружающей среде. Более горячие и, следовательно, быстро движущиеся частицы газа внутри воздушного шара ударяются о поверхность с большей силой, чем более холодный воздух снаружи, заставляя воздушный шар расширяться. Это уменьшение плотности по отношению к окружающей среде создает плавучесть (тенденцию к повышению). Конвекция обусловлена ​​плавучестью — горячий воздух поднимается вверх, потому что он менее плотен, чем окружающий воздух.

Иногда мы контролируем температуру своего дома или самих себя, контролируя движение воздуха. Герметизация дверей герметичным уплотнением защищает от холодного ветра зимой. Дом на рис. 11.5 и горшок с водой на плите на рис. 11.6 являются примерами конвекции и плавучести, созданными человеком. Океанские течения и крупномасштабная атмосферная циркуляция переносят энергию из одной части земного шара в другую и являются примерами естественной конвекции.

Рисунок 11.5 Воздух, нагретый так называемой гравитационной печью, расширяется и поднимается вверх, образуя конвективную петлю, которая передает энергию другим частям комнаты. По мере того, как воздух охлаждается у потолка и внешних стен, он сжимается, в конечном итоге становясь более плотным, чем воздух в помещении, и опускается на пол. Правильно спроектированная система отопления, подобная этой, в которой используется естественная конвекция, может быть достаточно эффективной для равномерного обогрева дома.

Рис. 11.6 Конвекция играет важную роль в теплопередаче внутри этого сосуда с водой.Попав внутрь жидкости, теплопередача к другим частям кастрюли происходит в основном за счет конвекции. Более горячая вода расширяется, уменьшается по плотности и поднимается, передавая тепло другим частям воды, в то время как более холодная вода опускается на дно. Этот процесс повторяется, пока в кастрюле есть вода.

Излучение — это форма передачи тепла, которая происходит при испускании или поглощении электромагнитного излучения. Электромагнитное излучение включает радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи и гамма-лучи, все из которых имеют разные длины волн и количество энергии (более короткие волны имеют более высокую частоту и больше энергии).

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL] [OL] Электромагнитные волны также часто называют электромагнитными волнами. Мы по-разному воспринимаем электромагнитные волны разной частоты. Так же, как мы можем видеть одни частоты как видимый свет, мы воспринимаем некоторые другие как тепло.

Вы можете почувствовать теплоотдачу от огня и солнца. Точно так же вы иногда можете сказать, что духовка горячая, не касаясь ее дверцы и не заглядывая внутрь — она ​​может просто согреть вас, когда вы пройдете мимо.Другой пример — тепловое излучение человеческого тела; люди постоянно излучают инфракрасное излучение, которое не видно человеческому глазу, но ощущается как тепло.

Излучение — единственный метод передачи тепла, при котором среда не требуется, а это означает, что тепло не должно вступать в прямой контакт с какими-либо предметами или переноситься ими. Пространство между Землей и Солнцем в основном пусто, без какой-либо возможности теплопередачи за счет конвекции или теплопроводности. Вместо этого тепло передается за счет излучения, и Земля нагревается, поскольку она поглощает электромагнитное излучение, испускаемое Солнцем.

Рис. 11.7 Большая часть тепла от этого пожара передается наблюдателям через инфракрасное излучение. Видимый свет передает относительно небольшую тепловую энергию. Поскольку кожа очень чувствительна к инфракрасному излучению, вы можете почувствовать присутствие огня, даже не глядя на него. (Дэниел X. О’Нил)

Все объекты поглощают и излучают электромагнитное излучение (см. Рисунок 11.7). Скорость передачи тепла излучением в основном зависит от цвета объекта. Черный — наиболее эффективный поглотитель и радиатор, а белый — наименее эффективный.Например, люди, живущие в жарком климате, обычно избегают ношения черной одежды. Точно так же черный асфальт на стоянке будет горячее, чем прилегающие участки травы в летний день, потому что черный поглощает лучше, чем зеленый. Верно и обратное — черный цвет излучает лучше, чем зеленый. Ясной летней ночью черный асфальт будет холоднее, чем зеленый участок травы, потому что черный излучает энергию быстрее, чем зеленый. Напротив, белый цвет — плохой поглотитель и плохой радиатор. Белый объект, как зеркало, отражает почти все излучение.

Поддержка учителя

Поддержка учителя

Попросите учащихся привести примеры теплопроводности, конвекции и излучения.

Виртуальная физика

Формы и изменения энергии

В этой анимации вы исследуете теплопередачу с различными материалами. Поэкспериментируйте с нагревом и охлаждением железа, кирпича и воды. Для этого нужно перетащить объект на пьедестал и затем удерживать рычаг в положении «Нагреть» или «Охлаждать». Перетащите термометр рядом с каждым объектом, чтобы измерить его температуру — вы можете в режиме реального времени наблюдать, как быстро он нагревается или охлаждается.

Теперь попробуем передать тепло между объектами. Нагрейте кирпич и поместите его в прохладную воду. Теперь снова нагрейте кирпич, но затем поместите его поверх утюга. Что ты заметил?

Выбор опции быстрой перемотки вперед позволяет ускорить передачу тепла и сэкономить время.

Проверка захвата

Сравните, насколько быстро различные материалы нагреваются или охлаждаются. Основываясь на этих результатах, какой материал, по вашему мнению, имеет наибольшую удельную теплоемкость? Почему? Какая из них имеет наименьшую удельную теплоемкость? Можете ли вы представить себе реальную ситуацию, в которой вы хотели бы использовать объект с большой удельной теплоемкостью?

1. Вода занимает больше всего времени, а железу нужно меньше времени, чтобы нагреться и остыть.Для изоляции желательны объекты с большей удельной теплоемкостью. Например, шерстяная одежда с большой удельной теплоемкостью предотвратит потерю тепла телом.
2. Вода займет меньше всего времени, а железу нужно больше времени, чтобы нагреться и остыть. Для теплоизоляции желательны объекты с большей удельной теплоемкостью. Например, шерстяная одежда с большой удельной теплоемкостью предотвратит потерю тепла телом.
3. Кирпич занимает меньше всего времени, а железу нужно больше времени, чтобы нагреться и остыть.Для теплоизоляции желательны объекты с большей удельной теплоемкостью. Например, шерстяная одежда с большой удельной теплоемкостью предотвратит потерю тепла телом.
4. Вода занимает меньше всего времени, а кирпичу нужно больше времени, чтобы нагреться и остыть. Для теплоизоляции желательны объекты с большей удельной теплоемкостью. Например, шерстяная одежда с большой удельной теплоемкостью предотвратит потерю тепла телом.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Попросите учащихся рассмотреть различия в результатах интерактивных упражнений при использовании разных материалов.Например, спросите их, было бы изменение температуры больше или меньше, если бы кирпич был заменен железным блоком той же массы, что и кирпич.