Розрахунок нагріву води теном і електрикою - потужність і кількість тепла

Визначення технічних параметрів приладів і розрахунок нагріву води - потужності нагрівача, змійовика, кількості тепла і витрати енергії для нагрівання води - залежить від типу пристрою електроводонагрівачі, які бувають накопичувальними і проточними.

Загальні дані, необхідні для обчислень

Чим могутніше електрообігрівач, тим швидше він підігріває задану кількість води. Тому прилади за цим параметром підбирається відповідно до завдань, необхідним обсягом і допустимим часом очікування. Так, наприклад, нагрівання до 60 ° С 15 літрів з нагрівачем в 1,5 кВт займе близько півтори години. Однак для великих обсягів (наприклад, для наповнення 100-літрової ванни) при розумному часу очікування (до 3 годин) для доведення рідини до комфортної температури знадобиться пристрій на 3 кВт могутніше.

Для повноцінного обчислення розрахункової потужності необхідно врахувати ряд параметрів:

1. Робочий ресурс побутової електромережі.
   Проблема «вибивання пробок» особливо актуально стоїть в будинках вторинного житлового фонду. Деякі мешканці, зіткнувшись з нею (наприклад, при установці електричних радіаторів), вирішували питання додаванням окремого кабелю, посиленням проводки. Однак більш універсальний рецепт - покупка водонагрівача із середнім або низьким енергоспоживанням (частіше це прилади накопичувального типу). Різниця між кількістю кіловат побутової електромережі і сукупною потужністю всіх домашніх електроприладів дасть значення оптимальної потужності водонагрівача, до якого потрібно прагнути.
2. Співвідношення потужності Тена (нагрівального елементу) і обсягу бака.
   Параметр, більш важливий для пристроїв накопичувального типу, в яких вода витрачається поступово, і критичною стає швидкість її охолодження. Щоб 1-кіловатний водонагрівач не купували зі 100-літровими баками, виробники наводять орієнтовну таблицю, де 1-кіловатний прилад призначений на 15 літрів, 1,5 кВт - на 50, 2 кВт - на 50-100, а 5 кВт - на 200 літровий бак.
3. Швидкість водорасхода в хвилину.
   Параметр має більше значення для проточних водонагрівачів. У побуті показники потужності такого нагрівального пристрою (з урахуванням максимальної ресурсовитратності) рассчітиваютсяпутём множення на два кількості літрів ворорасхода в хвилину. Тобто, якщо на проточное миття посуду в середньому витрачається 4 л / хв. то ТЕН повинен бути 8 кВт. Якщо при прийомі душа витрачається 8 л / хв. то необхідний 16-кіловаттнийТЕН. Обчислення ускладнює те, що в квартирі використовуються відразу 2 (а іноді і 3) точки водозабору. В цьому випадку, рекомендується в обчисленнях вийшла величину множити в півтора рази.
   

Накопичувальні водонагрівачі (бойлери)

Без фізико-математичних формул побутової розрахунок описується наступним чином: за 1 годину 1 кВт нагріває 860 літрів на 1 К. Для більш точного визначення часу нагрівання, потужних характеристик, обсягу використовується універсальна формула, з якої потім виводяться інші результати:

Ця формула складається з декількох і відображає цілий ряд параметрів, враховуючи при цьому фактор тепловтрат. (При малих потужних характеристиках і великому обсязі цей фактор стає більш істотним, однак в побутових нагревателях цим обліковим значенням частіше нехтують):

Nfull - характеристики потужності нагрівального елементу,

Qc - тепловтрати водонагрівальної ємності.

1. c = Q / m * (tк-tн)
   • С - питома теплоємність,
   • Q - кількість теплоти,
   • m - маса в кілограмах (або обсяг в літрах),
   • tк і tн (в ° С) - кінцева і початкова температури.
2. N = Q / t
   • N - характеристики потужності нагріву.
   • t - час нагрівання в секундах.
3. N = Nfull - (1000/24) * Qc

Спрощені формули з постійним коефіцієнтом:

• Розрахунок потужності Тена для нагріву води потрібної температури:
  W = 0,00117 * V * (tк-tн) / T
• Визначення часу, необхідного для нагрівання води у водонагрівачі:
  T = 0,00117 * V * (tк-tн) / W

• W (в кВТ) - характеристики потужності ТЕНів (нагрівального елементу),
• Т (в годинах) - час нагрівання води,
• V (в літрах) - обсяг бака,
• tк і tн (в ° С) - кінцева і початкова температури (кінцева - зазвичай 60 ° C).

Часто обсяг прирівнюють до маси (m). Тоді визначення потужності Тена буде здійснюватися за формулою: W = 0,00117 * m * (tк-tн) / T. Формули вважаються спрощеними, ще й тому що в них не враховується:

• фактична потужність електромережі,
• Температура навколишнього середовища,
• конструктивні особливості і потенційні втрати тепла бака,
• рекомендації деяких виробників, щодо tн (близько 5-8 ° С влітку і 15-18 ° С - взимку).

проточні водонагрівачі

У розрахунку кількості тепла для нагріву проточної води треба враховувати різницю в стандартах напряженіяУкаіни (220 В) і Європи (230 В), так як значна частина електроводонагрівачі виготовляється західноєвропейськими компаніями. Завдяки цій різниці номінальний показник в 10 кВт в такому приладі при підключенні до української мережі в 220В буде на 8,5% менше - 9,15.

Максимальний гідропоток V (в літрах за хвилину) з заданими характеристиками потужності W (в кіловатах) розраховується за формулою: V = 14,3 * (W / t2 -t1), в якій t1 і t2 - температури на вході в нагрівач і в результаті підігріву відповідно.

Орієнтовні потужності характеристики електроводонагрівачі стосовно побутовим потребам (в кіловатах):

• 4-6 - тільки для миття рук і посуду,
• 6-8 - для прийняття душу,
• 10-15 - для мийки та душа,
• 15-20 - для повного водопостачання квартири або приватного будинку.

Вибір ускладнює те, що нагрівачі випускаються в двох варіантах підключення: до однофазної (220 В) і трифазної (380 В) мережі. Однак нагрівачі для однофазної мережі, як правило, не випускаються вище 10 кіловат.

Обчислення для басейнів

Розрахунок нагріву води в басейні складається з обчислення параметрів електронагрівача і обсягу, який необхідно підігріти. У таблиці вказано приблизний час у годиннику, за яке температура піднімається з 10 ° С до 28 ° С. При цьому істотну роль в кінцевих обчисленнях грає площа водяного «дзеркала», температура навколишнього середовища, ступінь відкритості / закритості місця розташування басейну.