Расчет времени нагрева воды: Калькулятор расхода кВт·ч энергии на нагрев воды – Калькулятор расчета времени нагрева воды в ёмкости

Расчет времени нагрева воды: Калькулятор расхода кВт·ч энергии на нагрев воды – Калькулятор расчета времени нагрева воды в ёмкости
Мар 31 2020
admin

Содержание

Расчет времени нагрева, температуры смешанной воды и мощности водонагревателя

Цены на водонагреватели в нашем каталоге

Простой прикидочный расчет объема

Формула расчета времени нагрева

Формула расчета количества и температуры смешанной воды

Расчет мощности водонагревателя

Водонагреватели объемом от 5 до 1000 литров позволяет решить практически любую задачу по обеспечению человека горячей водой.

При подборе накопительного прибора исходят из пиковой (максимальной) потребности в горячей воде. Итак, типичный пример. Семья из трех человек хочет приобрести накопительный водонагреватель на время отключения горячей воды. Какого объема выбрать прибор?

Простой прикидочный расчет объема

Как правило, наибольшее количество воды тратится при принятии душа. В среднем, за один сеанс, расход составляет 60 литров воды при температуре 38-40°С. Этого хватает примерно на 10 минут полноценного душа. Соответственно, если три человека, захотят принять водные процедуры друг за другом, им понадобится 180 литров теплой воды. Если учесть, что температура нагрева воды в водонагревателе составляет 60°С, её придется разбавить. Разбавив горячую воду из водонагревателя холодной получаем объем теплой воды в два раза больший, чем было горячей в водонагревателе. Получается, что нам понадобится 180:2= 90 литров горячей воды. Прибавляя к 90 литрам еще 10% для обеспечения водой хозяйственных нужд (помыть посуду и т.д.), мы получаем оптимальную емкость равную 100 литрам.

Конечно, если планируется принимать ванну, то количество воды нужно расчитывать, исходя из заполняемого объема ванны.

Если между сеансами быдет перерыв, то можно обойтись и более компактным прибором литров на 30, так как нагрев такого объема при мощности 2 кВт длится примерно 1 час, то соответственно через данный промежуток времени можно принять душ не боясь, что теплая вода внезапно кончится.

Для точного расчета можно применить следующие формулы:

Формула расчета времени нагрева

t = (m ∙ c ∙ ∆ϑ) / (P ∙ η)

t — время нагрева в часах
c = 1,163 (Ватт/час) / (кг ∙ К)
m — количество воды в кг
P — мощность в Вт
η — КПД
∆ϑ — разность температур в К (ϑ1 — ϑ2)
ϑ1 — температура холодной воды в °C
ϑ2 — температура горячей воды в °C

выбор мощности водонагревателя

Формула расчета количества и температуры смешанной воды

mсмеш

=(m2 ∙(ϑ2— ϑ1))/(ϑсмеш — ϑ1)    ϑсмеш = (m1 ∙ ϑ1 + m2 ∙ ϑ2) / (m1 + m2)

mсмеш — количество смешанной воды в кг   
m2 — количество горячей воды в кг
ϑсмеш — температура смешанной воды в °С   
ϑ1 — температура холодной воды в °C
m1 — количество холодной воды в кг   
ϑ2 — температура горячей воды в °C
 
Пример: Сколько смешанной воды при температуре ϑсмеш 40°C получится при добавлении холодной воды ϑ1 10°C к 80 кг горячей воды ϑ2 55°C?

mсмеш = 80 ∙ (55-10) / (40 — 10) = 120 кг = 120 л


 
Пример: Какова будет температура воды при смешивании 80 кг воды (m2) при температуре ϑ2 55°C с 40 кг воды (m1) при температуре ϑ1 10°C?
   
ϑсмеш = (40 ∙ 10 + 80 ∙ 55) / (40 + 80) = 40°С

Расчет мощности водонагревателя

Время нагрева воды в накопительном водонагревателе напрямую зависит от мощности нагревательного элемента. В комбинированных водонагревателях основным нагревательным элементом является теплообменник, подключенный к системе отопления частного дома. А ТЭН используется для компенсации тепловых потерь при длительном отсутствии разбора горячей воды, так как тепловая мощность теплообменника значительно больше тепловой мощности ТЭНа.

Прибегнув к уже упоминавшейся формуле, мы можем сравнить время нагрева прибора объемом 120 литров при работе ТЭНа мощностью 2 кВт или теплообменника мощностью 8 кВт (значение верно при температуре воды в системе отопления +80°С). Температура горячей воды 55°С, температура холодной воды +10°С.

t = m · c · ∆ϑ / P · η

t = 120 · 1.163 · 45 / (2000 · 0.98) = 192 мин  >  48 мин = 120 · 1.163 · 45 / (8000 · 0.98)

Для удобства можно воспользоваться следующей таблицей.

выбор мощности водонагревателя

    Источник: teplo-spb.ru

Время охлаждения (нагрева). Расчет в Excel.

Опубликовано 14 Июл 2018
Рубрика: Теплотехника | 35 комментариев

Нестационарный режим теплообмена – это режим, когда температура тел или сред, участвующих в  процессе обмена тепловой энергией изменяется во времени. При этом время охлаждения (нагрева) – это аргумент функции температуры тела. Зависимость температуры от времени…

…характеризуется скоростью теплового обмена, которая пропорциональна разности температур тела и окружающего пространства. В отличие от стационарного режима, при котором температуры всех точек системы остаются неизменными длительное время, нестационарный теплообмен возникает, например, при помещении тела в среду с более низкой или более высокой температурой. Если среда – это условно бесконечное пространство (например, атмосферный воздух или вода в «большой» ёмкости), то влияние тела на температуру среды ничтожно, поэтому охлаждение (нагрев) тела происходит при условно постоянной температуре окружающего газа или жидкости.

Заметим, что охлаждение тела сточки зрения математики – это нагрев со знаком «минус». И нагрев, и охлаждение описываются одними и теми же формулами!

О каких задачах может идти речь? Представим небольшой перечень вопросов, на которые можно попытаться ответить, используя предложенный далее расчет в Excel:

  • Сколько времени будет нагреваться деталь в печи?
  • Сколько времени остывает отливка после выбивки из формы?
  • Сколько времени требуется для нагрева воды в бочке на даче?
  • Через какое время перемерзнет наружный водопровод при отсутствии разбора?
  • Сколько времени нужно на охлаждение банки пива в холодильнике?

Расчет в Excel времени охлаждения (нагрева).

Алгоритм расчета базируется на законе Ньютона-Рихмана и на теоретических и практических исследованиях регулярного теплового режима советскими учеными Г.М. Кондратьевым («Регулярный тепловой режим», Москва, 1954г.) и М.А. Михеевым («Основы теплопередачи», Москва, 1977 г.).

Для примера выбран расчет времени нагрева до +22 °C в комнате с температурой воздуха +24 °C пивной алюминиевой банки с водой, предварительно охлажденной до +13 °C.

Исходные данные:

Параметров, необходимых для выполнения расчета времени охлаждения (нагрева) – 12 (см. скриншот).

Ориентировочные сведения о значениях коэффициента теплоотдачи α приведены в примечании к ячейке D3.

Теплофизические характеристики материала тела λ, a, ρ, c легко можно найти в справочниках или по запросу в Интернете. В нашем примере – это параметры воды.

В принципе, для выполнения расчета достаточно знать значения любой из пар характеристик:  λ, a или ρ, c

. Но для возможности выполнения проверки и минимизации вероятности ошибки рекомендую заполнить значениями все 4 ячейки.

Вводим значения исходных данных в соответствующие ячейки листа Excel и считываем результат: нагрев воды от +13 °C до +22 °C в спокойном воздухе комнаты с постоянной температурой +24 °C   будет длиться 3 часа 25 минут.

Для справки в самом конце таблицы вычислено время нагрева без учета формы тела – 3 часа 3 минуты.

Алгоритм расчета:

  • 13.1. F=2·H·L+2·B·L+2·H·B – для параллелепипеда;
  • 13.2. F·
    D·L+2·π·D2/4 – для цилиндра;
  • 13.3. F=π·D2 – для шара.
  • 14.1. V=H·L·B – для параллелепипеда;
  • 14.2. V=L·π·D2/4 – для цилиндра;
  • 14.3. V=π·D3/6 – для шара.
  • 15. G
    =
    ρ·V
  • 16.1 K=((π/H)2+(π/L)2+(π/B)2)-1 – для параллелепипеда;
  • 16.2 K=((2,405/(D/2))2+(π/L)2)-1 – для цилиндра;
  • 16.3 K=((D/2)/π)2 – для шара.
  • 17.
    m
    =a/K
  • 18. Bi=α·K·F/(λ·V)
  • 19. Ψ=(1+1,44·Bi+Bi2)-0,5
  • 20. M=Ψ·Bi
  • 21. mαλ=M·m
  • 22. m=Ψ·α·F
    /(c·ρ·V)
  • 23. Δ=ABS (1-mαλ/m100
  • 24. t=(LN (ABS (tc-t1)) -LN (ABS (tc-t2))/mαλ
  • 25. tN=(LN (ABS (tc-t1)) -LN (ABS (tc-t2)))·c·ρ·V/(α·F)

Проверка расчета опытом.

Как не трудно догадаться такой несколько странный пример выбран не случайно, а для возможности проведения простого опыта и последующего сравнения результатов. Были взяты термометр, часы и произведены замеры температуры воды в банке в процессе нагревания. Результаты расчетов и опыта отражены на графиках.

Результаты проведенного опыта показали, что нагрев банки с водой от +13 °C до +22 °C в комнате (+24 °C) продолжался примерно 3 часа 20 минут. Это на 5 минут меньше расчетного времени по Кондратьеву и на 17 минут дольше времени по классическому закону Ньютона-Рихмана.

Близость результатов и радует, и удивляет. Но не стоит переоценивать полученные итоги! Время охлаждения (нагрева), вычисленное по предложенной программе расчета в Excel, можно использовать лишь для приблизительных оценок продолжительности процессов! Дело в том, что принятые в расчете константами теплофизические характеристики тела и коэффициент теплоотдачи таковыми на самом деле не являются. Они зависят от изменяющейся температуры! К тому же регулярный режим теплообмена устанавливается не сразу после помещения тела в среду, а спустя какое-то время.

Обратите внимание, что полученные из опыта значения температур банки с водой в течение первого часа расположены выше теоретической расчетной кривой (см. графики). Это означает, что коэффициент теплоотдачи в этом периоде времени был больше выбранного нами значения α=8,3 Вт/(м2·К).

Определим среднее значение α в первые 58 минут из результатов опыта. Для этого:

  • Запишем t2=17,5 °C в ячейку D6.
  • Активируем («встанем мышью») ячейку D28.
  • Выполним: Сервис – Подбор параметра.
  • И установим в D28 значение 58 минут, изменяя ячейку D3.

α=9,2 Вт/(м2·К)!!!

Проделав ту же процедуру для t2=22,5 °C и t=240 мин, получим α=8,3 Вт/(м2·К).

Выбранное при теоретическом расчете значение α (по рекомендации СП 50.13330.2012 и формуле из Справочника по физике – см. примечание к ячейке D3) чудесным образом, хотя и совершенно случайно, совпало со значением α, вычисленным по опытным данным.

Рассмотренным способом можно определять реальные точные средние значения коэффициента теплоотдачи тел с любой формой поверхности по практическим замерам всего двух значений температуры тела и промежутка времени между этими замерами.

Остается добавить, что температура банки с водой после рассмотренных 4-х часов в последующее время будет асимптотически приближаться к 24 °C.

Прошу уважающих труд автора  скачивать файл с программой расчетов после подписки на анонсы статей!

Ссылка на скачивание файла: vremya-ohlazhdeniya (xls 55,5KB).

P.S.

Так сколько часов составит время охлаждения алюминиевой банки с пивом 0,45 л от +20 °C до +8 °C в  холодильнике (+3°C)? По расчету в программе – 2,2…2,4 часа. Опытом не проверял… 🙂

P.P.S.

Любопытный (возможно, только для меня) факт обнаружился при работе над статьей. И у куба с размером ребер a, и у цилиндра с диаметром а и длиной а, и у шара с диаметром а отношение объема к площади поверхности одинаковое: V/F=a/6!!!

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Расчет нагрева воды ТЭНом и электричеством

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

Содержание статьи

Общие данные, необходимые для вычислений

ТЭНыЧем 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.Какие разновидности ТЭНов существуют

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:

Формула для бойлера

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

Nfull – мощностные характеристики нагревательного элемента,

Qc – теплопотери водонагревательной ёмкости.

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

Упрощенные формулы с постоянным коэффициентом:

  • Расчёт мощности ТЭНа для нагрева воды нужной температуры:
    W= 0,00117*V*(tк-tн)/T
  • Определение времени,  необходимого для нагревания воды в водонагревателе:
    T= 0,00117*V*(tк-tн)/W

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.

Проточные водонагреватели

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

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

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

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

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

Вычисления для бассейнов

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

Расчет нагрева воды для бассейна (таблица)

Читайте далее

Оставьте комментарий и вступите в дискуссию

Необходимая мощность для нагрева объема жидкости

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ НАГРЕВА ОБЪЕМА ЖИДКОСТИ

РАСЧЕТ ОНЛАЙН

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

Установленная мощность (кВт) = Мощности для повышения температуры жидкости (Pch) + Теплопотери (Pth)

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

— Тепловая мощность : Pch (кВт)

— Вес жидкости : M (кг)

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

— Начальная температура : t1 (°C)

— Необходимая конечная температура : t2 (°C)

— Время нагрева : T (ч)

1,2 : Коэффициент запаса, связанный с нашими производственными допусками и изменениями в напряжении сети питания

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

 

Нагрев объема жидкости

a/ Расчет массы нагреваемой жидкости :

— Вес жидкости : M (кг)

— Объем жидкости, который необходимо нагреть : V (дм3 или литры)

— Плотность жидкости : ρ (кг/дм3)

                             M = V × ρ

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

b/ Расчет объема жидкости :

В цилиндрическом резервуаре :

— Объем резервуара : V (дм3)

— Диаметр резервуара : (дм)

— Высота столба жидкости : h2 (дм)

 

 

Нагрев объема жидкости

V = π × (∅² ÷ 4)  × h2

В прямоугольном резервуаре :

— Объем резервуара : V (дм3)

— Длина резервуара : L (дм)

— Ширина резервуара : W (дм)

— Высота столба жидкости : h2 (дм)

 

Нагрев объема жидкости

V = L × W × h2

 

 

 

2/ Расчет мощности, необходимой для компенсации потерь тепла :

 

— Теплопотеря : Pth (кВт)

— Площадь поверхности теплообмена резервуара : S2)

— Требуемая конечная температура : t2 (°C)

— Температура окружающей среды : ta (°C)

— Коэффициент теплообмена : K (ккал/час × м2 × °C)

1,2 : Коэффициент запаса, связанный с нашими производственными допусками и изменениями в напряжении сети питания

 

Pth = (S × (t2 — ta) × K × 1,2) ÷ 860

 

Коэффициент обмена K как функция скорости ветра и толщины изоляции :

Коэффициент обмена K

a/ Расчет площади поверхности теплообмена резервуара : S (м2)

Площадь поверхности цилиндрического резервуара :

— Площадь поверхности резервуара : S2)

— Диаметр резервуара : (м)

— Высота резервуара : h3 (м)

 

Коэффициент обмена K

S = (π × (∅² ÷ 4))  + (π × ∅ × h3)

 

Площадь поверхности прямоугольного резервуара :

— Площадь поверхности резервуара : S2)

— Длина резервуара : L (м)

— Ширина резервуара : W (м)

— Высота столба жидкости : h3 (м)

Калькулятор расчета мощности накопительного водонагревателя

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  

 
   
Объем смешанной воды, л.
Объем водонагревателя, л.
  При среднесменном потреблении за 1 час При пиковом потребленим в течении 1-го часа При пиковом потребленим в течении 2-х часов
Объем смешанной воды, л.      
Объем водонагревателя, л.      
Необходимая мощность для нагрева водонагревателя за:
При среднесменном потреблении за 1 час, литров/час
При пиковом единовременном потребленим в течении 1-го часа, литров/час
При пиковом единовременном потребленим в течении 2-x часов, литров/час
Необходимая мощность для нагрева водонагревателя за: 1 час 2 часа 3 часа 4 часа 5 часов 6 часов 7 часов 8 часов 9 часов
При среднесменном потреблении за 1 час, литров/час                  
При пиковом единовременном потребленим в течении 1-го часа, литров/час                  
При пиковом единовременном потребленим в течении 2-x часов, литров/час                  

Расчета необходимой мощности водонагревателя, кВт/час  

Расчета времени нагрева ,час  

Таблица соотношения времени нагрева и мощности змеевика, Твхода воды=+10С, Твыхода воды=+65С
Площадь змеевика, м2 Эквивалент мощности,    кВт 1000 литров 1500 литров 2000 литров 3000 литров 5000 литров 7500 литров 10000 литров
0,5 10,2 6ч23м 9ч35м 12ч47м 19ч11м      
1 20,4 3ч11м 4ч47м 6ч23м 9ч35м 15ч59м 24ч  
1,5 30,6 2ч7м 3ч11м 4ч15м 6ч23м 10ч39м 15ч59м 21ч19м
2 40,8 1ч35м 2ч23м 3ч11м 4ч47м 7ч59м 11ч59м 16ч
2,5 51 1ч16м 1ч56м 2ч32м 3ч50м 6ч23м 9ч35м 12ч47м
3 61,2 1ч3м 1ч35м 2ч7м 3ч11м 5ч19м 10ч39м
3,5 71,4 54м 1ч22с 1ч50м 2ч45м 4ч34м 6ч52м 9ч9м
4 81,6 47м 1ч11м 1ч35м 2ч23м 4ч  6ч 
5 102 37м 57м 1ч16м 1ч54м 3ч11м 4ч47м 6ч23м
6 122,4 31м 47м 1ч3м 1ч35м 2ч39м 4ч  5ч19м
7 142,8 27м 40м 54м 1ч22м 2ч16м 3ч25м 4ч34м
8 163,2 23м 35м 47м 1ч11м 3ч  4ч 
9 183,6 21м 31м 42м 1ч3м 1ч46м 2ч39м 3ч32м
10 204 18м 28м 37м 57м 1ч35м 2ч23м 3ч11м
12 244,8 15м 23м 31м 47м 1ч19м 2ч39м
15 306 12м 18м 25м 37м 1ч3м 1ч35м 2ч7м
18 367,2 10м 15м 21м 31м 52м 1ч19м 1ч46м

 

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

Калькулятор расчета мощности ТЭНа онлайн

 

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 водонагреватели, сделанные своими руками, работали максимально эффективно.

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.

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.

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.

Общие основы расчета затрат электричества при нагреве воды

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

Например рассчитать все затраты нагрева воды:

Рассчитать необходимое количество тепла Q

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

Имея данную формулу расчет прост

Q = 80 кг x 1.163 Вт x 45 K

Пояснение к буквенным символам в формулах используемые в расчетах нагрева:

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

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

Требуемое количество потребляемой энергии

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

W = 80 кг x 1.163 x 45K / 0.98

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

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

Необходимая мощность (P) во Вт нагревающая нужный объем воды

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

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

P = 80 x 1.163 x 45K / 1 час x 0.98

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

Время нагрева (t) в часах

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

T = M x 1.163 x K / P тэн x КПД

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

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

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

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

Расчет температуры смешанной воды

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

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

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

Итог вычисления равен 43.33 °C

Расчет количества смешанной воды

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

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

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о