Расчет количества тепла для нагрева воды

Расчет количества тепла для нагрева воды

Расчет расходов на нагрев воды

Сколько кВт·ч энергии тратится на нагрев воды

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.

Примеры

Кипячение воды в электрочайнике

Обычно я наливаю в чайник воду комнатной температуры 20°C до отметки 1 литр и всегда довожу до кипения (до 100 градусов). Мощность чайника 2 кВт. Простейший расчет показывает, что на кипячение потратится примерно 0,1 кВт ч (киловатт часов) электроэнергии, 3 минуты времени, и, по московским тарифам, пятьдесят копеек денег.

Значит, каждое чаепитие прибавляет пол рубля в счет за электроэнергию, но это значительно меньше цены порции чая или кофе.

Подогрев воды в накопительном водонагревателе

Принимая душ, я каждый раз полностью опустошаю всю горячую воду из накопительного нагревателя, потому как в конце вода становится холодной. Зимой нагреватель греет холодную водопроводную воду от 5 до 45 градусов. Объем бачка 80 литров. При мощности тэнов 2 кВт, свежая вода в бачке будет нагреваться 2 часа, при этом потратится примерно 4 кВт электроэнергии и 20 рублей денег на её оплату. Летом вода греется от 18 до 45.

Значит, зимой каждое принятие душа обходится семейной казне в 20 рублей, а летом — в 15 рублей, если не считать стоимость холодной воды.

Замечание о кпд нагрева воды

Существует распространенное ошибочное мнение о том, что водяные электронагреватели имеют кпд равный 100%. Это вызвано тем, что в теоретических расчётах потерями энергии нередко пренебрегают из-за их малой величины. Но когда расчёты имеют практическое применение, то нетрудно заметить, что в действительности потери энергии при нагреве воды происходят уже с первых секунд. В зависимости от нагревательного прибора это могут быть следующие основные виды потерь:

  • на разогрев самого нагревательного элемента (особенно много для электроплиты),
  • на нагрев стенок ёмкости (чайника, бака),
  • теплопередача и тепловое излучение энергии в окружающую среду от стенок ёмкости и непогружного нагревательного элемента),
  • испарение с поверхности воды в открытых емкостях (кастрюлях и чайниках без крышки),
  • потери на парообразование при кипении (самый мощный канал потерь).

Исходя из направлений основных потерь, нетрудно определить мероприятия по повышению кпд процесса нагрева воды:

  • использование погружного нагревательного элемента,
  • использование закрытой ёмкости,
  • теплоизоляция ёмкости,
  • использование минимально необходимой температуры нагрева,
  • отключение при возникновении кипения.

В качестве дополнительных потерь можно отметить:

  • потери в электрических проводах и контактах (разогрев проводов и штепсельной вилки электроприбора).
  • потери на побочных электрохимических процессах (ионные нагреватели, электрохимическое разложение воды, электрохимическое растворение анода),
  • потери на звук (шум, издаваемый пузырьками пара в месте контакта нагревателя или горячей поверхности с водой).

С точки зрения только потерь энергии дополнительные потери являются мизерными и несущественными, однако с точки зрения незапланированных расходов и рисков эти потери требуют особого внимания:

  • Разогрев проводов электропитания в лучшем случае приводит к временной поломке проводов/розетки/вилки, в худшем — к пожару, поражению электрическим током, ожогу.
  • Электрохимические процессы насыщают воду ионами металлов, разъедают бак и погружной нагревательный элемент. Первое делает воду непригодной для питья, второе сокращает срок службы водонагревателя и может вызвать потоп, если бак проржавеет насквозь.
  • Шум при нагреве воды является индикатором того, что на поверхности контакта воды с горячим металлом происходит парообразование. Этот процесс приводит к образованию накипи. Из-за того, что накипь плохо проводит тепло, нагревательный элемент начинает перегреваться, приходя в негодность ускоренными темпами (также немного увеличивается время нагрева). Поломка нагревательного элемента может привести к поражению людей электрическим током). Также, шум сам по себе может мешать окружающим, вызывая шумовое загрязнение.

Исходя из направлений дополнительных потерь, выделяются мероприятия по избеганию и снижению их негативных последствий:

  • Использование исправной электросети (исправного заземления), периодическая проверка нагрева питающих проводов, своевременное устранение проблем.
  • Нагрев питьевой воды только специально предназначенными для этого приборами.
  • Своевременная замена анода в водонагревателях (магниевый анод, алюминиевый анод).
  • Отключение нагревателя от водопровода и электросети на время отсутствия людей.
  • Использование активных систем защиты от протечек (автоматический клапан перекрывает подачу воды при намокании пола там, где установлен датчик).
  • Использование УЗО (устройство защитного отключения) для водонагревателей, и периодическая проверка работоспособности этого устройства 1 раз в полгода.
  • Снижение температуры поверхности горячего металла в месте контакта с водой (для снижения образования накипи и шума) следующими способами или их комбинациями:
    — снижение мощности нагревателя без снижения площади контакта;
    — увеличение площади контакта нагревателя с водой без увеличения мощности (например, предпочесть тен с бОльшей удельной площадью, если позволяет пространство);
    — активное регулирование (ограничение) температуры нагревателя симисторным (транзисторным) блоком управления;
    — установка дополнительных тенов, работающих одновременно, но со сниженной мощностью (последовательное включение);
    — периодическая проверка наличия накипи, своевременная очистка;
    — увеличение скорости потока воды около тена или нагревательной поверхности.

Расчет тепловой энергии на горячее водоснабжение

Объект: . Офис

Площадь: . 42 м.кв

Необходимо было переоборудовать одну из квартир в нашем доме под офис ТСЖ. По рекомендациям было принято решение обратиться в Энерджи.

Объект: . Квартира

Площадь: . 58 м.кв

Я-мама трех дочек. С переездом в новую квартиру в Москве столкнулись с проблемой, как разместить троих детей в одной комнате и при этом.

Объект: . Дом

Площадь: . 680 м.кв

Моя детская мечта, обзавестись своим большим домом, и вот этот момент наступил! Мы с мужем начали думать над проектом, как все будет, что.

Объект: . Дом

Площадь: . 280 м.кв

С женой решили переехать и заняться строительством нового дома. Понадобилась помощь в проектировании инженерных систем. Долго искали.

Объект: . Квартира

Площадь: . 156 м.кв

Заказывала дизайн-проект проект, для квартиры с инженерными проектами в комплекте. Сама не хотела ничего подобного делать и вообще в этом.

Объект: . Дом

Площадь: . 64 м.кв

Давно с мужем мечтали о загородном доме. Купили участок с домом, но дизайн интерьера в нем нам совсем не нравился, мы решили сделать ремонт.

Объект: . Квартира

Площадь: . 68 м.кв

После приобретения квартиры столкнулись с необходимостью ремонта. По совету знакомых мы обратились в ENERGY-SYSTEM. В минимально сжатые.

Объект: . Дом

Площадь: . 98 м.кв

Срочно понадобился проект перепланировки загородного дома. Перебрала кучу компаний, но везде дорого, либо не успевают сделать в назначенный.

Объект: . Квартира

Площадь: . 64 м.кв

Родители на свадьбу подарили нам трехкомнатную квартиру. Но сама квартира была в таком ужасном состоянии, что я даже не знала с чего начать.

Объект: . Стоматология

Площадь: . 54 м.кв

Решила открыть частную стоматологию, о которой мечтала с детства. Взяла в аренду помещение, нужен был дизайн-проект, обратилась в Энерджи.

Статьи / Инженерные системы / Расчет тепловой энергии на горячее водоснабжение

Принципы расчета тепловой энергии для нужд горячего водоснабжения

Количество теплоэнергии, требующейся, чтобы подогреть воду, зависит от начальной и конечной ее температуры. Расчет тепловой энергии на горячее водоснабжение составляется по особым формулам, с применением постоянных коэффициентов, которые легко найти в СНиПах и справочниках по теплотехнике. Однако существуют и другие параметры.

Вид энергии, которая уходит на нагревание воды, не принципиален, потому что в любом случае понадобится строго определенное количество энергоресурсов, а вырабатываться она может различными способами. Тем не менее расчет наружного водоснабжения имеет специфические особенности, будь то тепловой насос, электронагреватель или газовый котел, так как у разных приборов разный коэффициент полезного действия.

Вот типовая формула расчета объема тепловой энергии для воды, исчисляемой в кубометрах (Gгв):

В данном выражении р – это вес взятого объема воды (в килограммах на кубометр). Например, для воды, нагретой до 60°C, этот показатель равен 983,18 кг/м 3 . Допустим, нужно нагреть 1м 3 воды. При разнице температур горячей (60°C) и холодной воды (5°C) и уже упомянутом весе объема воды находим количество энергии (Qгв) – 0,0540749 Гкал/м 3 .

Для нахождения количества теплоэнергии (W) можно применить формулу с другими значениями. Точно так же обращают внимание на разность исходной (t2) и конечной (t1) температуры воды, но применяется такой параметр, как удельная теплоемкость воды (С) – 4,19 кДж. Он означает: чтобы разогреть 1 кг воды на 1°C, нужно затратить 4,19 килоджоулей тепла.

Значение V – количество воды в кубометрах, подлежащей нагреву. Если применить данную формулу для расчета нагревания воды с исходной температурой 15°C до 65°C, получим 209,500 килоджоулей (209,5 мегаджоулей) тепла для 1м 3 (1000 кг) воды.

Расчет водяного теплового аккумулятора систем отопления

Запись дневника создана пользователем Андрей-АА, 14.11.14
Просмотров: 106.297, Комментариев: 31

Исходная «формула» для расчета накопленной энергии:
Для нагрева 1 тонны воды на 1*С необходимо 1,16кВт*часа энергии. Значит для нагрева на 40*С — 46,4кВтчаса.
Надо учитывать, что дельта в 40*С это наиболее близкая к максимально- реальной дельте температур в тепловом аккумуляторе. Лучше конечно больше, но заметно больше получается редко, а меньше — не выгодно. Хотя, стремиться повысить эту дельту — надо.

Сначала — про единицы измерения теплопотерь.
Это — Ватты и киловатты.
Теплопотери это — потери энергии в единицу времени.
Т.е., кВт*часы в час (кВт* час / час ). Часы сокращаются, остаются киловатты.
Для этого расчета надо знать теплопотери дома в формате «кВт при дельте температур улица-дом». К примеру, по последнему СНиПу теплопотери должны быть не больше, чем 50 Вт/кв.метр отапливаемой площади дома при максимально холодной неделе (для Москвы — минус 28*С)). Т.е., если дом — 100кв.м., то по этому СНиПу его теплопотери при -28*С будут 5кВт. Это — без учета потерь на ГВС и вентиляцию!
Если Вы хотите отапливать такой дом, то при -28*С на улице Вам надо иметь в сутки 120кВтчасов энергии (5кВт*24часа).
Предположим, что накопление энергии в тепловом аккумуляторе будет идти 7 часов (это — обычно длительность ночного электротарифа). Тогда суммарная мощность нагревателей должна быть 17кВт (120кВтчасов/7часов). А накоплено в тепловом аккумуляторе за ночь будет 85кВтчасов (120кВтчасов минус 5кВт*7часов, которые потрачены на отопление ночью).
Т.е., Вам надо к утру иметь в тепловом аккумуляторе 85кВтчасов при дельте температур в тепловом аккумуляторе (нагрето-остыло) 40*С.
Примечание:
Вообще-то, дом должен быть теплым не в среднем за неделю, а в любую микросекунду, поэтому лично я взял бы для расчетов (при суточном цикле нагрева-остывания теплового аккумулятора) не «самую холодную неделю», а самую холодную ночь. В этом случае взятые выше -28*С окажутся завышенными. Я бы взял, например, -35*С (для Московии).

В тонне воды (см. «формулу» выше) при дельте 40*С содержится 46кВтчасов тепла. Это значит, что для накопления 85кВтчасов надо 1,8 тонны воды (85/46).
Все необходимые для Вас перерасчеты под свои условия здесь должны быть линейны, т.е. пропорциональны изменениям площади дома, дельтам температур и теплопотерям.
Для снижения объема теплового аккумулятора можно еще постараться максимизировать дельту температур в нём, сделав её выше 40*С. При отапливаемых полах это вполне реально.

4. Что делать если немного не хватает мощности сети?
1. Дополнительно утеплить дом.
2. В самые морозы закрыть и не отапливать некоторые комнаты.
3. Увеличить подводимую мощность сети (через поставщика э/энергии) и внутреннюю, при необходимости.
4. Включать нагрев теплового аккумулятора не только в ночное время, но (в самые морозы) и днем. А т. к. самые морозы бывают не часто, то и финансовые потери на дневной тариф будут небольшими.
5. Добавить в систему твердотопливный котел — как резервное отопление и как добавка в морозы. Считаю, что при электро-отоплении резервное отопление очень желательно в любом случае. Я для себя в этом вопросе разобрался: Стратегия твердотопливного круглогодичного отопления.
Ну, или заключить с энергетиками жестокий для них договор, чтобы почти никогда (надолго) не отключали э/э. Впрочем, тому кто это сможет сделать надо будет вручить орден «За заслуги перед Отечеством» (и это — не шутка, хоть и забавно звучит).
6. При работе на пределе электро-мощностей можно использовать реле приоритета (реле разгрузки), которые, при необходимости, на короткое время будут отключать мощные нагреватели (а лучше — только часть из них) для возможности использования других потребителей без превышения предельной мощности сети. Если эти «другие потребители» находятся внутри дома, то вся электроэнергия потраченная на них всё равно перейдет в тепло.

Расчет количества тепла для нагрева воды

Рас­чёт ко­лли­че­ства теп­ло­ты, необ­хо­ди­мо­го для на­гре­ва­ния тела или вы­де­ля­е­мо­го им при охла­жде­нии

Дан­ный урок по­свя­щён вы­чис­ле­нию ко­ли­че­ства теп­ло­ты при на­гре­ва­нии тела или вы­де­ля­е­мо­го им при охла­жде­нии.

Уме­ние вы­чис­лять необ­хо­ди­мое ко­ли­че­ство теп­ло­ты яв­ля­ет­ся очень важ­ным. Это может по­на­до­бить­ся, к при­ме­ру, при вычисле­нии ко­лли­че­ства теп­ло­ты, ко­то­рое необ­хо­ди­мо со­об­щить воде для обо­гре­ва по­ме­ще­ния. Или ко­лли­че­ство теп­ло­ты, кото­рое вы­де­ля­ет­ся при сжи­га­нии топ­ли­ва в раз­лич­ных дви­га­те­лях.

Для вы­чис­ле­ния ко­ли­че­ства теп­ло­ты необ­хо­ди­мо знать три вещи:

1. Масса тела (ко­то­рую, обыч­но, можно из­ме­рить с по­мо­щью весов).

2. Раз­ность тем­пе­ра­тур, на ко­то­рую необ­хо­ди­мо на­греть тело или охла­дить его (обыч­но из­ме­ря­ет­ся с по­мо­щью тер­мо­мет­ра).

3. Удель­ная теп­ло­ём­кость тела (ко­то­рую можно опре­де­лить по таб­ли­це).

Фор­му­ла, по ко­то­рой вы­чис­ля­ет­ся ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­гля­дит сле­ду­ю­щим об­ра­зом:

.

В этой фор­му­ле фи­гу­ри­ру­ют сле­ду­ю­щие ве­ли­чи­ны:

– ко­ли­че­ство теп­ло­ты, из­ме­ря­ет­ся в Джо­у­лях (Дж);

– удель­ная теп­ло­ём­кость ве­ще­ства, из­ме­ря­ет­ся в ;

раз­ность тем­пе­ра­тур, из­ме­ря­ет­ся в гра­ду­сах Цель­сия ().

Рассмотрим задачу на вычисление количества теплоты.

Задача:

В мед­ном ста­кане мас­сой грамм на­хо­дит­ся вода объ­ё­мом лит­ров при тем­пе­ра­ту­ре . Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты необ­хо­ди­мо пе­ре­дать ста­ка­ну с водой, чтобы их тем­пе­ра­ту­ра стала равна ?

Ре­ше­ние:

Сна­ча­ла за­пи­шем крат­кое усло­вие (Дано). И пе­ре­ве­дём все ве­ли­чи­ны в си­сте­му ин­тер­на­ци­о­нал (СИ).

Сна­ча­ла опре­де­лим: какие ещё ве­ли­чи­ны по­тре­бу­ют­ся нам для ре­ше­ния дан­ной за­да­чи? По таб­ли­це удель­ной теп­ло­ём­ко­сти на­хо­дим (удель­ная теп­ло­ём­кость меди, так как по усло­вию ста­кан – мед­ный), (удель­ная теп­ло­ём­кость воды, так как по усло­вию в ста­кане на­хо­дит­ся вода). Кроме того, мы знаем, что для вы­чис­ле­ния ко­ли­че­ства

теп­ло­ты нам по­на­до­бит­ся масса воды. По усло­вию нам дан лишь объём. По­это­му из таб­ли­цы возь­мём плот­ность воды: .

Те­перь у нас есть всё необ­хо­ди­мое для ре­ше­ния дан­ной за­да­чи.

За­ме­тим, что ито­го­вое ко­ли­че­ство теп­ло­ты будет со­сто­ять из двух: ко­ли­че­ства теп­ло­ты, необ­хо­ди­мо­го для на­гре­ва­ния мед­но­го ста­ка­на, и ко­ли­че­ства теп­ло­ты, необ­хо­ди­мо­го для на­гре­ва­ния воды в нём:

.

Рас­счи­та­ем сна­ча­ла ко­ли­че­ство теп­ло­ты, необ­хо­ди­мое для на­гре­ва­ния мед­но­го ста­ка­на:

.

Пре­жде чем вы­чис­лить ко­ли­че­ство теп­ло­ты, необ­хо­ди­мое для на­гре­ва­ния воды, рас­счи­та­ем массу воды по фор­му­ле, хо­ро­шо зна­ко­мой нам из 7 клас­са:

.

Те­перь можем вы­чис­лить:

Тогда можем вы­чис­лить: .

На­пом­ним, что озна­ча­ет: ки­лод­жо­у­ли. При­став­ка «кило» озна­ча­ет , то есть .

Ответ:.

Сколько Гкал в 1 кубометре горячей воды.

Получив итоговую распечатку показаний счетчика тепла любознательный человек разумеется начинает ее анализировать. Ведь желание сэкономить естественно при сегодняшних условиях жизни. Первой вопрос который волнует жильцов — сколько Гкал в 1 кубометре горячей воды. Если речь идет о горячей воде, вопрос правомерный – получил заплати. Здесь все довольно просто. 1 Гкал это как раз то количество теплоты которое необходимо для нагрева 1000 м3 (правильно 1000 тонн) воды на 1 градус. Следовательно 1/1000=0,001 или в 1 кубометре горячей воды 0,001 Гкал. К этой величине при расчете за горячую воду добавляются еще общедомовые потери.

Что такое потери тепла можете прочитать здесь, вкратце — общедомовые потери вызваны тем, что пока вода дойдет до Вашей квартиры, она неизбежно немного остынет по дороге, но так как тепловые сети – трубы по которым идет вода принадлежат всем, всем вместе за эти потери и платить. Особенно сильно дорожает горячая вода в тех домах, где она циркулирует для того чтобы не остывала по полотенцесушителям ванных комнат. Потери тепло здесь достигают 35%, но по сути дела они тратятся на обогрев ванных комнат и правильнее их было бы относить на отопление. Но счетчику тепла это неведомо, он лишь считает то, что через него прошло.

Для чего летом греть ванные, мы можем с вами только обсуждать, СНиПы мы не изменим, а тем более уже существующую разводку труб. Полотенце сушители выбрасывать нельзя, иначе циркуляция воды остановится во всех квартирах выше и ниже Вас, и при этом, для того чтобы из крана пошла горячая воды ее придется долго сливать, потеряете еще больше на стоимости воды, практически не выиграв ничего на тепле – оно уйдет с теплой водой, пока доберетесь до горячей.
Теперь перейдем к стоимости 1 кубометра горячей воды для отопления. С количеством тепла, которое несет в себе горячая вода естественно и здесь ни чего не меняется. Только вот способ сравнения или вычисления, которым пользуются многие не верен. В чем ошибка при расчете стоимости 1 кубометра горячей воды затраченной на отопление разберем на примере.

Анализ распечатки и ответ на вопрос — сколько Гкал в 1 кубометре горячей воды?

Попробуем проанализировать распечатку показаний счетчика тепла глазами потребителя. Как считает обычный потребитель: данные из колонки Qо делит на данные из колонки V1, т.е Гкал на кубометры в итоге получается некая величина, у нас например 0,00209. Эти данные сравнивают с соседями — у кого дешевле? Особенно большой негатив при таких расчетах бываю у тех кто установил погодозависимую автоматику. Данные у них зашкаливают. Хотя в итогах тепла меньше, но значит их обманывают? Платить то за куб воды стали больше! Зачем тратились, часть экономии украли!

А ответ на их вопрос очень прост. Вернемся немного назад. 1 Гкал это как раз то количество теплоты которое необходимо для нагрева 1000 м3 (правильно 1000 тонн) воды на 1 градус. Я не зря сделал пометку «тонн», вода при разной температуре (энтальпии) и давлении имеет разную плотность, при нагреве она расширяется и ее становится больше, после того, как она обошла ваши квартиры и остыла, объем воды за счет остывания уменьшился, но в тоннах он будет тот же. На распечатке если смотреть колонки М1 и М2 это хорошо видно. Некоторая разница здесь вызвана погрешностью приборов, в соответствии с правилами учета тепла погрешность может достигать на одном расходомере 2%. Также небольшая погрешность вызывается тем, что давление на узлах учета в домах потребляющих тепла менее 0,5 Гкал в час, может не измеряться, а программироваться по фактическому давлению в ИТП, поскольку давление влияет на общий учет незначительно, примерно на 0,1% общей точности измерения тепловой энергии. И главная ошибка — градусы или в данных расчетах разница температур между подающим и обратным трубопроводом, колонка dt (обведена синим) о которой забыли совсем.

Как правильно посчитать сколько Гкал в 1 кубометре горячей воды?

Правильно необходимо считать так, смотрите колонки обведенные синим. Qо / М1/ dt или 84,082 / 7375,03 / 11,46 = 0,0009948 или это и есть 0,001 Гкал в 1 кубометре воды, как видите это величина неизменна для всех. А вот за счет чего экономит погодозависимая автоматика и как она устроена читайте на сайте в следующих статьях.

  • Когда стоит применять погодозависимую автоматику.
  • Статья вторая. За счет чего экономит погодозависимая автоматика.
  • Статья третья. Как устроена погодозависимая автоматика.

Читайте также  Какой брус лучше для строительства бани?
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector