Содержание
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 виды потерь:
- на разогрев самого нагревательного элемента (электроплиты),
- на нагрев стенок ёмкости (чайника, бака),
- потери на парообразование при кипении,
- теплопередача и тепловое излучение энергии в окружающую среду (от стенок сосуда и/или нагревательного элемента),
- испарение с поверхности воды в открытых емкостях (чайниках и кастрюлях без крышки),
- потери в электрических проводах и контактах (разогрев проводов и штепсельной вилки электроприбора).
В качестве дополнительных мизерных потерь можно выделить:
- потери на побочных электрохимических процессах (ионные нагреватели),
- потери на звук (шум, издаваемый пузырьками пара в месте контакта нагревателя или горячей поверхности с водой).
Исходя из направлений потерь нетрудно определить мероприятия по повышению кпд процесса нагрева воды:
- использование погружного нагревательного элемента,
- использование закрытой ёмкости,
- теплоизоляция ёмкости,
- использование минимально необходимой температуры нагрева.
Количество электроэнергии кВт·ч и стоимость нагрева воды.
Справка
Калькулятор высчитает время нагрева воды в накопительных водонагревателях в зависимости от ёмкости бака, мощности ТЭНов, температуры нагрева и температуры входящей воды.
Вы можете указать КПД накопительного водонагревателя (обычно 95-99%).
Чтобы высчитать полную стоимость нагрева воды, необходимо задать ваш тариф на электроэнергию.
1. Общие понятия
Температура окружающего воздуха основательно влияет на температуру воды в открытом бассейне. При температуре воздуха 18-20 градусов человек чувствует себя еще мало-мальски комфортно, однако, плавать при такой температуре мало кому захочется. Зачастую, такие условия в теплом периоде в средней полосе и севернее, составляют львиную долю. В связи с этим, вопрос подогрева воды в бассейне актуален.
| Тип бассейна | Температура воды по нормативу (градус по Цельсию) |
|---|---|
Плавательные и спортивные бассейны
Гидромассажные и спа-бассейны
Для исключения проблем с поддержанием необходимой температуры воды уже на этапе проектирования подбирают необходимое нагревательное оборудование. В статье мы поможем Вам освоиться с этой проблемой и выбрать подходящую модель по типу и мощности.
Устройства обогрева воды работают по принципу передачи тепла «от горячего к холодному». Установки различаются принципом получения тепла для нагрева.
Тип установки обогрева воды
Принцип получения тепла
Рекурперативные теплообменники (теплообменник, в котором горячий и холодный теплоносители движутся в разных каналах, теплообмен происходит через стенку)
Циркулирующая вода нагретая любым способом передает через стенки тепло, нагревая воду.
Нагреваются за счет электроэнергии. Тепло передается воде напрямую от трубчатых электронагревателей (ТЭН)
2.Теплообменники
Водно-водяной теплообменник состоит из корпуса, внутри которого смонтированы два контура. 
Первичный контур (контур нагрева) предназначен для циркуляции воды из бойлера. Вторичный контур – для циркуляции воды из бассейна. Между контурами происходит теплообмен следующим образом. Вода из бассейна забирает тепло от воды из теплообменника. Остывшая вода снова проходит через бойлер, подогревается и снова возвращается в теплообменник для отдачи тепла воде из бассейна. И так по замкнутому кругу пока вода в бассейне не достигнет заданной температуры. Затем нагреватель в зависимости от настроек либо отключается, либо продолжает работать в режиме поддержания требуемой температуры.
Время, требуемое для нагрева воды до заданной температуры, зависит от объема бассейна и мощности нагревателя.
| Тип теплообменника | Особенности конструкции |
|---|---|
Нагревательный контур в виде пучка тонких трубок, по каждой из которых протекает вода. Большое количество трубок в пучке повышает площадь теплопередачи. Есть конструкции с демонтируемым пучком трубок (повышение ремонтопригодности).
Нагревательный контур в форме спирали
.jpg)
.jpg)
Корпус теплообменника изготавливают из
- композитного пластика,
- нержавеющей стали,
- титана.
Контур нагрева изготавливают из
- нержавеющей стали (подходит по соотношению цена/качество для бассейнов с пресной водой),
- титана (для бассейнов с морской водой),
- никеля,
- купроникеля.
| Достоинства | Недостатки |
|---|---|
| сравнительно дешевые | для работы в доме должен быть газовый котел (можно электрический котел, но это уже дорого) |
| не требуют больших затрат в процессе эксплуатации | на заявленной мощности теплообменник будет работать только при указанных в тех. паспорте разнице температур первичного и вторичного контура и соотношения скоростей жидкости в них |
Падение производительности нагревателя в случае отклонения от паспортных данных можно проанализировать по графикам (диаграмма А,Б).jpg)
.jpg)
3. Солнечные коллекторы (солнечные батареи)
Нагреваются под действием солнечных лучей и это тепло используется для подогрева воды в бассейне. Коллектор имеет систему тонких трубок..jpg)
| Достоинства | Недостатки |
|---|---|
| не требуется газовый котел | малая мощность (квадратный метр батареи выдает тепловую энергию 0.6 – 0.9 кВт/час. Для покрытия мощности слабого водно-водяного теплообменника потребуется площадь батарей равная площади поверхности бассейна.) |
| не тратится электричество | применяется в южных широтах нашей Родины с большим количеством солнечных дней |
4. Электронагреватели
Электронагреватели являются устройствами альтернативными теплообменникам. Принцип действия: в корпусе размещается трубчатый электронагревательный элемент (ТЭН). Он передает тепло протекающей воде. Особых различий между моделями нет..jpg)
При выборе электронагревателя ориентиром является:
- выходная мощность,
- материал, из которого изготовлен корпус,
- материал, из которого изготовлен ТЭН.
При использовании морской воды ТЭН подбирают из титана, никеля или купроникеля.
| Достоинства | Недостатки |
|---|---|
| для удобства оснащены термостатом с дисплеем, что позволяет легко регулировать температуру воды | огромный расход электроэнергии (повышенные затраты на обслуживание бассейна) |
| оснащены комплектом автоматического управления (датчиком потока или датчиком давления) , который не позволяет работать при слабом потоке воды | модели большей мощности требуют трехфазного подключения к сети |
| изначально укомплектованы всем необходимым для запуска и работы |
Особенности монтажа
Электронагреватель включают в цепь так, чтобы входящая труба была направлена вертикально вниз. В таком случае прибор всегда будет наполнен водой и даже при выходе из строя автоматики ТЭН не перегорит.
Практика показывает, что электронагреватели используют для бассейнов до 12 – ти кубометров открытого типа и до 20 – ти кубометров закрытого типа.
Задача по поддержанию в бассейне необходимой температуры решается не так уж и просто. Формула для расчета времени нагрева воды не учитывает важную ее особенность – теплопотери при испарении. Из-за этого подогрев воды происходит длительнее, при всем при том, что, подогрев и без того занимает массу времени.
В связи с этим в проект включают вспомогательные средства для подогрева:
- термическое покрывало,
- покрытие стенок бассейна теплоизоляционным напылением,
- использование системы солнечных батарей.
5. Тепловые насосы для подогрева воды
Тепловой насос предназначен охлаждать или обогревать воду в плавательном бассейне с помощью преобразования энергии атмосферного воздуха в тепло..jpg)
Устанавливается вне помещения.
Достоинства
– очень простое подключение – достаточно подключить воду и электропитание теплового насоса.
– встроенная система автоматически выставляет оптимальные режимы работы компрессора и вентилятора для получения максимального КПД, путём замера соотношения температуры воздуха и теплоносителя. Управление осуществяется цифровым пультом, есть несколько автоматических настроек работы поддержания температуры.
– установлены датчики и системы защиты: защита от малого и большого давления теплоносителя, датчик высокой температуры теплоносителя, датчик потока воды, система отключения при низкой температуре воздуха, система автоматического оттаивания.
Выводы:
1. Для нагрева воды в бассейне в основном используются водно-водяные теплообменники, электронагреватели и солнечные батареи. Последний вариант используется в основном в качестве дополнительного источника нагрева.
2. Выбор модели основывается на мощности нагревателя.
3. В бассейне с морской водой требуется нагреватель из антикоррозийных материалов.
4. Нагрев воды в бассейне занимает продолжительное время
6. Порядок расчета времени работы теплообменника
Оценим время работы теплообменника по нагреву бассейна. Для этого воспользуемся эмпирической формулой (без учета отклонений от имеющейся мощности и потерь тепла):
t – искомое время в часах,
V – объем воды в бассейне в кубометрах,
T – требуемая разница температур в градусах,
P – заявленная мощность.
Пример расчета.
По этой формуле заранее посчитаем необходимое время нагрева вашего бассейна теплообменником заявленной мощности. Например, вода в бассейне 20 градусов, а требуется нагреть до 26 градусов, т.е. на 6 градусов, при объеме бассейна 30 кубометров и мощности теплообменника 6 кВт.
t = 1.16 * 30 * 6 / 6, t = 34,8 час.
7. Определение необходимой мощности нагревателя
Приведем несколько обобщенных формул для правильного подбора водонагревателя.
| Тип и место использования водонагревателя | Значение требуемой мощности водонагревателя |
|---|---|
Теплообменник для открытого бассейна (мощность в кВт)
Равен объему бассейна (куб. метр)
Теплообменник для закрытого бассейна (мощность в кВт)
Равен ¾ объема бассейна (куб. метр)
Электронагреватель для открытого бассейна (мощность в кВт)
Равен ½ объема бассейна (куб. метр)
Электронагреватель для закрытого бассейна (мощность в кВт)
Равен 1/3 объема бассейна (куб. метр)
Суммарная площадь коллекторов должна быть равна площади самого бассейна
Расчет мощности нагревателя воды описан в разной литературе. Мы же будем использовать формулы из книги «Planung von Schwimmbadern» C. Saunus
Мощность теплообменника определяется из условий первичного нагрева воды в бассейне. Обычно принимается время первичного нагрева 2-4 дня при непрерывной работе нагревателя.
Qs – мощность нагревателя (Вт)
V – объем бассейна (л)
C – удельная теплоемкость воды, C = 1,163 (Вт/кгК)
tB – требуемая температура воды (град. по Цельсию)
tK – температура заполняемой воды (град. по Цельсию)
S – площадь зеркала воды (кв. метр)
Za – требуемое время нагрева
Zu – потери тепла (в час.)
| Тип и местонахождение бассейна | Значение параметра потери тепла Zu |
|---|---|
| Бассейн в помещении | 180 (Вт/м 2 ) |
| Бассейн на открытом воздухе (полностью открытое место) | 1000 (Вт/метр кв.) |
| Бассейн на открытом воздухе (частично закрытое место) | 620 (Вт/метр кв.) |
| Бассейн на открытом воздухе (полностью закрытое место) | 520 (Вт/метр кв.) |
При расчете по этой формуле условно – 1 кг = 1 л.
Таким образом, мы рассмотрели современные устройства подогрева воды в бассейне. Они имеют разные принципы действия, форму, технические характеристики и цену. Выбор подходящего именно для своего бассейна за Вами, а также можете обратиться к специалистам в нашу компанию и получить крайне граммотную консультацию.
