Как рассчитать мощность тэна для нагрева воды: Как рассчитать мощность нагревателя — Дальтэн производство и продажа электронагревательных элементов

Содержание

Расчет времени нагрева, температуры смешанной воды и мощности водонагревателя

Как выбрать Как смонтировать или подключить Как это работает Обзоры, релизы, тесты Энергосбережение в быту Это интерестно

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

Формула расчета количества и температуры смешанной воды

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

m_смеш — количество смешанной воды в кг
m₂ — количество горячей воды в кг
ϑ_смеш — 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 ϑ_смеш 40°C получится при добавлении холодной воды ϑ₁ 10°C к 80 кг горячей воды ϑ₂ 55°C?

m_смеш = 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?

ϑ_смеш = (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.

Источник: teplo-spb.ru

Отзывы

Добавить отзыв

Оцените товар

Время нагрева воды в водонагревателе: расчет

Выбирая бойлер, нам хочется знать не только объем бака и производительность, но и время нагрева воды в водонагревателе. От этого зависит потребление электроэнергии, длительность ожидания комфортной для купания температуры. Как правильно вычислить этот показатель, от чего он зависит, мы расскажем в публикации.

В первую очередь, стоит определиться с типом агрегата. Накопительный нагреватель имеет встроенный бак различных объемов. Внутри емкости скапливается вода, а установленный ТЭН ее нагревает до тех показателей, которые установлены вами на терморегуляторе. Теплоизоляция стенок удерживает тепло, что позволяет сэкономить электроэнергию. Как только температура начинает снижаться, реагирует термодатчик и ТЭН снова включается.

В проточных бойлерах способ работы несколько иной. Они не имеют накопителя, поэтому поток проходит через ТЭН, нагревается и сразу вытекает из крана.

От каких факторов зависит скорость нагрева:

литража бака;
температуры жидкости на входе;
установленных значений на регуляторе;
мощности ТЭНа.

Какой должна быть температура? Оптимально 60–65 градусов.

При показателях 80–85°С есть вероятность ожогов. Поэтому горячая жидкость предварительно смешивается с холодной. Тем более возрастает риск отложения накипи. Соли калия и магния активно откладываются на поверхностях техники, а особенно — ТЭНе. В результате деталь перегревается и выходит из строя.

При установке показателей на отметку ниже 60 градусов появляется риск образования бактерий, что приводит к неприятному запаху воды. Устранить проблему не так уж просто, придется полностью сливать жидкость, демонтировать и мыть бак изнутри.

Поэтому возьмем оптимальные показатели 65 °С. При смешении вы получите воду в 40°С и сможете наполнить ванную. При этом прибор будет и дальше продолжать греть содержимое.

Учитывайте, что летом нагрев происходит быстрее, чем зимой. Ведь тогда входная температура составляет 15 градусов, а в холодное время — 5 градусов.

Сколько времени потребуется электрическому нагревателю для достижения значений на панели? Сравним мощность ТЭНа и литраж.

Стандартная мощность составляет 1,5– 2,5 кВт. Поэтому емкость объемом 10–15 литров прогреется за полчаса, а объем 200 литров — за 5–8 часов.

К примеру, возьмем модели «Аристон» и «Термекс». Емкость бойлера от 80 до 100 литров. За сколько прогреется вода до 55 градусов, указано в таблице.

Мощность ТЭНа	«Аристон»			«Термекс»
Мощность ТЭНа	80 л.	100 л.	200 л.	80 л.	100 л.	200 л.
1500 Вт	180	280	360	170	210	320
2500 Вт	110	230	320	130	160	290

Расчет в бытовых условиях проводится по такой формуле:Чем больше площадь нагревательного элемента и меньше вместительность бака, тем быстрее прогреется его содержимое.

T = 0,00117

V — вместительность емкости;

Т2 — установленная пользователем оптимальная температура;

Т1 — значения воды на входе;

W — мощность ТЭНа.

Преимущества накопительного бойлера в том, что пользоваться горячей жидкостью можно в любое время, даже при отключении электричества. Прибор способен обеспечить несколько точек забора: душ, раковину на кухне.

Расчеты для проточника проводятся примерно по той же формуле:

V = 14,3

Значения те же, что и в первом случае, только V означает скорость потока л/мин.

Преимущества проточника — в экономии энергии. ТЭН включается только тогда, когда вы открываете смеситель. Это дает возможность быстро и в любом количестве получить горячий поток. Минус в том, что температура нагрева обычно не превышает 40–50 градусов. Прибор может обеспечить только одну водозаборную точку.

На картинке ниже показано время нагрева до 75 °С в накопителе:

До 65 °С:

До 55 °С:

Максимальный поток для проточных устройств:

Знать время нагрева в бойлере действительно важно при покупке. Поэтому прежде чем отправиться в магазин, проведите дома расчеты. Так вы узнаете, какая техника подходит вашему дому.

Расчет номинальной мощности электрических водонагревателей – Часть первая ~ Электрические ноу-хау

Расчет номинальной мощности электрических водонагревателей – часть первая

Большинство жилых и коммерческих зданий нуждаются в системе горячего водоснабжения. В зависимости от типа здания эта система может варьироваться от небольшого водонагревателя под раковиной для мытья рук до системы резервуаров для хранения горячей воды объемом 10 000 галлонов, используемой в больничной прачечной.

Эта статья призвана помочь разработчикам выбрать соответствующий тип и рассчитать требуемую номинальную мощность для выбранного типа электрического водонагревателя.

Перед тем, как приступить к расчетам, мы должны дать вам краткую информацию о следующих пунктах:

Компоненты системы горячего водоснабжения,

Различные типы водонагревателей, используемых в жилых и коммерческих зданиях,

Как выбрать лучший тип водонагревателя для любого применения?

Благодаря этому краткому обзору вы познакомитесь с типами и конструкцией обычных водонагревателей.

Компоненты системы горячего водоснабжения

Система водяного отопления состоит из (4) основных компонентов (см. рис. 1):

Источник тепловой энергии,
Теплообменное оборудование,
Распределительная система,
Терминальные устройства для использования горячей воды.

Рис. (1): Система горячего водоснабжения Компоненты

Наиболее важными компонентами являются первый и второй.

1. A- Источники тепловой энергии , они может быть:

Сжигание топлива,
Сбор солнечной энергии,
Электрическое преобразование,
Регенерированное отработанное тепло.

1.B- Оборудование для теплопередачи , они может быть:

Прямая теплопередача (см. рис.2) происходит от сжигания топлива. или прямое преобразование электрической энергии в тепло,

Рис. (2): Прямой нагрев Трансфер

Косвенная теплопередача (см. рис.3) использует тепловую энергию, от удаленных источников тепла, таких как бойлеры, солнечные коллекторы тепла, когенерационное охлаждение или отработанное тепло.

Рис. (3): Непрямой нагрев Трансфер

2- Типы водонагревателей в жилых и коммерческих зданиях

Распространенные типы коммерческого и промышленного водонагревательного оборудования включает:

Нагреватели накопительной воды (резервуарного типа),
Проточные водонагреватели (безбакового типа),
Гибридные водонагреватели .

2.1- Накопительные водонагреватели (бак)

Этот тип нагревателей включает в себя горелку, накопительный бак, внешний кожух, изоляция и элементы управления в одном блоке и обычно устанавливаются без зависимости от другого оборудования для хранения горячей воды (см. рис.4).

Рис. (4): Типичное хранилище Водонагреватель (танковый).

Они доступны в электрическом, модели с жидким пропаном (LP) и природным газом. Водонагреватели на природном газе и сжиженном газе обычно потребляют меньше энергии и дешевле в эксплуатации, чем электрические модели одного размера.

Существует два типа хранилища водонагреватели (Tank-Type), которые:

Объем Водонагреватели накопительные (танковый),
Малые накопительные водонагреватели (Танкового типа).

2.1.A Объемные накопительные водонагреватели (резервуарного типа)

Обычно они вертикальные, цилиндрические резервуары, обычно стоящие на полу или на платформе, приподнятой над на небольшом расстоянии от пола (как на рис.4). В домах их можно монтировать в подпотолочном пространстве над прачечно-подсобными помещениями. Типовые размеры для дома диапазон использования от 75 до 400 литров (от 20 до 100 галлонов США).

2.1.B Малые накопительные водонагреватели (резервуарного типа)

Водонагреватели с небольшим накопительным баком, известные как точки использования (POU), коммунальные или мобильные домашние водонагреватели, хороши варианты добавления горячей воды в небольшие здания, магазины или гаражи (см. рис. 5).

Рис. (5): Небольшие накопительные водонагреватели (бак)

Эти водонагреватели обычно объемом от 2,5 до 19 литров. Самые большие из этих миниатюрных устройств также могут использоваться для обеспечения горячей водой второстепенных санузлов, которые могут быть расположены далеко от основного водонагревателя вашего дома.

Крошечная точка использования (POU) накопительные электрические водонагреватели емкостью от 8 до 32 литров (2 до 6 литров) изготавливаются для установки в кухонных и ванных шкафах или на стена над раковиной. Обычно в них используются нагревательные элементы малой мощности, около от 1 кВт до 1,5 кВт и может обеспечивать горячую воду достаточно долго для ручного стирки или, если он подключен к существующей линии горячей воды, до тех пор, пока горячая вода не поступает от удаленного водонагревателя большой мощности.

Накопительные водонагреватели (резервуарного типа) имеют особый тип – солнечные водонагреватели.

2.1.C Солнечные водонагреватели

Солнечные водонагреватели имеют два основных компонента (см. рис.6):

Солнечные коллекторы,
Резервуар для хранения.

Рис. (6): Компоненты солнечного водонагревателя

1- Солнечные коллекторы

Солнечные коллекторы установлены вне жилых помещений, как правило, на крыше или стенах или поблизости,

2- Резервуар для хранения

Питьевая горячая вода резервуар – это, как правило, уже существующий или новый обычный резервуар для воды. нагреватель или водонагреватель, специально разработанный для солнечной тепловой энергии.

Типы солнечных водонагревателей

Солнечные водонагреватели имеют два основных типа:

С прямым усилением,
Непрямой или замкнутый тип.

A- Тип прямого усиления:

В этом типе (см. рис.7) Питьевая вода направляется непосредственно в коллектор. Говорят, что таких систем много. использовать интегрированное хранилище коллекторов (ICS) в качестве систем прямого усиления обычно имеют хранилище, встроенное в коллектор.

Рис. (7): Солнечный водонагреватель с прямым усилением

Отопительная вода напрямую по своей сути более эффективен, чем косвенный нагрев через теплообменники, но такие системы обеспечивают очень ограниченную защиту от замерзания (если таковая имеется), могут легко нагревать воды до небезопасных для бытового использования температур, а системы ICS страдают от сильная потеря тепла в холодные ночи и холодные пасмурные дни.

B- Непрямой или замкнутый контур:

Этот тип не позволяет пить воды через панели, а прокачивать теплоноситель (либо вода или смесь воды и антифриза) через панели (см. рис. 8). После сбора тепла в панелях, теплоноситель течет через теплообменник, передающий свое тепло горячей питьевой воде.

Рис. (8): Солнечный водонагреватель с замкнутым контуром

Когда панели холоднее, чем накопительный бак или когда накопительный бак уже достиг своего максимума температуры, контроллер в замкнутых системах остановит циркуляцию насосы.

2.2- Мгновенная вода Нагреватели (безрезервуарные)

Они также могут быть вызваны по требованию водонагреватели, этот тип нагревателей имеет минимальную накопительную емкость, они не хранить горячую воду; скорее они нагревают воду, когда она проходит через ряд катушки в блоке (см. рис.9). Они доступны в электрическом, LP и естественном исполнении. газовые модели. Большинство безрезервуарных устройств могут обеспечить до 3,5 галлонов нагретой воды. в минуту.

Рис. (9): Мгновенное Водонагреватели (безбакового типа)

Обычно они включают поток переключатель как часть системы управления. Безбаковые, проточные водонагреватели лучше всего использовать для стабильной, непрерывной подачи горячей воды. Безрезервуарные обогреватели может быть установлен по всему дому более чем в одной точке использования (POU), далеко от центрального водонагревателя, или более крупные централизованные модели все еще могут используется для обеспечения всех потребностей горячей воды для всего дома.

Основные преимущества безрезервуарных водонагреватели:

Непрерывный поток горячей воды по сравнению к ограниченному расходу постоянно нагретой горячей воды из обычного бака водонагреватели,
Так как агрегат только нагревает воду как вы его используете, нагреватель без бака обычно более энергоэффективен, чем традиционный накопительный водонагреватель.

Основные недостатки безрезервуарные водонагреватели:

Проточные водонагреватели могут обеспечить неограниченное количество горячей воды, но может предоставить только ограниченное количество ПОУ,
Распространенные типы водонагревателей не может подавать горячую воду более чем в две точки одновременно.

Известный тип Instantaneous водонагреватели (безрезервуарные) Электрические душевые лейки

2.2.A Электрические душевые лейки

Электрический нагревательный элемент встроен в такие насадки для душа, чтобы мгновенно нагревать воду, когда она протекает через (см. рис.10).

Рис. (10): Электрические душевые лейки

Электрический душ имеет простую электрическая система, работающая как кофеварка, но с большим расходом воды. А реле протока включает устройство, когда через него проходит вода. Как только вода останавливается, устройство автоматически выключается. Обычный электрический душ. часто имеет три режима нагрева: низкий (2,5 кВт), высокий (5,5 кВт) или холодный (0 Вт) для использования при наличии системы центрального отопления или в времена года.

2,3 Гибридные водонагреватели

Гибридный водонагреватель (см. Рис.11) представляет собой систему водяного отопления, объединяющую технологические черты обеих водонагреватели бакового типа и безбаковые водонагреватели. Это Нагревает холодную воду с помощью электрического нагревателя элемент и тепловой насос, который втягивает окружающий воздух и извлекает имеющийся нагревать.

Рис. (11): Гибридные водонагреватели

Их еще называют тепловыми насосами. Водонагреватели (HPWH), у них есть небольшие накопительные баки, которые охлаждают поступающий холод. вода; Это означает, что гибриды должны только увеличить температуру воды с теплой горячей, в отличие от безрезервуарного, который должен поднимать полностью холодную воду до горячий. Определяющими характеристиками «гибридного водонагревателя» являются:

А сочетание расхода воды бака и эффективности безбакового водонагревателя,
Встроенный небольшой резервуар для хранения воды как часть теплообменника (обычно между от двух галлонов до 20 галлонов),
Двойной активация: измерение расхода и управление термостатом.

Гибридные водонагреватели могут быть работать на газе (природном газе или пропане) или питаться от электричества с помощью сочетание теплового насоса и обычного электрического нагревательного элемента.

3- Как выбрать лучший тип водонагревателя?

Многие факторы определяют, какой водонагреватель лучше всего подходит для вашего дома. три основных фактора, которые следует учитывать при выборе водонагревателя:

Емкость для хранения воды,
Метод нагрева воды,
конструкция системы водяного отопления,
система водяного отопления Тип топлива,
Скорость восстановления,
Ограничения по пространству,
Энергоэффективность.

3.1 Емкость для хранения воды (в галлонах или литрах)

Водонагреватель меньшего размера будет работать тяжелее и иметь более короткий срок службы. продолжительность жизни. Поэтому убедитесь, что вы выбрали водонагреватель, который обеспечивает достаточно горячей воды для вашего дома. Типичные емкости для разных типов водонагреватели следующие:

Объем Водонагреватели накопительные (Тип бака): типичные размеры для бытового использования варьируются от 75 до 400 литров (20 до 100 галлонов США).

Малые накопительные водонагреватели (Тип резервуара: диапазон размеров от 2,5 до 19 галлонов.

Миниатюрная точка использования (POU) накопительные электрические водонагреватели емкостью от 8 до 32 литров (2 до 6 литров).

Проточные водонагреватели (безбакового типа). до 3,5 галлонов нагретой воды в минуту.

Гибридные водонагреватели : Типовые размеры от двух галлонов до 20 галлоны.

3. 2 Метод нагрева воды

По словам пользователя Требования, выбранный метод нагрева воды может быть определен следующим образом:

Нагреватели накопительной воды (резервуарного типа),
Проточные водонагреватели (безбакового типа),
Гибридные водонагреватели .

Каждый предлагает уникальные преимущества, и вы можете сравнить функции и преимущества в таблице ниже.

Тип	Метод эксплуатации	Факторы к рассмотрению
Обычный резервуар	Регулярно запасает горячую воду в резервуаре, размер которого соответствует требованиям пользователя.	Экономичный, Может быть расположен в кладовка, подвал или гараж Вместимость от 20 до 100 галлонов, Эффективность зависит от модели, бренды и источников топлива.
Безбаковый	Они не сохраняют горячее вода; скорее они нагревают воду, когда она проходит через ряд змеевиков в водонагреватель.	Требуются большие первоначальные инвестиции, лучше всего использовать для стабильная, непрерывная подача горячей воды, Непрерывный поток горячая вода, Повесьте на стену и освободите место на полу, Отличный вариант для проживания занятых на полставки, обычно больше энергии эффективность на целых 30%, может предоставить неограниченное количество горячей воды, но только для ограниченного количества POU, Требуется вентиляция.
Гибрид	Нагревает холодную воду через электрический нагревательный элемент и тепловой насос, который всасывает окружающий воздух и извлекает имеющееся тепло.	Требуется больший аванс инвестиции, Магниевый анодный стержень продлевает срок службы бака, Тепловой насос обеспечивает больше горячей воды до 33% быстрее, чем стандартный электрический водонагреватель.

3.3 Конструкция системы водяного отопления

Также, по словам пользователя требований, структура или распределение системы горячего водоснабжения может быть одним из следующих типов:

Централизованная (для всего дома) система,
Системы точек использования.

Каждый тип подробно описан в пунктах выше.

3.4 Система водяного отопления Тип топлива

В соответствии с требованиями пользователя, выбранное топливо для системы водяного отопления может быть одним из следующих:

Природный газ,
LP (жидкий пропан),
Электрический,
Солнечная.

Большинство водонагревателей работают на газе или электричестве. Обратитесь к таблица ниже для сравнения:

Тип	Факторы, которые необходимо учитывать
Газ	Требуются немного большие первоначальные инвестиции, В целях безопасности необходимо выводить наружу, Агрегаты с герметичным сгоранием или принудительной вентиляцией повышают безопасность, Затраты на эксплуатацию меньше, Не подвержен перебоям в подаче электроэнергии (только в танковом стиле).
Электрический	Обычно стоимость меньше газовых моделей, Легко поддерживать, Требуется без горючих материалов и вентиляции, Заезды вода быстро, Предложение высокие рейтинги энергетического фактора.
Гибрид (электрический)	Требуются большие первоначальные инвестиции, Не требует горючих материалов или вентиляции, Нагревает воду на 33% быстрее, чем стандартный электрический модели, Более низкие эксплуатационные расходы позволяют экономить сотни человек в год, Компрессор мощностью 8700 БТЕ/ч является самым мощным в своем классе.
Жидкий пропан (газ)	Требуется немного большие авансовые инвестиции, Должен вентилироваться на открытом воздухе в целях безопасности, единиц с герметичным сгоранием или принудительной вентиляцией для повышения безопасности, Стоимость меньше в эксплуатации, чем электрические модели, Нет подвержены перебоям в подаче электроэнергии (только в танковом стиле).
Солнечная энергия	относительно хороший срок окупаемости, в среднем 5-10 лет, низкий эксплуатационные расходы, относительно высокие первоначальные затраты, в В большинстве районов им потребуется электрическое, газовое или другое резервное топливо во время зимний период, они требуют отличной защиты от перегрева и замерзания, Окружающая среда дружелюбно.

3.5 Скорость извлечения

Это количество галлонов или литров горячей воды, которое водонагреватель способен обеспечить в заданный период времени (час или минута). Таким образом, чем больше ваш спрос на горячую воду, тем выше скорость восстановления. тебе нужно.

используемые единицы, выражающие скорость регенерации для водонагревателей:

галлонов в час (Галлонов в час): Количество воды в галлонах, которое расходуется каждый час сантехника и оборудование, такое как посудомоечные машины.

гал/мин (галлонов в минуту): Количество воды в галлонах, протекающей по водопроводу. приспособление или через проточный водонагреватель в минуту.

Общие коэффициенты восстановления:

Общие нормы восстановления для электрических водонагревателей для данного входная мощность указана в таблице ниже:

Рекуперация Тарифы в галлонах в час – Электрический водонагреватель

Общие коэффициенты восстановления для газовых водонагревателей для потребленных БТЕ составляют как в таблице ниже:

Рекуперация Тарифы в галлонах в час – Газовый водонагреватель

БТЕ (британская термальная единица): количество теплоты, необходимое для нагревания одного фунта воды на один степень Ф.

3.6 Ограничение пространства

Как только вы узнаете емкость вашего водонагревателя, не забудьте принять во внимание размеры устройства. Вы можете следовать следующим рекомендациям:

Новый обычный сменный блок хранения может быть больше старого потому что требуется дополнительная изоляция, чтобы соответствовать последним строгим федеральным энергетические стандарты. Имейте это в виду, если блоки установлены в шкафах или другие тесные помещения,

Если вы переходите на более крупный блок, возможно, вам потребуется проложить сантехнику к это если его нужно переместить. Один из способов избежать перемещения устройства заключается в том, чтобы выбрать модель нестандартного размера, например, модуль, короче, но больше, известный как водонагреватель «низкий мальчик». Lowboys варьируются от 30 до 49 дюймов и выдерживают до 50 галлонов воды,

Высокие водонагреватели высотой от 50 до 76 дюймов и могут вмещает до 100 литров воды. Они идеально подходят для подвалов или гаражей, где рост не проблема,

Если вы покупаете проточный водонагреватель, убедитесь, выбрать для установки соответствует требованиям вентиляции,

Идеальное место для установки безбакового агрегата – внешняя стена рядом с газовой колонкой. линия подачи воды, линия подачи воды и источник электроэнергии. Это тоже самый простой и экономичный способ запуска вентиляции,

Устройство должно иметь зазор ½ дюйма по бокам и 12 дюймов спереди и 18 дюймов от пола,

Гибриды имеют узкий диаметр 21 дюйм для доступа в небольшие помещения.

3. 7 Энергоэффективность

Какой бы источник топлива вы ни использовали, водонагреватель может быть третьим по величине источником энергии. пользователь в вашем доме, поэтому вам понадобится устройство, которое обеспечивает экономию энергии и затрат. К счастью, почти все водонагреватели обладают повышенной эффективностью, ужесточение федеральных энергетических стандартов.

Энергетический коэффициент EF и годовые эксплуатационные расходы можно найти на Табличка Energy Guide на блоке (см. рис. 12).

Рис. (12): Табличка с руководством по энергопотреблению

Энергетический фактор EF измеряет, как эффективно блок преобразует энергию в тепло, а также сколько тепла теряется во время хранения.

Чем выше коэффициент энергии, тем более энергоэффективен водонагреватель. Ищите рейтинги EF как можно ближе к 1. Электрические обогреватели, как правило, самые высокие рейтинги EF.

В следующей статье я подробно объясню расчеты размеров и мощности электрических водонагревателей . Так что, пожалуйста, продолжайте следить.

Новое сообщение Старый пост Главная

Нагрев воды постоянным током с использованием резистивных нагревательных элементов

Нагрев воды постоянным током с использованием низковольтных элементов

Мы можем использовать солнечную энергию непосредственно для бытовых систем нагрева горячей воды с помощью солнечных тепловых панелей и вакуумных труб. Но мы также можем использовать DC ( постоянный ток ) мощность, вырабатываемая фотогальваническими панелями или турбогенераторами для питания водяного нагревательного элемента постоянного тока без использования сетевого электричества.

Когда электрический ток протекает через резистивный элемент, выделяется тепло, и элемент раскаляется докрасна. Таким образом, I ² R нагревательный эффект электрического тока, проходящего через элемент с высоким сопротивлением, является основным принципом для всех нагревательных элементов. Будь то проволочный нагревательный элемент, электрочайник, электрический утюг и т. д.

Для большинства систем горячего водоснабжения с накопительными баками мы обычно используем обычный трубчатый стержневой резистивный нагревательный элемент переменного тока ( переменного тока ), питаемый коммунальной компанией для нагрева воды. Величина мощности нагрева в «ваттах», которую может производить резистивный элемент, зависит от подаваемого на него сетевого напряжения, а также от его статической морозостойкости. Тем не менее, существует целый ряд электрических нагревательных элементов на 120 и 240 вольт, доступных на выбор, мощностью от 100 до 5000 Вт.

Кроме того, резистивные нагревательные элементы можно считать эффективными на 100 %, поскольку вся подводимая электрическая энергия преобразуется в полезную отдачу, в данном случае в тепло. Количество электрической энергии, преобразованной или потребленной в тепловую энергию, измеряется в Вт .

Водяной нагревательный элемент постоянного тока

Для цепей постоянного тока мощность в ваттах равна произведению вольт на ампер. Это V x I. Однако для цепей переменного тока мощность в ваттах равна произведению вольт на ампер в данный момент времени.

Напряжение переменного тока, используемое в типичном домашнем хозяйстве, выражается через его эффективное значение . Это эффективное значение напряжения более известно как среднеквадратичное или среднеквадратичное значение напряжения. Например, среднеквадратичное значение 120 В (120 В среднеквадратичное значение) или среднеквадратичное значение 240 В (среднеквадратичное значение 240 В).

Среднеквадратичное значение, обычно даваемое для напряжения переменного тока, производит такое же количество нагревательного эффекта при приложении к резистивному нагревательному элементу, как и напряжение постоянного тока (DC) того же значения напряжения. То есть: 120 Вэфф = 120 В постоянного тока.

Закон Ома говорит нам, что если известны среднеквадратичное напряжение источника питания в вольтах (В) и сопротивление в омах (Ом). Тогда мощность (P), рассеиваемая нагревательным элементом, в ваттах (Вт), может быть выражена по формуле: P = V ² /R ватт. Точно так же, если мы знаем ток (I), который потребляет водонагревательный элемент в амперах (А) вместе с напряжением. Тогда мощность (P), рассеиваемая нагревательным элементом, в ваттах (Вт), будет определяться по формуле: P = V*I [ватты].

Водяной нагрев постоянного тока Пример №1

Так например. Если нагревательный элемент мощностью 2400 Вт подключен к источнику питания 240 вольт, каковы будут потребляемый от источника ток и статическое сопротивление элемента холоду.

1. Ток, взятый из источника:

2. Сопротивление нагревательного элемента:

Тогда мы можем видеть, что для нашего примера элемент имеет сопротивление холоду 24 Ом (независимо от того, какое напряжение приложено) и он будет потреблять 10 Ом. Ампер тока при 240 В переменного тока. Нагревательные элементы, предназначенные для источников питания на 120 или 240 вольт, обычно имеют гораздо более высокое сопротивление. Используя напряжение и постоянное сопротивление элементов, можно рассчитать рассеиваемую им электрическую мощность.

Например, предположим, что мы используем тот же нагревательный элемент на 240 вольт, 2400 ватт из приведенного выше примера №1 с источником питания переменного тока 120 вольт, какова будет выходная мощность элемента.

Питание от сети 120 В

Таким образом, использование нашего нагревательного элемента с номинальным напряжением 240 В от сети 120 В снизит выходную мощность на 75% до 600 Вт. Мы ожидаем увидеть это, поскольку каждый раз, когда напряжение уменьшается вдвое, мощность падает на 75% из-за возведения напряжения в квадрат в формуле мощности. Другими словами, эффект нагрева элементов 240 В снижается до 1/4 от его первоначальной мощности при подключении к источнику питания 120 В. Но будет ли тот же нагревательный элемент нагревать воду, используя электричество постоянного тока от турбинного генератора (ветряного или водяного) или солнечной панели.

Водяные нагревательные элементы постоянного тока

Многие люди используют солнечную энергию и панели теплового коллектора для предварительного нагрева воды для бытового потребления. Но мы также можем использовать выход постоянного тока от фотогальванических панелей или солнечной батареи для нагрева воды, нам просто нужно думать немного по-другому.

Нагрев воды непосредственно с помощью нагревательного элемента постоянного тока вместе с генератором ветряной турбины или фотогальванической панелью (с аккумуляторной батареей или без нее) обычно используется в самодельных солнечных энергетических системах и автономных приложениях, где нет подключения к сети или электроэнергия от сети. 9Водонагревательные элементы постоянного тока 0949 вместе с панелью pv могут даже обеспечить подогрев воды при низком уровне излучения или плохих погодных условиях, поскольку единственный предел того, насколько горячей становится вода, зависит от того, сколько энергии нагревательный элемент может передать в нее.

Водонагревательные элементы переменного тока будут работать от источников постоянного тока. Однако, как мы видели, при снижении напряжения питания на том же элементе снижается и нагревательный эффект элемента. Например, давайте предположим, что мы хотим использовать наш элемент на 240 вольт, 2400 ватт, указанный выше, на источнике постоянного тока 24 вольта. Какой будет мощность нагревательного элемента.

Мощность нагрева воды постоянным током

Как было рассчитано ранее, омическое сопротивление нашего элемента зафиксировано на уровне 24 Ом. Но при подключении к источнику постоянного тока 24 В тот же нагревательный элемент выдает мощность всего 24 Вт и поэтому не нагревается так сильно. То есть его нагревательный эффект снижается до 1/10 от первоначальной мощности при подключении к сети 240 вольт. Тогда ясно, что нам нужен водонагревательный элемент постоянного тока, рассчитанный на низкое напряжение питания, поскольку независимо от того, какую формулу мы используем, только 24 Вт мощности рассеиваются в виде тепла.

Водонагреватели постоянного тока низкого напряжения легко доступны для автономных приложений, таких как популярный водонагреватель постоянного тока DERNORD 700 Вт 12 В от Amazon, который просто вкручивается в существующий резервуар водонагревателя.

Эти низковольтные водонагревательные элементы постоянного тока могут питаться от солнечной энергии, ветра или батареи, они могут питаться непосредственно от одной солнечной панели или фотоэлектрической батареи для нагрева воды с помощью электричества постоянного тока. Их также можно использовать в качестве отвального груза для ветряной турбины. Очевидно, что подключенная солнечная панель или турбина должны иметь такую же мощность, что и элемент.

Погружные элементы постоянного тока выпускаются с различным напряжением от 12 В до 48 В, но вам необходимо купить элемент, рассчитанный на напряжение вашей системы, чтобы обеспечить достаточный предварительный нагрев горячей воды для бытового потребления. В качестве примера возьмем водонагревательный элемент DERNORD 700W 12V DC. Каковы будут его статическое сопротивление холоду и ток, потребляемый от источника постоянного тока 12 вольт.

Помните, что закон Ома гласит: Квадрат Вольт ÷ Ватт = Ом, а Напряжение ÷ Сопротивление = Ток

1. 700 Вт Сопротивление нагревательного элемента:

2. Ток, взятый из источника питания:

Здесь следует отметить две вещи. 1. Сопротивление нагревательного элемента намного, намного ниже, всего 0,21 Ом (0,206 Ом округляется), 2. Ток, потребляемый от источника питания, намного выше, 58 Ампер. Если бы мы заменили его на элемент водонагревателя с более высоким напряжением 48 В постоянного тока, мощностью 700 Вт, то его значения были бы: 3,3 Ом и 14,5 Ампер соответственно, что намного ниже значения тока.

Тогда мы можем видеть, что больший ток должен обеспечиваться панелью или турбиной с более низким напряжением, чтобы обеспечить такое же количество электроэнергии, 700 Вт в этом примере.

Но мы не можем просто увеличить напряжение, подаваемое на наш элемент 12 В постоянного тока, чтобы уменьшить ток (и, следовательно, размер кабеля). Что произойдет, если 48 В постоянного тока подключить к 12-вольтовому 700-ваттному элементу с холодным сопротивлением 0,21 Ом? Что ж, давайте снова воспользуемся законом Ома, чтобы выяснить это.

P = V ² ÷ R = (48×48) ÷ 0,21 = 10 972 Вт… элемент сгорит сразу!

Другими словами, 10 972 Вт (или в 15 раз больше номинальной мощности), проходящие через 700-ваттный элемент, приведут к его немедленному перегоранию. Затем важно понимать, что для нагревательного элемента постоянного тока его омическое значение зависит от мощности и номинального напряжения. К счастью, производители обычно печатают мощность и номинальное напряжение сбоку каждого элемента для удобства справки.

Использование двух или более нагревательных элементов, соединенных последовательно, является еще одним вариантом использования элементов с более низким напряжением на источнике с более высоким напряжением, поскольку напряжение, прикладываемое к последовательной комбинации элементов, приводит к тому, что часть напряжения появляется на каждом из элементов. Таким образом, два нагревательных элемента на 12 В постоянного тока можно использовать для питания 24 В постоянного тока. Значение электрического тока будет равно напряжению питания, деленному на сумму сопротивлений элементов.

Резюме учебника

Здесь мы видели, что Водяные нагревательные элементы постоянного тока могут использоваться для нагрева (или предварительного нагрева) горячей воды для бытовых нужд от фотоэлектрической панели или массива или в качестве нагревательного элемента отвода нагрузки для перепроизводства ветровой (или гидро) турбины. Тем не менее, необходимо понимать, что выбранный элемент должен использоваться с расчетным напряжением питания, так как меньшее напряжение питания уменьшит его выходную мощность, а это означает, что нагревательный элемент не нагревается. В то время как слишком большое напряжение питания означает, что нагревательный элемент перегреется и перегорит.

В Интернете доступны различные низковольтные элементы от 12 В до 48 В постоянного тока с номинальной мощностью от 100 до 1000 Вт. Однако, если вы используете нагревательный элемент при более низком напряжении, чем его номинальное значение, выходная мощность падает на 75% каждый раз, когда напряжение питания уменьшается вдвое.

В то время как использование низковольтных элементов имеет смысл для рассеивания избыточного солнечного электричества, тепловые солнечные коллекторы и системы отопления, предназначенные для нагрева горячей воды с использованием энергии солнца, более экономичны. Частично это связано с более высокой эффективностью солнечных тепловых коллекторов и более низкой стоимостью квадратного фута площади поверхности коллектора/панели.

Чтобы узнать больше о том, как Водяные нагревательные элементы постоянного тока можно использовать с фотоэлектрическими панелями и массивами. Вы заинтересованы в добавлении электрического нагрева воды к существующей автономной солнечной системе? Или, может быть, вы просто хотите изучить преимущества и недостатки нагрева воды с помощью электричества постоянного тока и узнать, как вы можете использовать его в своем автодоме или доме на колесах, а затем щелкните здесь, чтобы получить свою копию все-в-одном «Солнечная энергия для начинающих» прямо сегодня с Амазонки.