До скольки градусов можно нагреть воду максимально

Интернет-магазин водонагревателей и климатической техники №1

Доставим по России

Режим работы: с 10:00 до 18:00

Каталог товаров

Каталог товаров

• Главная
• Статьи
• Как выбрать
• Расчет времени нагрева, температуры смешанной воды и мощности водонагревателя

Расчет времени нагрева, температуры смешанной воды и 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 — 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.

Сколько времени нагревается вода в водонагревателе?

Вопрос, сколько греется водонагреватель, относится скорее к накопительным моделям. Проточные благодаря своей конструкции и высокой мощности нагревают воду практически мгновенно. Но если нужно нагреть большой объём воды, не обойтись без накопительного бойлера. В бак объёмом 30, 50, 80 или 100 литров заранее наливается вода, которая затем подогревается с помощью нагревательного элемента и остаётся тёплой благодаря теплоизоляции. Чтобы найти лучший вариант для своей семьи, нужно вычислить, от чего зависит, сколько времени нагревается вода в водонагревателе.

От чего зависит скорость нагрева?

Накопительные бойлеры согревают воду от 30 до 75 °С. Вы выбираете нужное значение на шкале с помощью кнопок регулировки температуры. Не рекомендуется устанавливать подогрев ниже чем на 60 °С, чтобы вода не «зацвела», а на стенках бака не образовался неприятно пахнущий налёт. Для большинства бытовых нужд достаточно нагреть воду до 60 – 65 °С.

Скорость нагрева до нужных значений зависит от трёх факторов:

• вместимости бака – естественно, чем меньше литраж, тем быстрее прогреется содержимое;
• температуры воды «на входе» – она изначально должна быть не меньше 15 °С, но и не слишком горячей, чтобы не сработал датчик защиты от перегрева;
• мощности нагревательного элемента – чем больше Ватт заявлено в технических характеристиках, тем быстрее нагревается бак.

Как высчитать, сколько времени нагревается водонагреватель?

Чтобы понять точное время нагрева (Т), нужно знать объём бака (обозначим его V), мощность бойлера в кВт (W), температуру воды на входе (Т1), желаемую температуру (Т2). Подставляем эти значения в следующую формулу:

К примеру, подсчитаем скорость нагрева бака бойлера Polaris DELTA IMF 80V/H объёмом 80 литров до 65 °С на максимальной мощности 2000 Вт:

T = 0,00116*80*(65-15)/2 =2,32 часа

Чтобы перевести сотые доли часа в минуты (в нашем случае 0,32), нужно 60 мин*0,32 = 19,2 минуты. Получается, полное время нагрева бойлера вместимостью 80 литров на мощности 2 кВт – 2 часа 19 минут.

Таким образом можно подсчитать, за сколько нагревают воду водонагреватели разных объёмов и мощностей.

Мощность бойлера, кВт

Время нагрева воды с 15 °С до 65 °С, ч:мин

Вместимость бака водонагревателя, л

До скольки градусов можно нагреть воду максимально

Как быстро остывает вода для чая?

Чтобы получить максимально вкусный чай, нужно посвятить этому немного времени, приложить своё внимание — тут работает так же, как и со всеми другими штуками в жизни.

Разные сорта чая требуют воду разной температуры.
Пуэр чёрный — кипяток, даже крутой кипяток.
Пуэр зелёный от 70 градусов до 100 — зависит от вашей терпимости к терпкости и горькому вкусу и от того, какой пуэр у вас в руках. Начинать можно с 90 градусов.

Черный (красный) чай можно заваривать водой 80 градусов — так будет больше аромата, нежнее терпкость и объёмнее вкус. А можно и кипятком.

А как быть с зелёным чаем?
Он требует воду температурой 70-80 градусов и это очень важно соблюсти! Да, китайцы шпарят кипятком, но и чай у них получается в этом случае терпким, с проявленной горечью и убитым ароматом. В зелёном чае вода 70 и вода 80 градусов раскроет вкус совершенно иначе!

А белый чай?
Вообще 60 градусов! И в этом случае 70, а не 60 — это уже большая разница!

Чтобы ваш чай был вкусным, покупайте чайник с датчиком температуры либо используйте градусник для воды или еды (кулинарный щуп).

Если вы пока на пути к этим приобретениям, я подскажу вам, как приготовить воду нужной температуры, не имея градусника.

Во-первых, вскипятите воду — доводите до реального кипения.
Во-вторых, налейте кипяток в чайник/чахай/стакан. И засекаете время на таймере!

И далее в зависимости от материала вашего сосуда зависит скорость падения температуры. Эксперимент проводился в комнате с температурой 23-25 градусов, нормальная комнатная температура. Объём посуды 300мл.

Научный форум dxdy

Посмотрите еще книгу В.П. Скрипова «Теплофизические свойства жидкостей в метастабильном состоянии».
Там есть графики спинодали и, так называемой, температуры максимального перегрева, полученные уральской группой экспериментаторов, насколько мне известно, впервые.

Re: До какой температуры можно нагреть воду?
30.11.2014, 12:38
Arkhipov в сообщении #938247 писал(а):
«Теплофизические свойства жидкостей в метастабильном состоянии».

Ну, а при чем здесь метастабильное состояние? Как известно, для воды температура крит. точки(за которой исчезает различие между паром и жидкостью — 370 градусов цельсия. Берем пароварку, наливаем воду «под завязку», закрываем, завариваем предохранительный клапан и нагреваем до 350 градусов, внутри будет пар в равновесии с жидкостью при давлении порядка 200 Атм. Никакого метастабильного состояния

Re: До какой температуры можно нагреть воду?
30.11.2014, 14:34

Последний раз редактировалось Andrej77 30.11.2014, 14:38, всего редактировалось 1 раз.

druggist в сообщении #938260 писал(а):

Берем пароварку, наливаем воду «под завязку», закрываем, завариваем предохранительный клапан и нагреваем до 350 градусов, внутри будет пар в равновесии с жидкостью при давлении порядка 200 Атм.

— Вс ноя 30, 2014 17:38:55 —

Подскажите если поместить в баллон свинец,залить водой и нагреть до 350 градусов Цельсия расплавиться ли свинец? Или под давлением температура плавления свинца будет другая?

Re: До какой температуры можно нагреть воду?
30.11.2014, 14:42

Заслуженный участник

Последний раз редактировалось Munin 30.11.2014, 14:45, всего редактировалось 1 раз.

Смотря какая пароварка. Видите же, 200 атм. Вот на них и должна быть рассчитана.

Лучше сказать, 200 бар. А то с этими атмосферами морока какая-то.

Re: До какой температуры можно нагреть воду?
30.11.2014, 14:55

Заслуженный участник

Andrej77 в сообщении #938321 писал(а):

Подскажите если поместить в баллон свинец,залить водой и нагреть до 350 градусов Цельсия расплавиться ли свинец? Или под давлением температура плавления свинца будет другая?

Расплавится (у вас мягкий знак лишний). Температура плавления свинца при 200 атмосфер практически такая же, как и при атмосферном давлении.
Температуры плавления вообще слабо меняются, потому что изменение объема невелико (см. уравнение Клапейрона-Клаузиуса).

Re: До какой температуры можно нагреть воду?
30.11.2014, 15:33
Понятно.Спасибо
Re: До какой температуры можно нагреть воду?
30.11.2014, 16:18
Andrej77 в сообщении #938321 писал(а):
А не взорвется?
Сразу вспомнился известный анекдот ;-D
Re: До какой температуры можно нагреть воду?
30.11.2014, 19:00

Последний раз редактировалось Arkhipov 30.11.2014, 19:16, всего редактировалось 1 раз.

druggist в сообщении #938260 писал(а):
Arkhipov в сообщении #938247 писал(а):
«Теплофизические свойства жидкостей в метастабильном состоянии».

Ну, а при чем здесь метастабильное состояние? Как известно, для воды температура крит. точки(за которой исчезает различие между паром и жидкостью — 370 градусов цельсия. Берем пароварку, наливаем воду «под завязку», закрываем, завариваем предохранительный клапан и нагреваем до 350 градусов, внутри будет пар в равновесии с жидкостью при давлении порядка 200 Атм. Никакого метастабильного состояния

Совершенно не понял Вашего возмущения. Мне было интересно когда-то, что воду при атмосферном давлении еще в 19 веке перегревали на 100 градусов относительно простым способом: капли воды выпускали снизу в трубу с гвоздичным маслом (плотность больше 1) с градиентом температуры. По мере всплытия вода прогревалась и ближе к верху громко лопалась с выходом пара. Современные технологии быстрового нагревания позволяют получить существенно большие перегревы.
В сообщении ТС я не нашел ничего о пароварке.

Некоторые головки принтеров известной фирмы используют именно гомогенное зародышеобразование для формирования струйки чернил.