Формула нагрева воды: Расчет времени нагрева воды онлайн калькулятор

Объем накопительного водонагревателя. Формула расчета

Для того, чтобы сделать расчет объема накопительного водонагревателя, воспользуемся формулой:

Объем водонагревателя = Р. воды × (t° – t1) : (t2 – t1),

где:

  • Р. воды – планируемый расход воды;
  • – температура воды, которую необходимо получить в точке водоразбора;
  • t1 – температура холодной воды в трубопроводе, которая будет разбавлять горячую воду, поступающую из водонагревателя;
  • t2 – температура воды, нагретой водонагревателем.

Рассмотрим расчет объема водонагревателя на следующем примере.

Условия: семья из пяти человек, необходимое количество теплой воды – душ, мытье посуды.

Расход воды в душе в среднем составляет от 4 до 8 литров в минуту, в зависимости от используемой насадки. Возьмем максимум — 8 литров. Допустим, каждый член семьи принимает душ в течение 10 минут.

Расход теплой воды для душа: 8 × 10 × 5 = 400 л.

Предположим, что для мытья посуды понадобится 15 минут, с расходом воды 3 литра в минуту.

Расход теплой воды для мытья посуды: 15 × 3 = 45 л.

Итого, предполагаемый расход теплой воды равен 445 л.

Диапазон температуры, комфортной для человека приблизительно 30 – 40 °С, для расчетов возьмем 35 °С (t°).

Накопительные водонагреватели, в зависимости от модели могут нагревать воду до температуры 35 – 80 °С. Обычно рекомендуют устанавливать значение терморегулятора водонагревателя на среднее значение, приблизительно на 55 – 65 °С, чтобы исключить вероятность термотравмы при случайном открывании крана. Для расчетов возьмем температуру t2 = 65 °С.

Предположим, что температура холодной воды, которая будет разбавлять горячую воду из накопительного водонагревателя равна 10 °С (t1).

Можно приступать к расчету объема водонагревателя:

Объем водонагревателя: 445 × (35 – 10) : (65 – 10) = 200 л.

Если вам необходим большое количество горячей воды, обратите внимание на водонагреватели марок Stiebel Eltron или Tesy.

Официальный партнер компании Stiebel Eltron

Наша компания является официальным партнером Stiebel Eltron.

Вы всегда можете приобрести у нас оборудование с бесплатной доставкой по Санкт-Петербургу.

Купить Онлайн

Расчет чиллера и его подбор. Здесь вы найдете решение этого вопроса

Подробности

   Как правильно сделать расчет чиллера, на что в первую очередь надо полагаться чтобы, среди множества предложений, произвести качественный подбор чиллера?

   На этой странице мы дадим несколько рекомендаций, прислушавшись к которым вы приблизитесь к тому, чтобы сделать правильный выбор чиллера.

Расчет холодопроизводительности чиллера. Расчет мощности чиллера — его мощности охлаждения.

   В первую очередь по формуле расчет холодопроизводительности чиллера, в которой участвует объем охлаждаемой жидкости; изменение температуры жидкости, которое надо обеспечить охладителем; теплоемкость жидкости; ну и конечно время за которое этот объем жидкости надо охладить — определяется мощность охлаждения:

Формула охлаждения, т.е. формула вычисления необходимой холодопроизводительности:

Q = G*(Т1- Т2)*Cрж*pж / 3600

Q – холодопроизводительность, кВт/час

G — объёмный расход охлаждаемой жидкости, м3/час

Т2 — конечная температура охлаждаемой жидкости, оС

Т1 — начальная температура охлаждаемой жидкости, оС

Cрж -удельная теплоёмкость охлаждаемой жидкости, кДж/(кг* оС)

— плотность охлаждаемой жидкости,  кг/м3

* Для воды Cрж*pж = 4,2

По данной формуле определяется необходимая мощность охлаждения и она является основной при выборе чиллера.

  • Формулы пересчета размерностей чтобы рассчитать холодопроизводительность водоохладителя:

1 кВт = 860 кКал/час

1 кКал/час = 4,19 кДж

1 кВт = 3,4121 кБТУ/час

Подбор чиллера

   Для того, чтобы произвести подбор чиллера — очень важно выполнить правильное составление технического задания на расчет чиллера, в котором участвуют не только параметры самого водоохладителя, но и данные о его размещении и условии его совместной работы с потребителем. На основании выполненных вычислений можно — выбрать чиллер.

Не нужно забывать про то, в каком регионе Вы находитесь. Например, расчет для города Москва будет отличаться от расчета для города Мурманск так как максимальные температуры двух данных городов отличается.

   По таблицам параметров водоохлаждающих машин делаем первый выбор чиллера и знакомимся с его характеристиками. Далее, имея на руках основные характеристики выбранной машины, такие как: — холодопроизводительность чиллера, потребляемая им электрическая мощность, есть ли в его составе гидромодуль и его — подача и напор жидкости, объём проходящего через охладитель воздуха (который нагревается) в куб.метрах в секунду — Вы сможете проверить возможность установки охладителя воды на выделенной площадке. После того, как предполагаемый охладитель воды удовлетворит требованиям технического задания и вероятнее всего сможет работать на подготовленной для него площадке рекомендуем обратиться к специалистам, которые проверят Ваш выбор.

Выбор чиллера — особенности, которые надо предусмотреть при подборе чиллера.

   Основные требования к месту будущей установки охладителя воды и схемы его работы с потребителем:

  • Если запланированное место в помещении, то — возможно ли в нем обеспечить большой обмен воздуха, возможно ли в это помещение внести охладитель воды, возможно ли в нем будет его обслуживать ?
  • Если будущее размещение охладителя воды на улице — будет ли необходимость его работы в зимний период, возможно ли использование незамерзающих жидкостей, возможно ли обеспечить защиту охладителя воды от внешних воздействий (анти-вандальная, от листьев и веток деревьев, и т.д.) ?
  • Если температура жидкости, до которой её надо охлаждать ниже +6 оС или она выше + 15 оС — чаще всего такой диапазон температур не входит в таблицы быстрого выбора. В этом случае рекомендуем обратиться к нашим специалистам.
  • Следует определиться с расходом охлаждаемой воды и необходимым давлением, которое должен обеспечить гидромодуль охладителя воды — необходимое значение может отличаться от параметра выбранной машины.
  • Если температуру жидкости необходимо понизить более чем на 5 градусов, то схема прямого охлаждения жидкости водоохладителем не применяется и необходим расчет и комплектация дополнительным оборудованием.
  • Если охладитель будет использоваться круглосуточно и круглогодично, а конечная температура жидкости достаточно высока — на сколько целесообразно будет применение установки с фрикулингом?
  • В случае применения незамерзающих жидкостей высоких концентраций требуется дополнительный расчет производительности испарителя водоохладителя.

Программа подбора чиллера

   К сведению: программа подбора чиллера даёт только приближённое понимание о необходимой модели охладителя и соответствия его техническому заданию. Далее необходима проверка расчетов специалистом. При этом Вы можете ориентироваться на полученную в результате расчетов стоимость +/- 30% (в случаях с низкотемпературными моделями охладителей жидкости — указанная цифра ещё больше). Оптимальная модель и стоимость будут определены только после проверки расчетов и сопоставления характеристик разных моделей и производителей нашим специалистом.

Подбор чиллера ОнЛайн

   Вы можете сделать обратившись к нашему онлайн консультанту, который быстро и технически обоснованно даст ответ на Ваш вопрос. Также консультант может выполнить исходя из кратко написанных параметров технического задания расчет чиллера онлайн и дать приблизительно подходящую по параметрам модель.

   Расчеты, произведённые не специалистом часто приводят к тому, что выбранный водоохладитель не соответствует в полной мере ожидаемым результатам.

   Компания Питер Холод специализируется на комплексных решениях по обеспечению промышленных предприятий оборудованием, которое полностью удовлетворяет требования технического задания на поставку системы водоохлаждения. Мы производим сбор информации для наполнения технического задания, расчет холодопроизводительности чиллера, определение оптимально подходящего охладителя воды, проверку с выдачей рекомендаций по его установке на выделенной площадке, расчет и комплектацию всех дополнительных элементов для работы машины в системе с потребителем (расчет бака аккумулятора, гидромодуля, дополнительных, при необходимости теплообменников, трубопроводов и запирающей и регулирующей арматуры).

   Накопив многолетний опыт расчетов и последующих внедрений систем охлаждения воды на различные предприятия мы обладаем знаниями, по решению любых стандартных и далеко не стандартных задач связанных с многочисленными особенностями установки на предприятие охладителей жидкости, объединения их с технологическими линиями, настройке специфических параметров работы оборудования.

   Самым оптимальный и точный расчет мощности чиллера и соответственно определение модели водоохладителя можно сделать очень быстро, позвонив или послав заявку инженеру нашей компании. 

Дополнительные формулы для расчета чиллера и определения схемы его подключения к потребителю холодной воды (расчет мощности чиллера) 

  • Формула расчёта температуры, при смешении 2-х жидкостей (формула смешения жидкостей):

Тсмеш = (М1*С1*Т1+М2*С2*Т2) / (С1*M1+С2*М2)

Тсмеш – температура смешанной жидкости, оС

М1 – масса 1-ой жидкости, кг

C1 — удельная теплоёмкость 1-ой жидкости, кДж/(кг* оС)

Т1 — температура 1-ой жидкости, оС

М2 – масса 2-ой жидкости, кг

C2 — удельная теплоёмкость 2-ой жидкости, кДж/(кг* оС)

Т2 — температура 2-ой жидкости, оС

Данная формула используется, если применяется аккумулирующая емкость в системе охлаждения, нагрузка непостоянна по времени и температуре (чаще всего при расчете необходимой мощности охлаждения автоклав и реакторов)

Мощность охлаждения чиллера.

Москва ….. Воронеж ….. Белгород ….. Нижневартовск ….. Новороссийск …..
Екатеринбург ….. в Ростове-на-Дону ….. Смоленск ….. Киров ….. Ханты-Мансийск …..
Ростов-на-Дону ….. Пенза ….. Владимир ….. Астрахань ….. Брянск …..
Казань ….. Самара ….. Набережные Челны ….. Рязань ….. Нижний Тагил …..
Краснодар ….. Тольятти ….. Чебоксары ….. Волжский ….. Нижегородская область …..
Нижний Новгород …..
Ростов на Дону …..
Саратов ….. Сургут ….. Краснодарский край …..
в Ростове на Дону ….. Оренбург ….. Калуга ….. Ульяновск ….. Томск …..
Волгоград ….. Тверь ….. Марий Эл ….. Тюмень ….. Омск …..
Уфа ….. Сочи ….. Ярославль ….. Орел ….. Новгородская область …..

Расчет оборудования для нагрева воды в бассейне. Виды нагревателей. – Статьи

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.

Норматив  температуры воды для бассейнов
Тип бассейна Температура воды по нормативу (градус по Цельсию)

Плавательные и спортивные бассейны

24-26

Детские бассейны

28-30

Гидромассажные и спа-бассейны

32-38

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.

Типы и принцип работы водоподогревателей

               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.

Электронагреватели

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 и особенности конструкции теплообменника
 Тип теплообменника   Особенности конструкции

вертикально расположенные

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).

горизонтально расположенные

Нагревательный контур в форме спирали

Корпус теплообменника изготавливают из

  1. композитного пластика,
  2. нержавеющей стали,
  3. титана.

Контур нагрева изготавливают из

  1. нержавеющей стали (подходит по соотношению цена/качество для бассейнов с пресной водой),
  2. титана (для бассейнов с морской водой),
  3. никеля,
  4. купроникеля.
Достоинства и недостатки теплообменников
 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)

3. Солнечные коллекторы (солнечные батареи)

Нагреваются под действием солнечных лучей и это тепло используется для подогрева воды в бассейне. Коллектор имеет систему тонких трубок.

Достоинства и недостатки солнечных коллекторов
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.

При выборе электронагревателя ориентиром является:

  1.  выходная мощность,
  2.  материал, из которого изготовлен корпус,
  3.  материал, из которого изготовлен ТЭН.

При использовании морской воды ТЭН подбирают из титана, никеля или купроникеля.

Достоинства и недостатки электронагревателей
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:

  1.  термическое покрывало,
  2. покрытие стенок бассейна теплоизоляционным напылением,
  3. 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.

 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 = 1.16  *  V  *  T  /  P,  где,

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.

Определение мощности 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)

Солнечные батареи

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 = V*C*(tB – tK)/Za + Zu*S

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 бассейна и значение параметра потери тепла
Тип и местонахождение бассейна Значение параметра потери тепла Zu
Бассейн в помещении 180 (Вт/м2)
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. 

Как рассчитывается плата за горячее водоснабжение. Что такое ГВС нагрев

Начисление платы за горячее водоснабжение состоит из двух частей, или компонентов, каждый из которых выделен в квитанции отдельной строкой – ГВС и ГВС нагрев. Это связано с тем, что в домах Академического приготовление воды производится непосредственно управляющей компанией в индивидуальных тепловых пунктах каждого дома. В процессе приготовления горячей воды используются два вида коммунальных ресурсов – холодная вода и тепловая энергия.

Первый компонент, так называемая подача ГВС – это непосредственно тот объем воды, который прошел через счетчик горячего водоснабжения и был потреблен в помещении за месяц. Либо, если не были сданы показания, или счетчик оказался неисправен или у него вышел срок поверки – объем воды, определенный расчетным путем по среднему или нормативу на количество прописанных.. Порядок расчета объема подачи ГВС точно такой же, как для холодного водоснабжения. Для расчета стоимости этой услуги применяется тариф на холодную воду, так как у поставщика в данном случае закупается именно холодная вода.

Второй компонент, ГВС нагрев — это количество тепловой энергии, которое было затрачено на то, чтобы нагреть объем предоставленной в квартиру холодной воды до температуры горячей. Это количество определяется, исходя из показаний общедомового счетчика тепловой энергии.

В целом размер платы за горячее водоснабжение рассчитывается по следующей формуле:

Piгв = Vпгвi  × Tхв + qvкр × Vпгвi × Tvкр                     

где:

Vпгвi — объем горячей воды, потребленной за расчетный период (месяц) в квартире или нежилом помещении

Tхв — тариф на холодную воду

qvкр — удельный расход тепловой энергии на подогрев воды

Vпгвi — суммарный объем горячей воды, потребленной за расчетный период во всех помещениях дома

Tvкр — тариф на тепловую энергию

Удельный расход тепловой энергии на подогрев воды определяется по формуле 20.1 ПП РФ от 26.12.2016г. №1498 

qvкр = Vкр / (Qгв + Qот × Nтэгвс

где:

Vкр — объем тепловой энергии по общедомовому прибору учета 

Qгв + Qот  — количество тепловой энергии, затраченное на отопление и подогрев воды во всех помещениях дома и на общедомовые нужды

Nтэгвс — норматив расхода тепловой энергии, используемой на нагрев ГВС


Для домов Академического, с учетом их инженерных и конструктивных особенностей, величина qvкр равняется нормативу расхода тепловой энергии, и составляет:

 — для домов с водяными полотенцесушителями: 0,05131 Гкал/м2

 — для домов с электрическими полотенцесушителями: 0,04912 Гкал/м2

как рассчитывается плата за горячее водоснабжение и водоотведение в Дубне?

МосОблЕИРЦ извещает жителей Дубны, получивших квитанции за февраль 2021 года с коммунальными услугами «горячее водоснабжение», «холодное водоснабжение» и «водоотведение», что услуга «горячее водоснабжение» рассчитывается по двухкомпонентному тарифу и учитывает стоимость двух ресурсов: носителя (воды) и тепловой энергии, затраченной на подогрев

В платежном документе начисления за горячее водоснабжение отражаются в двух строках: «носитель» и «тепловая энергия». Такой порядок определен Правилами предоставления коммунальных услуг.

«Горячее водоснабжение (носитель)». Носителем является холодная вода. Тариф на услугу «горячее водоснабжение (носитель)» совпадает с тарифом на услугу «холодное водоснабжение».

«Горячее водоснабжение (энергия)». На нагрев воды затрачивается тепловая энергия, которая измеряется в гигакалориях (Гкал). Количество потребленной на нагрев энергии рассчитывается по формуле: Q = V гвс/н * q, где Q — энергия, потребленная на нагрев; V гвс/н — объем холодной воды, потребленной за расчетный период для целей горячего водоснабжения; q — удельный расход тепловой энергии, показывающий, сколько затрачено на нагрев 1 м3 воды.

Стоимость услуги рассчитывается по формуле: P = Q * T, где P — стоимость услуги; Q — тепловая энергия, потребленная на нагрев холодной воды; T — тариф на компоненту услуги «горячее водоснабжение (энергия)». Тариф утверждается Комитетом по ценам и тарифам Московской области для каждого поставщика.

Размер платы за водоотведение. В жилых помещениях, оборудованных индивидуальными приборами учета, объем услуги определяется по формуле P = V * T, где V –объем потребленной воды за расчетный период, определенный по показаниям прибора учета, T- тариф на водоотведение, установленный в соответствии с законодательством.

В квитанциях за февраль 2021 произведен расчет услуги за февраль по показаниям с января по февраль. В случае отсутствия приборов учета расчет производится по утвержденному нормативу, количеству проживающих и тарифу.

Для того, чтобы плата за услуги рассчитывалась в соответствии с фактическим объемом потребления, рекомендуем жителям ежемесячно, в период с 15 по 25 число, передавать показания приборов учета холодной и горячей воды.  В случае наличия в квартире нескольких счетчиков горячей и холодной воды их показания не суммируются, показания каждого прибора учета передаются отдельно.  

Передать показания можно в личном кабинете на сайте МосОблЕИРЦ или в мобильном приложении «МосОблЕИРЦ Онлайн», через ящики в клиентских офисах МосОблЕИРЦ, расположенных по адресам г. Дубна, ул. Понтекорво, д.8, ул. Макаренко, д.21А или по телефонам контактного центра +74962451599, +74994440100 ежедневно с 8:00 до 22:00.

Служба корпоративных коммуникаций МосОблЕИРЦ

Источник: http://indubnacity.ru/novosti/gorodskaya_sreda/mosobleirc-kak-rasschityvaetsya-plata-za-goryachee-vodosnabzhenie-i-vodootvedenie-v-dubne

Расчет времени нагрева холодной воды в миске с горячей водой

Нет простого ответа на ваш вопрос.

Предположим, что у вас была твердая бутылка, а не та, в которой была жидкая вода, тогда вы можете решить уравнение теплопроводности, чтобы описать изменение температуры во времени. Вам, вероятно, придется делать это численно, так как только особые случаи, такие как сферы, позволят получить аналитическое решение. Однако даже тогда вы не можете ответить на вопрос типа «сколько времени нужно, чтобы нагреться до хх градусов», потому что объект не имеет одинаковую температуру. Там будет градиент температуры от поверхности до середины.

С бутылкой воды жизнь еще сложнее, потому что вода внутри бутылки будет развивать конвекционные потоки, когда она начинает нагреваться, и это делает ваши вычисления еще более сложными.

Однако вы, вероятно, можете упростить эту проблему, если предположите, что вода в бутылке интенсивно перемешивается, а вода снаружи интенсивно перемешивается, так что вся вода имеет одинаковую температуру. В этом случае тепловой поток будет просто контролироваться толщиной стенок бутылки и теплопроводностью стенок бутылки.

Если мы немного упростим систему и предположим, что тепловой поток через стенку бутылки является одномерным, то мы можем использовать закон Фурье для теплового потока:

Q ˙ = к т вес — Т б d Q ˙ знак равно К T вес — T б d

где T вес T вес температура водяной бани, T б T б это температура воды в бутылке, К К теплопроводность стенки бутылки и d d толщина стенки бутылки Чтобы решить это, мы берем внешнюю температуру T вес T вес быть постоянным, и обратите внимание, что изменение температуры бутылки T б T б равно теплопередаче, деленной на общую удельную теплоту содержимого бутылки. Не вдаваясь во все детали, решение этого уравнения дает:

T вес — Т б = A   е — Б т T вес — T б знак равно е — В T

где и В В это константы, которые содержат вклад таких вещей, как теплопроводность стенки бутылки, площадь стенки, толщина стенки и теплоемкость жидкости в бутылке. Я свел все в две константы, потому что честно вычислить из первых принципов сложно, и мы обычно просто делали несколько экспериментов для калибровки системы. После того как вы измерили константы, вы можете использовать их для расчета поведения системы для любых начальных условий.

Нагрев бассейна ~ Империя. Спа и Бассейны

Всегда хочется, чтобы вода в бассейне была комфортной температуры. Наш климат диктует нам условия, при которых необходимо использовать систему нагрева. 

В любой системе нагрева должны быть:

1. Источник тепла

Теплообменник подключается к источнику тепла или теплоносителя. 

Проточные водонагреватели или теплообменники устанавливаются после системы очистки и до хлорирования. Это связано с тем, что оборудование страдает от реагентов (коррозия и выход из строя нагревательного оборудования), поэтому его дозировка осуществляется после нагрева.

Причем при одном проходе, нагрев идет на 1 градус.

2. Устройство регулирования и подачи

Необходимо предусмотреть устройство регулирования и подачи тепла.
Вода: Циркуляционный насос, магнитный клапан, трехходовой клапан.
Электроэнергия: Контакторы (подают и отключают).

3. Датчик температуры устанавливается у теплообменника и подключается к 4. Термостату или электронному блоку контроля (контролирует циркуляцию и тепло). Температура в термостате всегда выше, чем в бассейне на 1-2 градуса.

5. Устройство защиты

Состоит из датчика потока или датчика давления, защита от перегрева (если электронагреватель).

Задачи системы нагрева.

1. Первоначальный подогрев воды до требуемой температуры за требуемое время. В среднем, чтобы нагреть бассейн требуется от 24, 48 до 72 часов.

2. Поддержание требуемой температуры воды во время эксплуатации – компенсация потерь.

Расчет системы нагрева.

1. Какую мощность (максимальную) должна обеспечивать нагревательная система.

2. Сколько энергии будет расходоваться во время эксплуатации бассейна (в месяц, в год).

Энергия (Дж, кВтч) = Мощность (Вт, кВт) х время (сек., мин., ч.)

Для быстрого первоначального нагрева требуется большая мощность нагревателя, в то время, как для поддержания температуры, требуется меньше энергии.

Гистерезис термостата – это разница между температурой включения и выключения нагревателя при равномерном потоке теплоносителя.

Расчет первоначального нагрева воды в бассейне, без учета тепловых потерь.

Требуемая энергия для нагрева 1м3 воды на 1 градус: 
1,16 кВтч (4180 кДж, 1 Мкал)
Требуемая мощность для нагрева 1м3 на 1 градус за 1 час: 1,16 кВт

P=1,16 х V х T / t , где

1,16 – удельная теплоемкость воды
V – объем, м3
P – мощность, кВт
T – разница температур, град.С
t – время, ч.

Пример.

Бассейн 50 м3 необходимо нагреть с 14 до 28 градусов за 24 часа.
P=1,16 х 50 х (28-14) / 24 = 34 кВт.

Очень часто нужно определить сколько времени потребуется на увеличение температуры воды на определенное количество градусов при определенной мощности нагревателя. Формула для расчета будет следующей:
t =1,16 х V х T / P

Пример.

Сколько времени потребуется для нагрева 30 м3 воды бассейна от 5 до 25 градусов при помощи нагревателя мощностью 6 кВт?

t =1,16 х 30 х (25-5) / 6 = 116 часов

Время нагрева бассейна, при заданном объеме бассейна и мощности нагревателя

Что влияет на тепловые потери в бассейне?

1. Тип бассейна:
Открытый (на улице)
Бассейн в павильоне или с покрытием
Закрытый (внутри помещения)
Скиммерный / Переливной / Инфинити

2. Температура воды

3. Температура и влажность воздуха

4. Режим эксплуатации

5. Система вентиляции / ветровая нагрузка

6. Наличие аттракционов

7. Изоляция бассейна / дренаж

8. Нагрузка (количество купающихся)

9. Долив свежей воды

Основные потери тепла в бассейне идут с поверхности бассейна.

Для расчета тепловых потерь используют площадь зеркала воды.

Теплопотери у Инфинити в 2 раза выше, поэтому необходимо устанавливать систему понижения уровня воды, т.е. на ночь сливать воду и делать из них скиммерный бассейн.

Чтобы снизить тепловые потери в бассейне, мы всегда рекомендуем установить ламельное покрытие, это может снизить теплопотери на 70%.

Поддержание температуры воды в открытых бассейнах можно рассчитать следующим образом:

Площадь бассейна: 8 х 4 = 32 м2

Температура воздуха: 15 С

Температура воды: 26 С

Т = 26 – 15 = 11 С

Требуемая мощность нагревателя: 40 х 32 х 11 = 14 080 Вт, т.е. примерно 14 кВт.

Тепловые потери при нормальных условиях:
в летний период: 300 Вт/м2
в весенний и осенний период: 600 Вт/м2

При экстремальных условиях в зимний период: 40 Вт/м2 х Т

Т – разница температур в бассейновой воды и окружающего воздуха.
м2 – площадь зеркала воды .

Тепловые потери закрытого бассейна с температурой воды 28 С и воздуха 30 С, влажность воздуха 60%, в среднем: 150 – 200 Вт/м2.

Требуемая мощность нагревателя: 200 х 32 х 11 = 6 400 Вт, т.е. примерно 6 кВт.

Установка электронагревателя.

1. Электронагреватель всегда должен быть полностью заполнен водой во время эксплуатации.

2. Для соленой воды следует использовать электронагреватели с ТЭНом из титана.

Пример установки электронагревателя

Справка:

В Краснодарском крае солнце летом может нагревает воду до 30 градусов.

Рекомендации:

В случае, если Вы планируете построить бассейн, рекомендуем обратиться к специалистам нашей компании, они бесплатно помогут Вам подобрать оборудование и проконсультируют по его установке.

Телефон: 8 988 33-60-956
Email: [email protected]
Адрес главного офиса:
г. Анапа, Симферопольское шоссе, дом 9.

Рассчитать энергию, необходимую для превращения льда в пар

Этот рабочий пример задачи демонстрирует, как рассчитать энергию, необходимую для повышения температуры образца, которая включает фазовые изменения. Эта задача находит энергию, необходимую для превращения холодного льда в горячий пар.

Проблема энергии льда в пар

Какое количество теплоты в джоулях необходимо для превращения 25 граммов льда с температурой -10°C в пар с температурой 150°C?
Полезная информация:
теплота плавления воды = 334 Дж/г
теплота парообразования воды = 2257 Дж/г
удельная теплоемкость льда = 2.09 Дж/г·°C
Удельная теплоемкость воды = 4,18 Дж/г·°C
Удельная теплоемкость пара = 2,09 Дж/г·°C

Решение проблемы

Полная необходимая энергия представляет собой сумму энергии, необходимой для нагревания льда с температурой -10°C до льда с температурой 0°C, плавления льда с температурой 0°C в воду с температурой 0°C, нагревания воды до 100°C, превращения воды с температурой 100°C в воду с температурой 0°C. 100°C пар и подогрев пара до 150°C. Чтобы получить окончательное значение, сначала рассчитайте отдельные значения энергии, а затем сложите их.

Шаг 1:

Найдите количество теплоты, необходимое для повышения температуры льда с -10 °С до 0 °С.Используйте формулу:

д = мкΔТ

куда

  • q = тепловая энергия
  • м = масса
  • с = удельная теплоемкость
  • ΔT = изменение температуры

В этой задаче:

  • д = ?
  • m = 25 г
  • c = (2,09 Дж/г·°C
  • ΔT = 0 °C — -10 °C (Помните, что вычитание отрицательного числа равносильно добавлению положительного числа. )

Подставьте значения и найдите q:


q = (25 г)x(2.09 Дж/г·°C)[(0 °C — -10 °C)]
q = (25 г) x (2,09 Дж/г·°C) x (10 °C)
q = 522,5 Дж


Теплота, необходимая для повышения температуры льда с -10 °С до 0 °С = 522,5 Дж.


Шаг 2:

Найдите количество теплоты, необходимое для превращения льда с температурой 0°С в воду с температурой 0°С.


Используйте формулу для теплоты:

q = м·ΔH f

куда

Для этой проблемы:

  • д = ?
  • m = 25 г
  • ΔH f = 334 Дж/г

Подстановка значений дает значение для q:

q = (25 г)x(334 Дж/г)
q = 8350 Дж

Теплота, необходимая для превращения льда с температурой 0 °C в воду с температурой 0 °C = 8350 Дж.


Шаг 3:

Найдите количество теплоты, необходимое для повышения температуры воды с 0 °С до температуры 100 °С.
q = mcΔT
q = (25 г)x(4,18 Дж/г·°C)[(100 °C — 0 °C)]
q = (25 г)x(4,18 Дж/г·°C)x (100 °C)
q = 10450 Дж
Теплота, необходимая для повышения температуры воды от 0 °C до 100 °C = 10450 Дж
Этап 4:

Найдите количество теплоты, необходимое для превращения воды с температурой 100°С в пар с температурой 100°С.
q = м·ΔH v
где
q = тепловая энергия
m = масса
ΔH v = теплота парообразования
q = (25 г)x(2257 Дж/г)
q = 56425 Дж

7 количество тепла, необходимое для превращения воды с температурой 100 °C в пар с температурой 100 °C = 56425.

Шаг 5:

Найдите теплоту, необходимую для превращения пара с температурой 100°C в пар с температурой 150°C
q = mcΔT
q = (25 г)x(2.09 Дж/г·°C)[(150 °C — 100 °C)]
q = (25 г) x (2,09 Дж/г·°C) x (50 °C)
q = 2612,5 Дж
Теплота требуется для преобразования пара 100 ° C в пар 150 ° C = 2612,5

Шаг 6:

Найдите полную тепловую энергию. На этом последнем шаге соберите вместе все ответы из предыдущих расчетов, чтобы охватить весь диапазон температур.


плавка Всего = плавка Этап 1 + плавка Шаг 2 + плавка Шаг 3 + плавка Шаг 4 + плавка Шаг 55 Дж + 8350 Дж + 10450 Дж + 56425 Дж + 2612,5 Дж
Тепло Итого = 78360 Дж

Ответ:

Теплота, необходимая для превращения 25 граммов льда с температурой -10 °C в пар с температурой 150 °C, составляет 78360 Дж или 78,36 кДж.

Источники

  • Аткинс, Питер и Лоретта Джонс (2008). Химические принципы: В поисках понимания (4-е изд.). WH Freeman and Company. п. 236. ISBN 0-7167-7355-4.
  • Гэ, Синьлей; Ван, Сидун (2009).«Расчеты понижения температуры замерзания, повышения температуры кипения, давления паров и энтальпий испарения растворов электролитов с помощью модифицированной модели корреляции трех характеристик параметров». Журнал химии растворов . 38 (9): 1097–1117. doi:10.1007/s10953-009-9433-0
  • Ott, BJ Bevan and Juliana Boerio-Goates (2000) Химическая термодинамика: передовые приложения . Академическая пресса. ISBN 0-12-530985-6.
  • Янг, Фрэнсис В.; Сирс, Марк В.; Земанский, Хью Д. (1982). Университетская физика (6-е изд.). Рединг, Массачусетс: Аддисон-Уэсли. ISBN 978-0-201-07199-3.

Справочник по техническим вопросам — EnergyPlus 8.0

Водяные термальные баки – это устройства для хранения тепловой энергии в воде. Наиболее распространены водонагреватели. устройства для хранения и подогрева воды. Типичными областями применения водонагревателей являются нагрев горячей воды для бытовых нужд, низкотемпературное лучистое отопление помещений и накопление энергии для солнечных систем горячего водоснабжения или рекуперация отработанного тепла.В EnergyPlus объекты водонагревателей могут быть связаны с моделированием контура установки или использоваться автономно. Существуют также резервуары для хранения охлажденной воды, которые можно использовать для хранения холодной воды

.

Термальный бак со смешанной водой[ССЫЛКА]

Входной объект WaterHeater:Mixed предоставляет модель, имитирующую резервуар с хорошо смешанной водой, т. е. нестратифицированную, и подходит для моделирования многих типов водонагревателей и накопительных баков, включая газовые и электрические бытовые водонагреватели, различные крупные водонагреватели промышленные, а также проточные, проточные водонагреватели.Эта модель используется как для нагревателя смешанной воды, так и для резервуаров для хранения смешанной охлажденной воды.

Энергетический баланс[ССЫЛКА]

Предположение о хорошем перемешивании подразумевает, что вся вода в резервуаре имеет одинаковую температуру. Для расчета температуры воды модель аналитически решает дифференциальное уравнение, определяющее энергетический баланс резервуара с водой:

где

= плотность воды

V = объем бака

c p = удельная теплоемкость воды

T = температура воды в баке

т = время

q нетто = нетто-коэффициент теплопередачи воде резервуара

Плотность и объем можно заменить на общую массу м воды в баке, чтобы получить:

Чистая скорость теплопередачи q чистая представляет собой сумму прибавок и потерь из-за нескольких путей теплопередачи.

где

q обогреватель = тепло, добавляемое нагревательным элементом или горелкой

q oncycpara = добавление тепла из-за паразитных нагрузок в цикле (ноль при выключении)

q offcycpara = добавленное тепло из-за паразитных нагрузок вне цикла (ноль при включении)

q oncycloss = теплопередача в/из окружающей среды (ноль при выключении)

q вне цикла = теплопередача в/из окружающей среды (ноль при включении)

q использование = теплопередача к/от соединений установки со стороны использования

q источник = теплопередача к/от соединений установки со стороны источника

q oncycloss и q offcycloss определяются как:

где

UA oncyc = коэффициент потерь в цикле для окружающей среды (ноль при выключении)

UA offcyc = коэффициент потерь вне цикла в окружающую среду (ноль при включении)

T амб = температура окружающей среды

q использование и q источник определяются как:

где

использование = эффективность теплообменника для подключений к установке со стороны использования

= массовый расход для подключений к установке на стороне использования

T использование = температура жидкости на входе соединений установки на стороне использования

источник = эффективность теплообменника для соединений установки со стороны источника

= массовый расход для соединений установки со стороны источника

T источник = температура жидкости на входе соединений установки на стороне использования

Включение всех этих уравнений в исходное дифференциальное уравнение,

Ассоциирование термов, не зависящих от температуры T и термов, зависящих от температуры T дает:

Дифференциальное уравнение теперь имеет вид

где

Решение дифференциального уравнения может быть записано через a и b как:

где

T(t) = температура воды в баке в момент времени t

T i = начальная температура воды в баке в момент времени t = 0

Однако, если b = 0, решение будет таким:

Поскольку алгоритм управления иногда должен вычислять время, необходимое для достижения заданной температуры, приведенные выше уравнения также можно изменить для решения t .

или, если б = 0,

где

T f = конечная температура воды в резервуаре в момент времени t.

В частном случае, когда b = 0 и a = 0, и T f <> T i , время t равно бесконечности.

Алгоритм управления водонагревателем[ССЫЛКА]

Для водонагревателей опции управления позволяют нагревателю работать циклически или модулировать в соответствии с нагрузкой.При циклическом включении или выключении нагревательного элемента или горелки. Нагреватель остается полностью включенным, пока бак нагревается до заданной температуры. При достижении заданного значения нагреватель выключается. Нагреватель остается выключенным до тех пор, пока температура резервуара не упадет ниже температуры «включения», т. е. заданной температуры минус разница температур в зоне нечувствительности. Нагреватель постоянно включается и выключается, чтобы поддерживать температуру резервуара в пределах мертвой зоны. Большинство водонагревателей с накопительным баком работают циклично.

При модуляции мощность нагревателя изменяется между максимальной и минимальной мощностью нагревателя.Нагреватель остается включенным до тех пор, пока требуемая общая потребность превышает минимальную мощность. Ниже минимальной мощности нагреватель начнет циклически включаться и выключаться в зависимости от разницы температур в зоне нечувствительности. Большинство безрезервуарных/проточных водонагревателей модулируют.

В пределах временного шага дифференциальное уравнение решается отдельно для того, когда нагревательный элемент или горелка «включены» (в рабочем цикле) и когда они «выключены» (вне цикла). Такой подход позволяет разделить потери окружающей среды и паразитные нагрузки на внутрицикловые и внецикловые эффекты и подробно учесть их.

Ниже показано, как циклически включается и выключается алгоритм управления. Потери окружающей среды охлаждают температуру бака до тех пор, пока не будет достигнута нижняя граница мертвой зоны (50°С), после чего нагреватель снова включится и снова нагреет бак до заданного значения (60°С). Забор воды приводит к тому, что горячая вода заменяется холодной водой из водопровода. Поступающая холодная вода быстро охлаждает бак. В этом примере нагреватель не может справиться с забором воды, и температура бака продолжает падать до тех пор, пока не закончится забор воды.

Несмотря на то, что мгновенная температура воды в резервуаре может значительно различаться в течение временного шага (из-за циклов и т. д.), сообщается только средняя температура за временной шаг. Модель вычисляет среднее значение путем кусочного интегрирования площади под кривой мгновенной температуры для каждого уникального набора условий. Мгновенная температура сохраняется внутри программы и передается от конца одного временного шага к началу следующего.

Алгоритм управления циклом водонагревателя

Алгоритм управления резервуаром для охлажденной воды

[ССЫЛКА]

Входные объекты ThermalStorage:ChilledWater:Mixed и ThermalStorage:ChilledWater:Stratified предоставляют модели резервуаров с охлажденной водой, которые не включают активные охлаждающие элементы, имеется только непрямое охлаждение с помощью удаленных устройств, таких как чиллер.Регуляторы заданного значения резервуара используются для определения того, следует ли запрашивать поток через сторону источника резервуара. Схема управления уставкой и зоной нечувствительности аналогична схеме водонагревателя, но логика перевернута для охлаждения вместо нагрева. Уставка температуры — это температура «отключения», а уставка плюс зона нечувствительности — это температура «включения». Если температура резервуара (или датчик резервуара для многослойных резервуаров) выше температуры «включения», то запрашивается поток. Если температура ниже температуры «отключения», расход не запрашивается.Резервуары с охлажденной водой также имеют отдельные графики доступности для стороны использования и стороны источника для дополнительных вариантов управления.

Стандартные рейтинги

[ССЫЛКА]

Для водонагревателей стандартные отраслевые рейтинги эффективности рекуперации и энергетического фактора рассчитываются в соответствии с процедурой испытаний 10CFR430. Чтобы эмулировать процедуру тестирования, 24-часовая имитация водонагревателя выполняется внутри с использованием указанных условий тестирования:

  • Заданная температура = 57.2 С (135 F)
  • Температура окружающей среды = 19,7 C (67,5 F)
  • Относительная влажность окружающей среды = 50 % (используется для водонагревателей теплового насоса)
  • Температура на входе (водопровод) = 14,4 C (58 F)

Для водонагревателей с тепловым насосом отключаются паразитные нагрузки нагревательного элемента бака водонагревателя и бака водонагревателя, а определяемые пользователем мощность нагрева воды, потребление энергии и паразитные нагрузки для теплового насоса используются для расчета эффективности рекуперации и коэффициента энергии. .

Процедура смоделированного испытания включает шесть одинаковых вытяжек примерно по 0,041 м 3 (10,7 галлона) в течение первых шести часов моделирования. Каждый розыгрыш происходит в течение первого временного шага часа.

Эффективность восстановления рассчитывается, когда водонагреватель восстанавливается до заданного значения после первого розлива.

где

м 1 = водная масса первого водозабора

c p = удельная теплоемкость воды

E 1 = энергия топлива, потребляемая до восстановления уставки (включая паразитные)

Примечание. При расчете стандартного номинала для водонагревателя с тепловым насосом потребляемая энергия топлива относится к общей энергии, потребляемой компрессором теплового насоса, вентилятором испарителя, насосом конденсатора и паразитными нагрузками.Предполагается, что паразитные нагрузки водонагревателя с тепловым насосом не способствуют нагреву воды (см. Водонагреватель с тепловым насосом).

Коэффициент энергии рассчитывается в конце 24-часового периода моделирования.

где

м всего = общая масса воды всех шести водозаборов

c p = удельная теплоемкость воды

E всего = общая энергия топлива, израсходованная за 24 часа (включая паразитные)

При определенных входных параметрах метод рейтинга не будет успешным, и будет создано предупреждающее сообщение.Проблемы возникают, когда входы не позволяют резервуару восстановиться до заданной температуры в течение тестового периода. Это может произойти, если максимальная производительность нагревателя недостаточна или если разница температур в зоне нечувствительности настолько велика, что первая затяжка теста не приводит к включению нагревателя. В любом случае тест Recovery Efficiency не будет выполняться должным образом, поскольку восстановление до заданного значения не было достигнуто.

Ссылки[ССЫЛКА]

10CFR430. Раздел 10 Свода федеральных правил, часть 430 — Программа энергосбережения для потребительских товаров, Приложение E к подразделу B — Единая процедура испытаний для измерения энергопотребления водонагревателей .

Водонагреватель с тепловым насосом[ССЫЛКА]

Обзор[ССЫЛКА]

Входной объект WaterHeater:HeatPump предоставляет модель водонагревателя с тепловым насосом (HPWH), который представляет собой составной объект, состоящий из бака водонагревателя (например, WaterHeater:Mixed или WaterHeater:Stratified), змеевика прямого расширения (DX). (и.т. е., система сжатия DX воздух-вода, которая включает водяной нагревательный змеевик, воздушный змеевик, компрессор и водяной насос) и вентилятор для обеспечения потока воздуха через воздушный змеевик, связанный с системой сжатия DX. Эти объекты работают вместе для моделирования системы, которая нагревает воду, используя зональный воздух, наружный воздух или комбинацию зонального и наружного воздуха в качестве основного источника тепла.

Можно смоделировать множество конфигураций расположения резервуара, источника впускного воздуха и расположения компрессора змеевика DX.Компрессор змеевика DX может быть расположен в зоне, на открытом воздухе, или может быть запланирована температура окружающей среды вокруг компрессора. Расположение компрессора определяет работу подогревателя его картера. Расположение бака водонагревателя указывается в объекте бака водонагревателя и не зависит от расположения компрессора. Кроме того, конфигурация впускного воздуха может быть задана одним из нескольких способов. Воздушный змеевик и блок вентилятора водяного нагревателя теплового насоса могут забирать входящий воздух из зоны и наружного воздуха с помощью дополнительного узла смесителя и делителя, как показано на первом рисунке ниже.При использовании смесителя и делителя воздушные потоки контролируются по единому расписанию смесителя на входе. Когда HPWH всасывает воздух исключительно из зоны, смеситель/делитель в сборе не требуется, как показано на втором рисунке ниже. В этом случае воздух, поступающий в блок испарителя и вентилятора, полностью состоит из воздуха зоны, а воздух, выходящий из теплового насоса, направляется обратно в зону. На последнем рисунке показан HPWH, который забирает воздух на входе исключительно снаружи и выпускает воздух на выходе также наружу.Каждая из этих конфигураций также может быть подключена к контуру горячей воды предприятия (через узлы использования бака водонагревателя).

Схема водонагревателя с тепловым насосом, использующего дополнительные узлы смесителя/разделителя

Схема водонагревателя с тепловым насосом с забором воздуха из зоны

Схема водонагревателя с тепловым насосом и забором воздуха снаружи

Примечание. Расположение бака водонагревателя, показанное на рисунках выше, полностью не зависит от конфигурации впускного воздуха в водонагреватель теплового насоса и расположения его компрессора.Бак водонагревателя может быть расположен снаружи, в зоне, или температура окружающей среды вокруг бака может быть запланирована, как описано ниже в разделе, посвященном водонагревателю смешанного типа.

Описание модели

[ССЫЛКА]

Для входа водонагревателя теплового насоса требуется график заданной температуры компрессора и разница температур зоны нечувствительности, которые не зависят от графика заданной температуры и разницы температур зоны нечувствительности для нагревателя (элемента или горелки), связанного с баком водонагревателя.Температура включения компрессора теплового насоса определяется как заданная температура компрессора теплового насоса за вычетом разницы температур в зоне нечувствительности.

где:

= температура включения компрессора теплового насоса (°C)

= заданная температура компрессора теплового насоса (°C)

= Разница температур зоны нечувствительности компрессора теплового насоса (°C)

В этой модели система сжатия DX водяного нагревателя теплового насоса считается основным источником тепла, а нагреватель водяного бака (элемент или горелка) по мере необходимости обеспечивает дополнительное тепло.Таким образом, температура включения компрессора теплового насоса (уставка минус разность температур зоны нечувствительности) обычно выше, чем уставка температуры нагревателя (элемента или горелки) в соответствующем объекте бака водонагревателя. Когда заданная температура бака водонагревателя превышает температуру включения компрессора теплового насоса, компрессор теплового насоса отключается, и нагреватель бака используется для нагрева воды.

Моделирование начинается с первого расчета условий воздуха, поступающего в блок воздушного змеевика (испарителя)/вентилятора, исходя из конфигурации воздуха на входе в водонагреватель теплового насоса и наличия дополнительных узлов смесителя/разделителя.Когда HPWH всасывает входящий воздух из зоны и снаружи с помощью дополнительных узлов смесителя/разделителя (т. е. конфигурация впускного воздуха = зона и наружный воздух), условия впускного воздуха рассчитываются следующим образом:

где:

= текущее значение графика работы смесителя приточного воздуха (доля наружного воздуха, 0-1)

= температура воздуха на входе по сухому термометру в блок испарителя/вентилятора HPWH (°C)

= температура наружного воздуха по сухому термометру (°C)

= зона (вытяжка) воздуха по сухому термометру (°C)

= отношение влажности воздуха на входе к узлу испаритель/вентилятор HPWH (кг/кг)

= коэффициент влажности наружного воздуха (кг/кг)

= относительная влажность воздуха зоны (вытяжка) (кг/кг)

Когда водонагреватель теплового насоса всасывает воздух исключительно из зоны (т.например, конфигурация приточного воздуха = только воздух зоны), условия воздуха на входе в блок испарителя/вентилятора просто устанавливаются равными условиям воздуха в зоне (вытяжке). Если водонагреватель теплового насоса всасывает воздух исключительно снаружи (т. е. Конфигурация впускного воздуха = Только наружный воздух), условия впуска воздуха в блок испарителя/вентилятора просто устанавливаются равными условиям наружного воздуха. Если подача воздуха, поступающего в испаритель и блок вентилятора водонагревателя теплового насоса, запланирована (т. е. Конфигурация приточного воздуха = Расписание), условия приточного воздуха определяются непосредственно из предоставленных пользователем графиков следующим образом.

где:

= относительная влажность воздуха на входе в блок испарителя/вентилятора водонагревателя теплового насоса (0-1)

= психрометрическая функция, возвращающая отношение влажности воздуха к температуре по сухому термометру, относительной влажности и барометрическому давлению

= наружное атмосферное давление (Па)

Для каждого временного шага моделирования мощность нагрева воды тепловым насосом, потребление энергии и массовый расход на стороне воздуха/воды устанавливаются равными нулю, а резервуар водонагревателя моделируется с отключенным компрессором теплового насоса при любом из следующих условий. применяются условия:

HPWH отключен по графику доступности,

уставка температуры бака водонагревателя больше или равна температуре включения компрессора теплового насоса,

температура воздуха на входе по сухому термометру в блок испарителя/вентилятора меньше минимальной температуры воздуха на входе для работы компрессора теплового насоса (как указано пользователем во входном объекте HPWH), или

уставка температуры HPWH больше или равна максимальному пределу температуры (указанному в объекте Water Heater:Mixed).

В противном случае имитация водонагревателя теплового насоса основана на его текущем режиме работы. Этот режим работы является плавающим (компрессор теплового насоса выключен и температура воды в баке не упала ниже температуры включения компрессора теплового насоса) или режимом обогрева (температура воды в баке упала ниже температуры включения компрессора на предыдущем временном шаге, но не удалось достичь заданной температуры компрессора). Каждый режим обрабатывается по-разному, и они будут обсуждаться отдельно.

Если в водонагревателе с тепловым насосом используется модель с многослойным баком, то существует более одного значения температуры бака. Модель включает входные данные для того, где элементы управления тепловым насосом определяют температуру, в виде шести вариантов выбора ключевых слов: Heater1, Heater2, SourceInlet, SourceOutlet, UseInlet и UseOutlet. Входные данные в связанном WaterHeater:Stratified включают высоты этих местоположений, и ближайший узел многослойного резервуара идентифицируется на основе этих высот.Когда модели теплового насоса необходимо оценить температуру резервуара многослойного резервуара, она оценивает температуру в узле резервуара, связанном с этими местоположениями.

Плавающий режим[ССЫЛКА]

Когда температура бака водонагревателя теплового насоса колеблется между температурами включения и выключения компрессора теплового насоса в конце предыдущего временного шага моделирования, как компрессор теплового насоса, так и нагревательный элемент бака водонагревателя отключаются, а вычисляется результирующая температура бака.Если результирующая температура бака ниже температуры включения компрессора теплового насоса, коэффициент частичной нагрузки компрессора теплового насоса оценивается с использованием коэффициента разности температур, показанного ниже. Коэффициент частичной нагрузки не может быть меньше нуля или больше единицы.

где:

= коэффициент частичной нагрузки компрессора водонагревателя теплового насоса

= температура бака в плавающем режиме, когда теплопроизводительность установлена ​​на ноль (°C)

= температура резервуара в начале временного шага моделирования (°C)

Поскольку предполагается, что насос и вентилятор циклически включаются и выключаются вместе с компрессором теплового насоса, средние массовые расходы воды конденсатора и воздуха испарителя для временного шага моделирования рассчитываются на основе PLR, рассчитанного выше:

где:

= средний массовый расход воды конденсатора за временной шаг (кг/с)

= объемный расход воды конденсатора, введенный пользователем (м 3 /с)

= плотность воды на входе в конденсатор (кг/м 3 )

= средний массовый расход воздуха испарителя/вентилятора за временной шаг (кг/с)

= объемный расход воздуха испарителя/вентилятора, ввод пользователя (м 3 /с)

= плотность воздуха на входе испарителя/вентилятора (кг/м 3 )

Затем рассчитывается температура резервуара для воды на основе работы теплового насоса при коэффициенте частичной нагрузки, рассчитанном выше, и при включенном нагревательном элементе резервуара для воды.Если результирующая температура водяного бака выше уставки (температуры выключения) компрессора теплового насоса, коэффициент частичной нагрузки уменьшается, и снова моделируется бак водонагревателя. Процесс выполняется итеративно до тех пор, пока коэффициент частичной нагрузки компрессора теплового насоса не достигнет желаемой заданной температуры (насколько это возможно).

Режим обогрева[ССЫЛКА]

Когда HPWH находится в режиме нагрева в конце предыдущего временного шага моделирования (т.например, компрессор теплового насоса работал во время предыдущего временного шага моделирования, но не смог достичь заданной температуры), включены как компрессор теплового насоса, так и нагревательный элемент бака водонагревателя. Коэффициент частичной нагрузки компрессора теплового насоса установлен на 1, а массовый расход воды конденсатора и воздуха испарителя установлен на максимальный расход.

Если результирующая температура бака выше уставки (температуры выключения) компрессора теплового насоса, коэффициент частичной нагрузки компрессора теплового насоса уменьшается, и снова моделируется бак водонагревателя.Процесс выполняется итеративно до тех пор, пока коэффициент частичной нагрузки компрессора теплового насоса не достигнет желаемой заданной температуры (насколько это возможно).

Условия на выходе со стороны воздуха из HPWH рассчитываются путем моделирования вентилятора и змеевика DX с размещением либо продувочного, либо продувочного вентилятора (по выбору пользователя). Если используются узлы смесителя/разделителя, модель HPWH разделяет массовый расход воздуха на выходе теплового насоса с расходом отработанного воздуха, равным расходу наружного воздуха, а остаток отработанного воздуха направляется в узел приточного воздуха зоны (т.д., гарантирует, что водонагреватель теплового насоса не способствует повышению или понижению давления в зоне). Расчеты мощности теплового насоса по нагреву воды, энергопотребления, производительности на стороне воздуха и разности температур на стороне воды выполняются в связанном объекте DX Coil. Дополнительные сведения см. в разделе технических справочников по объекту Coil:WaterHeating:AirToWaterHeatPump.

Выходы модели

[ССЫЛКА]

После завершения расчетов плавающего режима или режима нагрева и определения окончательного коэффициента частичной нагрузки выходные (отчетные) переменные рассчитываются следующим образом:

где:

= циклическая паразитная электрическая нагрузка, ввод пользователя (Вт)

= внецикловая паразитная электрическая нагрузка, ввод пользователя (Вт)

= Временной шаг моделирования системы HVAC (часы)

Примечание: Все выходные переменные нагревателя воды теплового насоса, включая внецикловую вспомогательную электроэнергию и потребление, равны 0, когда график доступности нагревателя воды теплового насоса равен 0 (т.д., водонагреватель теплового насоса по расписанию ВЫКЛЮЧЕН).

Термальный резервуар со стратифицированной водой[ССЫЛКА]

Входные объекты WaterHeater:Stratified и ThermalStorage:ChilledWater:Stratified предоставляют модели резервуара с послойной водой, который делит резервуар на несколько узлов одинакового объема. Эта модель используется как для нагревателя стратифицированной воды, так и для резервуара для хранения стратифицированной охлажденной воды. Узлы связаны эффектами вертикальной проводимости, межузловым течением жидкости и перемешиванием температурной инверсии.Объект одновременно решает дифференциальные уравнения, определяющие балансы энергии в узлах, с использованием численного метода Форвард-Эйлера. Шаг системного времени разделен на подшаги по одной секунде, которые позволяют симуляции фиксировать события, происходящие в очень коротком временном масштабе.

Энергетический баланс[ССЫЛКА]

Подобно модели хорошего смешения, стратифицированная модель решает то же фундаментальное дифференциальное уравнение, определяющее энергетический баланс массы воды:

где

м = масса воды

c p = удельная теплоемкость воды

T = температура воды

т = время

q нетто = чистый коэффициент теплопередачи

Отличие стратифицированной модели состоит в том, что она должна решать энергетический баланс на n узлов одновременно.Узел 1 находится в верхней части резервуара для воды, а узел n — в нижней части резервуара для воды.

где

м n = масса воды для узла n

c p = удельная теплоемкость воды

T n = температура воды для узла n

т = время

q net,n = чистый коэффициент теплопередачи для узла n

Чистая скорость теплопередачи q чистая представляет собой сумму прибавок и потерь из-за нескольких путей теплопередачи.

где

q нагреватель, n = тепло, добавленное нагревателем 1 или нагревателем 2

q oncycpara,n = добавление тепла из-за паразитных нагрузок в цикле (ноль при выключении)

q offcycpara,n = добавленное тепло из-за паразитных нагрузок вне цикла (ноль при включении)

q oncycloss,n = теплопередача в/из окружающей среды (ноль при выключении)

q offcycloss,n = теплопередача в/из окружающей среды (ноль при включении)

q cond,n = теплопередача за счет теплопроводности между узлами выше и ниже

q use,n = теплопередача к/от соединений установки со стороны использования

q источник,n = теплопередача к/от соединений установки со стороны источника

q расход,n = теплопередача за счет потока жидкости от узла выше и ниже

q invmix,n = теплопередача за счет инверсионного смешения от узла выше и ниже

q oncycloss,n и q offcycloss,n определяются как:

где

UA oncyc,n = коэффициент потерь в цикле для окружающей среды (ноль при выключении)

UA offcyc,n = коэффициент потерь вне цикла в окружающую среду (ноль, когда включено)

T амб = температура окружающей среды

q cond,n определяется как:

где

k = жидкая теплопроводность воды, 0.6 Вт/м-К

A n+1 = общая площадь поверхности между узлом n и узлом n+1

L n+1 = расстояние между центром масс узла n и n +1

T n+1 = температура узла n+1

A n-1 = общая площадь поверхности между узлом n и узлом n-1

L n-1 = расстояние между центром масс узла n и n -1

T n-1 = температура узла n-1

q использование,n и q источник,n определяются как:

где

использование = эффективность теплообменника для подключений к установке со стороны использования

= массовый расход для подключений к установке на стороне использования

T использование = температура жидкости на входе соединений установки на стороне использования

источник = эффективность теплообменника для соединений установки со стороны источника

= массовый расход для соединений установки со стороны источника

T источник = температура жидкости на входе соединений установки со стороны источника

q расход,n определяется как:

где

= массовый расход от узла n+1

= массовый расход из узла n-1

q invmix,n определяется как:

где

= массовый расход из узла n+1 из-за смешения температурной инверсии

= массовый расход из узла н-1 из-за смешения температурной инверсии

Инверсионное смешение происходит, когда нижний узел теплее, чем верхний.Разница температур приводит к разнице в плотности, которая заставляет узлы смешиваться. Обычно инверсионное смешение происходит очень быстро. В этом алгоритме скорость смешивания инверсии выбирается как максимальное значение, которое обеспечит устойчивое решение с учетом массы узла и интервала подшага:

где

t = временной интервал подшага.

Процедура расчета температур используемой и исходной жидкости на выходе пара зависит от значений эффективности.Если эффективность равна 1,0, то предполагается полное смешивание пара этой жидкости и воды в резервуаре. В этом случае температуры на выходе для используемых и исходных потоков будут просто температурами воды в резервуаре в точке выходных узлов. Когда эффективность меньше 1,0, предполагается непрямой теплообмен между используемым или исходным потоком и водой в резервуаре с послойным аккумулированием тепла. Когда эффективность меньше 1,0, температура использования и выхода источника рассчитывается с использованием Q использования и Q источника и уравнений баланса энергии следующим образом:

где,

T~use out~ ~~= температура жидкости на выходе соединений установки на стороне использования

T~source out~ ~~= температура жидкости на выходе соединений установки со стороны источника

Численное решение[ССЫЛКА]

Система одновременных дифференциальных уравнений решается численным методом Форвард-Эйлера.Шаг системного времени делится на односекундные подшаги. Новая температура для данного узла рассчитывается по следующему уравнению:

Все температуры узлов для q net,n являются старыми температурами из предыдущего подэтапа.

Перед вычислением каждого шага системного времени выполняются следующие оценки:

Расходы на входе использования и источника применяются к узлам входа

Определяется межузловой поток и определяются чистые скорости потока

Перед вычислением каждого подшага выполняются следующие оценки:

Термостатические средства управления для нагревателя 1 и нагревателя 2 оцениваются, чтобы определить, должны ли нагревательные элементы включаться или выключаться

Температура узла 1 сравнивается с максимальным пределом для определения необходимости вентиляции

Температуры соседних узлов сравниваются, чтобы определить, существуют ли температурные инверсии, для которых следует использовать скорость смешивания инверсии.

Решение продолжает выполнять все подшаги до тех пор, пока не будет завершен шаг системного времени.

Ссылки[ССЫЛКА]

Даффи, Дж. и В. Бекман. 1980. Солнечная инженерия тепловых процессов . Джон Уайли и сыновья.

Ньютон, Б. 1995. Моделирование резервуаров для хранения солнечной энергии . Магистерская диссертация, Университет Висконсин-Мэдисон.

Калибровка водяного отопления[ССЫЛКА]

Некоторые входы для водонагревателей могут быть автоматически настроены с помощью объекта ввода WaterHeater:Sizing.В этом разделе описываются расчеты размеров водонагревателей. Существует шесть основных методов определения объема бака и теплопроизводительности.

Автоматическое определение объема резервуара[ССЫЛКА]

Объем водонагревателя может быть определен следующими способами в зависимости от метода проектирования, выбранного пользователем.

Пик розыгрыша. Объем определяется исходя из расчетного расхода контура. Водонагреватель расположен на стороне подачи контура установки. После выполнения процедур определения размера установки модель получает расчетный расход для всех компонентов на стороне потребления.Тогда объем бака: ,

Жилой HUD-FHA Минимум. Объем определяется набором правил, определенных в таблице ниже. Это из главы 48 справочника ASHRAE Handbook HVAC Applications 1999 года, Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Атланта, Джорджия. (также используется в Building America Benchmark).

Таблица: Жилой HUD-FHA минимум


Жилой HUD-FHA Минимальная емкость для хранения ГВС и мощность горелки (ASHRAE 1999) # Спальни | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 # Ванные комнаты | Все | ≤1.5 | 2-2,5 | ≥3 | ≤1,5 ​​ | 2-2,5 | ≥3 | ≤1,5 ​​ | 2-2,5 | ≥3 | Все | Все Газ|||||||||||| Хранение (галлонов)|20|30|30|40|30|40|40|40|40|50|50|50 Горелка (кБТЕ/час)|27|36|36|36|36|36|38|36 |38|38|47|50 Электрический|||||||||||| Хранение (галлонов)|20|30|40|50|40|50|50|50|50|66|66|80 Горелка (кВт)|2,5|3,5|4,5|5,5|4,5|5,5|5,5|5,5|5,5 |5.5|5.5|5.5

на человека. Объем резервуара определяется путем суммирования расчетного уровня людей в модели и умножения на введенный пользователем коэффициент объема на человека.

за площадь этажа. Объем резервуара определяется путем суммирования площади пола во всех зонах модели и умножения на введенный пользователем объем на коэффициент площади пола.

за единицу. Объем резервуара определяется путем умножения введенного пользователем объема на единицу и введенного пользователем количества единиц.

на площадь солнечного коллектора. Объем бака определяется путем суммирования площади коллектора во всех солнечных коллекторах горячей воды в модели и умножения на введенный пользователем объем на коэффициент площади коллектора.

Автоопределение мощности нагревателя[ССЫЛКА]

Мощность нагревателя может быть определена следующими способами в зависимости от метода проектирования, выбранного пользователем.

Пик розыгрыша. Мощность нагревателя определяется объемом бака, предполагаемыми начальной и конечной температурами и заданным пользователем временем восстановления. Тогда мощность нагревателя составляет

.

где,

Жилой HUD-FHA Минимум.Мощность нагревателя определяется набором правил, определенных в таблице выше. Это из справочника ASHRAE Handbook HVAC Applications 1999 года, Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Атланта, Джорджия. (также используется эталон Building America).

на человека. Мощность нагревателя определяется путем суммирования расчетного количества людей в модели и использования введенного пользователем коэффициента для мощности рекуперации на человека. Тогда мощность нагревателя составит:

за площадь этажа.Мощность нагревателя определяется путем суммирования площадей пола во всех зонах модели и использования введенного пользователем коэффициента рекуперационной мощности на единицу площади пола. Тогда мощность нагревателя составит:

за единицу. Мощность нагревателя определяется исходя из введенной пользователем мощности рекуперации на единицу и введенного пользователем количества единиц. Тогда мощность нагревателя составит:

на площадь солнечного коллектора. Предполагается, что водонагреватель используется для накопления солнечной горячей воды, а мощность нагревателя установлена ​​равной нулю.

Автоопределение высоты резервуара[ССЫЛКА]

Если водонагреватель стратифицированный, то важна геометрия и высота бака может масштабироваться с изменением объема. Для резервуаров с вертикальной цилиндрической формой определяемое пользователем отношение высоты к ширине AR используется для расчета высоты резервуара H с использованием

.

Автоматическое определение скорости потока при подключении к установке[ССЫЛКА]

Когда водяной термальный бак подключен к контуру установки, удобно автоматически устанавливать расчетные объемные расходы через соединения установки.Когда водяной термальный резервуар подключен к стороне подачи контура установки, а скорость потока регулируется автоматически, скорость потока является суммой запросов потока всех различных компонентов на стороне потребления этого контура установки. Когда водонагреватель подключен на стороне потребления контура установки (например, как для косвенного нагрева воды с бойлером) и расход регулируется автоматически, расчетный расход рассчитывается по следующему уравнению:

где

V = объем бака

= Пользовательский параметр для времени, необходимого для восстановления бака от предполагаемой начальной температуры до предполагаемой заданной температуры.Для водонагревателей начальная температура составляет 14,4ºC, а предполагаемая конечная заданная температура составляет 57,2ºC. Для резервуаров с охлажденной водой начальная температура составляет 14,4 ºC, а конечная температура составляет 9,0 ºC.

= использовать или источник

= температура на выходе, указанная в объекте Plant Sizing

= конечная температура бака 57,2°C для нагревателей и 9,0°C для баков с охлажденной водой.

= начальная температура бака 14.4ºC

Если размеры соединений на стороне потребления определены автоматически, а объем бака водонагревателя определяется автоматически, то проблема не может быть легко решена в EnergyPlus, поскольку потоки на стороне потребления должны сообщаться ранее в моделировании, а объем резервуара еще недоступен. Эта ситуация разрешается путем использования промежуточного номинального объема резервуара для определения размеров соединений, а фактический объем рассчитывается позже в процессе моделирования.

Мощность, необходимая для нагревания объема жидкости

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ НАГРЕВА ОБЪЕМА ЖИДКОСТИ

Расчет онлайн

Мощность, которую необходимо установить для повышения температуры в течение заданного времени объема жидкости, содержащейся в резервуаре, является результатом двух расчетов: расчет мощности для повышения температуры жидкости (Pch) и расчет тепловых потерь (Pth).

Устанавливаемая мощность (кВт) = тепловая мощность (Pch) + тепловые потери (Pth)

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

– Мощность нагрева: Pch (кВт)

– Вес жидкости: M (кг)

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

– Начальная температура: t1 (°C)

– Требуемая конечная температура: t2 (°C)

– Время нагрева: T (ч)

1,2 : Коэффициент безопасности, связанный с нашими производственными допусками и изменениями мощности сети

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

а/ Расчет массы нагреваемой жидкости:

– Вес жидкости: M (кг)

– Объем нагреваемой жидкости: V (дм3 или литр)

– Плотность жидкости : ρ (кг/дм3)

                            M = V × ρ

Значения 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 бака: В (дм3)

– Диаметр резервуара: (дм)

– Высота жидкости: h2 (дм)

 

 

В = π × (∅² ÷ 4)  × h2

В прямоугольном резервуаре:

– Объем бака: В (дм3)

– Длина бака: л (дм)

– Ширина бака: Вт (дм)

– Высота жидкости: h2 (дм)

 

В = Д × Ш × В2

 

 

 

2 / Расчет мощности, необходимой для компенсации теплопотерь:

 

– Потери тепла: Pth (кВт)

– Площадь обменной поверхности резервуара: S (м2)

– Требуемая конечная температура: t2 (°C)

– Температура А: ta (°C)

– Коэффициент обмена : K (ккал/ч × м2 × °C)

1,2 : Коэффициент безопасности, связанный с нашими производственными допусками и изменениями мощности сети

 

Pth = (S × (t2 – ta) × K × 1,2) ÷ 860

 

Коэффициент обмена К в зависимости от скорости ветра и толщины изоляции:

 

 

а/ Расчет площади обменной поверхности бака:

Площадь поверхности цилиндрического резервуара:

– Площадь поверхности резервуара: S (м2)

– Диаметр бака: (м)

– Высота резервуара: h3 (м)

 

 

S = (π × (∅² ÷ 4)) + (π × ∅ × h3)

Площадь поверхности прямоугольного резервуара:

– Площадь поверхности резервуара: S (м2)

– Длина бака: л (м)

– Ширина резервуара: Ш (м)

– Высота резервуара: h3 (м)

 

S = ((Д + Ш) × h3 × 2) + (Д × Ш)

 

 

| Страница не найдена

Страница не найдена

К сожалению, мы не смогли найти страницу, которую вы искали.Воспользуйтесь поиском ниже, чтобы найти то, что вы искали.

  • ГАВАЙСКАЯ КОМПАНИЯ ПОЛУЧАЕТ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ГРАНТ ДЛЯ ПОМОЩИ В МОДЕРНИЗАЦИИ ШКОЛЬНОГО АВТОБУСА FLEETHONOLULU — Гавайи входят в число штатов, получающих скидки Агентства по охране окружающей среды США (EPA) 2021 года на школьные автобусы по сокращению выбросов дизельных двигателей (DERA). Компания Roberts Hawaii получила 200 000 долларов США в рамках последнего раунда финансирования давней программы DERA School Bus Rebates, которая помогает финансировать замену школьных автобусов с дизельными двигателями старых моделей […]
  • ЗАЯВЛЕНИЕ ОТ ГЛАВНОГО ДИРЕКТОРА ЭНЕРГЕТИКИ СКОТТА ГЛЕННОЛУЛУ — начальника отдела энергетики Гавайев Офицер Скотт Гленн сегодня выступил со следующим заявлением: «Мы решительно поддерживаем Par Pacific Holdings, Inc.решение приостановить закупку российской сырой нефти для Гавайских островов. Управление энергетики штата Гавайи находится в тесном контакте с Par и другими государственными и отраслевыми партнерами с момента возникновения напряженности в отношениях между Россией и Украиной […]
  • ГАВАЙИ ПОЛУЧАТ БОЛЕЕ 17 МЛН ДОЛЛАРОВ В ФЕДЕРАЛЬНЫХ СРЕДСТВАХ ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ИНФРАСТРУКТУРЫ ЗАРЯДКИ ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВМинистерства транспорта США и Energy объявили о новой программе Формулы национальной инфраструктуры электромобилей (NEVI), которая предоставит Гавайям более 17 миллионов долларов в течение следующих пяти лет для финансирования станций зарядки электромобилей по всему штату.«Гавайи имеют одни из самых агрессивных целей в области чистой энергии и сокращения выбросов углерода в стране», — сказал главный энергетик Гавайев Скотт Гленн. «Мы ценим […]
  • ANNUAL HAWAII GREEN BUSINESS AWARDS PROGRAMME HONORES HAWAII BUSINESS AND EVENTS FOR GREEN PRACTICESHONOLULU — В общей сложности 14 площадок и мероприятий были отмечены сегодня за внедрение энергоэффективных и устойчивых методов ведения бизнеса, которые помогут их прибыли продвигая цели чистой энергии и устойчивого развития Гавайев.Губернатор Дэвид Иге и первая леди Дон Амано-Иге поблагодарили лауреатов за их приверженность экономии энергии и воды, сокращению отходов и защите окружающей среды Гавайев. «Это […]
  • ЗАЯВЛЕНИЕ ГЛАВНОГО ДИРЕКТОРА ЭНЕРГЕТИКИ СКОТТА ГЛЕННА О НОВЫХ СТАНДАРТАХ ВЫБРОСОВ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Гонолулу – Директор по энергетике Гавайских островов Скотт Гленн опубликовал следующее заявление в ответ на сегодняшнее заявление об официальном утверждении выбросов парниковых газов (ПГ) федеральным правительством. стандарты для легковых автомобилей и легких грузовиков для моделей 2023–2026 годов: «Мы решительно поддерживаем новые федеральные правила администрации Байдена, направленные на снижение загрязнения воздуха легковыми автомобилями […]

Энергоэффективность нагрева воды

Обзор учителя

Резюме

Учащиеся используют горелку Бунзена, микроволновую печь и электроплитку, чтобы определить, какой прибор нагревает воду наиболее эффективно.Учащиеся выполняют подробные расчеты, подтверждающие их выводы.

Объектив

Учащиеся будут использовать наблюдения для расчета энергоэффективности различных методов отопления.

Безопасность

  • Убедитесь, что вы и учащиеся носите подходящие защитные очки.
  • Ознакомиться с безопасным использованием горелок Бунзена или электроплиток. Предупредите учащихся об обращении с горячей водой
    , чтобы избежать ожогов.
  • Метан (природный газ) легко воспламеняется.Он может быть взрывоопасен при смешивании с воздухом в определенных пропорциях. Избегайте искр или пламени при сборе газа. Метан токсичен при вдыхании. Работайте в хорошо проветриваемом помещении.

Материалы для каждой группы


  • 1 Горелка Бунзена
  • 1 конфорка
  • 1 отрезки шланга длиной один метр
  • 1 ведро или ведро для воды
  • 1 секундомер или часы с секундной стрелкой
  • 1 2-литровая бутылка из-под газировки (прозрачная, с удаленной этикеткой)
  • 1 стакан на 400 мл
  • 1 спиртовой термометр
  • 1 кольцевая подставка с кольцом
  • 1 пара щипцов для стаканов

Материалы для всего класса


  • 1 микроволновая печь (общая для всех групп)
  • Различные объемные контейнеры, такие как большие градуированные цилиндры для каждой группы

Необходимое время

Два-три занятия примерно по 45–50 минут каждое.

Лабораторные наконечники


Некоторым учащимся может быть трудно придумать удовлетворительную схему сбора и измерения количества метана, собранного из газоотвода. Одолжите соответствующие намеки и подсказки по мере необходимости. Если в вашей лаборатории нет стандартной стандартной газовой системы, подключенной на постоянной основе, рассмотрите возможность использования переносных газовых горелок, спиртовых ламп или любой другой альтернативной системы, которую вы обычно используете. Кроме того, рассмотрите возможность использования портативных электрических погружных нагревателей вместо конфорок.Они намного эффективнее и стоят 10 долларов за нагреватель, что намного дешевле.

Если представить это как «лабораторное задание», это базовое исследование может быть адаптировано как лабораторный практический экзамен для проверки того, как учащиеся могут применять то, что они узнали. Вы можете варьировать сложность задачи, корректируя объем предоставляемой информации (например, энтальпию сгорания метана). Это исследование также дает возможность рассмотреть общие экологические затраты, связанные с простой лабораторной процедурой.

Обсуждение перед лабораторией


Убедитесь, что учащиеся знакомы с правильной работой бунзеновских горелок, конфорок и микроволновых печей. Вы можете поручить учащимся прочитать процедуру и составить соответствующие таблицы данных, прежде чем они отправятся в лабораторию. Их таблицы данных могут стать их «паспортом» для начала расследования.

Включение в учебную программу

Это исследование может быть включено в раздел по стехиометрии, химическим превращениям или термохимии.

Видео с вопросами

: Расчет энергии, необходимой для нагревания массы при известном изменении температуры

Стенограмма видео

Определите, сколько энергии необходимо, чтобы нагреть два килограмма воды на три градуса Цельсия. Используйте значение 4184 Дж на килограмм градусов Цельсия для удельной теплоемкости воды. Дайте ответ двум значащим цифрам.

Итак, в этом упражнении мы начинаем с двух килограммов воды.И мы хотим нагреть эту воду, чтобы ее температура повысилась на три градуса по Цельсию. Итак, какой бы ни была температура сейчас, мы хотим повысить ее на три градуса по Цельсию. Мы назовем это изменение температуры Δ𝑇. И мы обозначим массу этой воды, два килограмма, как 𝑚. Зная удельную теплоемкость воды, мы хотим знать, сколько энергии потребуется, чтобы нагреть это количество воды на столько-то.

Существует математическое соотношение, которое мы можем вспомнить, чтобы решить эту проблему. Это соотношение говорит нам, что количество энергии, необходимое для повышения температуры на некоторое количество Δ𝑇 некоторого количества вещества, 𝑚, равно произведению этих двух величин на удельную теплоемкость этого вещества.А мы помним, что в общем случае удельная теплоемкость говорит нам, сколько энергии необходимо, чтобы нагреть один килограмм данного материала на один градус Цельсия. Для жидкой воды это количество составляет 4184 Дж.

Другими словами, если мы добавим это количество джоулей энергии к одному килограмму воды, то мы повысим ее температуру на один градус Цельсия. Итак, зная массу нашей воды, 𝑚, изменение температуры, на которое мы хотим повлиять, Δ𝑇 и удельную теплоемкость нашей воды, мы готовы рассчитать необходимую энергию.Подставив эти значения для 𝑚, 𝐶 и Δ𝑇, давайте на мгновение взглянем на единицы измерения.

Обратите внимание, что у нас есть единицы массы в килограммах и в числителе, и в знаменателе. Это означает, что эти единицы будут аннулированы. У нас также есть единицы измерения температуры в градусах Цельсия как в знаменателе, так и в числителе. Таким образом, эти единицы также отменяются. Когда мы посчитаем это произведение, у нас останутся просто единицы джоулей, единицы энергии. Это подтверждает, что мы на правильном пути. И когда мы посчитаем это произведение, то получим результат 25104 джоуля.

Это не окончательный ответ, потому что мы видим в условии задачи, что мы должны дать ответ с двумя значащими цифрами. Первая значащая цифра в этом числе — двойка. Следующей значащей цифрой является пятерка. И третья значащая цифра – единица. Мы просто оставим два из них. А так как третья значащая цифра у нас меньше пяти, значит округлять не будем. Мы сохраним наши первые две значащие цифры такими, какие они есть, два и пять. Округлив наш результат до двух значащих цифр, мы видим, что это 25000 Дж.Именно столько входной энергии потребуется, чтобы нагреть два килограмма воды на три градуса Цельсия.

Методы оценки потребления пара

Как рассчитать потребность в паре для проточных и непроточных систем. Включая прогрев, потери тепла и рабочие нагрузки.

Оптимальная конструкция паровой системы во многом зависит от того, точно ли установлен расход пара. Это позволит рассчитать размеры труб, а вспомогательные устройства, такие как регулирующие клапаны и конденсатоотводчики, могут быть рассчитаны для получения наилучших возможных результатов.Потребность установки в паре может быть определена несколькими различными методами:

Расчет
Путем анализа тепловыделения элемента установки с использованием уравнений теплопередачи можно получить оценку расхода пара. Хотя теплопередача не является точной наукой и может быть много неизвестных переменных, можно использовать предыдущие экспериментальные данные из аналогичных приложений. Результаты, полученные с помощью этого метода, обычно достаточно точны для большинства целей.

Измерение
Потребление пара может быть определено прямым измерением с использованием расходомера. Это позволит получить относительно точные данные о потреблении пара для существующей установки. Однако для завода, находящегося еще на стадии проектирования или еще не запущенного в эксплуатацию, этот метод малопригоден.

Тепловая мощность
Тепловая мощность (или расчетная мощность) часто указывается на паспортной табличке отдельного элемента установки, как указано производителем.Эти характеристики обычно выражают ожидаемую тепловую мощность в кВт, но требуемый расход пара в кг/ч будет зависеть от рекомендуемого давления пара.

Изменение любого параметра, которое может изменить ожидаемую тепловую мощность, означает, что тепловая (расчетная) мощность и подключенная нагрузка (фактический расход пара) не будут совпадать. Рейтинг производителя указывает на идеальную мощность изделия и не обязательно соответствует подключенной нагрузке.

0 comments on “Формула нагрева воды: Расчет времени нагрева воды онлайн калькулятор

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.