Содержание
Калькулятор расчета необходимой мощности тэна для нагрева воды
| |||||||
| 8 (977) 715-72-94 | ||||||
|
8 (499) 391-27-32 | |||||||
| ОБРАТНЫЙ ЗВОНОК | |||||||
tvoiservis@mail. ru | |||||||
Главная \ Тэны с резьбой \ Тэны с терморегулятором |
|
|
|
|
| |
|
|
|
). Область применения: для нагрева воды в накопительных водонагревателях, электрических котлах, летних душах, баках из пластика и металла. Может комплектоваться термостатом (терморегулятором), ответной гайкой, прокладкой и индикаторной лампочкой.
Телефон*
Email*
Укажите контактный телефон
Укажите контактный Email
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.
Спойлер: таблица примерного подбора нагревателя для бассейна, в зависимости от объёма воды – в конце статьи
| 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.
|
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 теплообменника | Особенности конструкции |
|---|---|
|
вертикально расположенные
|
Нагревательный контур в виде пучка тонких трубок, по каждой из которых протекает вода.
|
|
горизонтально расположенные
|
Нагревательный контур в форме спирали
|
Большое количество трубок в пучке повышает площадь теплопередачи. Есть конструкции с демонтируемым пучком трубок (повышение ремонтопригодности).Корпус теплообменника изготавливают из
- композитного пластика,
- нержавеющей стали,
- титана.
Контур нагрева изготавливают из
- нержавеющей стали (подходит по соотношению цена/качество для бассейнов с пресной водой),
- титана (для бассейнов с морской водой),
- никеля,
- купроникеля.
| Достоинства | Недостатки |
|---|---|
| сравнительно дешевые | для работы в доме должен быть газовый котел (можно электрический котел, но это уже дорого) |
| не требуют больших затрат в процессе эксплуатации | на заявленной мощности теплообменник будет работать только при указанных в тех. паспорте разнице температур первичного и вторичного контура и соотношения скоростей жидкости в них |
Падение производительности нагревателя в случае отклонения от паспортных данных можно проанализировать по графикам (диаграмма А,Б)
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 | 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:
- выходная мощность,
- материал, из которого изготовлен корпус,
- материал, из которого изготовлен ТЭН.
При использовании морской воды ТЭН подбирают из титана, никеля или купроникеля.
| Достоинства | Недостатки |
|---|---|
| для удобства оснащены термостатом с дисплеем, что позволяет легко регулировать температуру воды | огромный расход электроэнергии (повышенные затраты на обслуживание бассейна) |
| оснащены комплектом автоматического управления (датчиком потока или датчиком давления) , который не позволяет работать при слабом потоке воды | модели большей мощности требуют трехфазного подключения к сети |
| изначально укомплектованы всем необходимым для запуска и работы |
Особенности монтажа
Электронагреватель включают в цепь так, чтобы входящая труба была направлена вертикально вниз.
В таком случае прибор всегда будет наполнен водой и даже при выходе из строя автоматики ТЭН не перегорит.
Практика показывает, что электронагреватели используют для бассейнов до 12 – ти кубометров открытого типа и до 20 – ти кубометров закрытого типа.
Задача по поддержанию в бассейне необходимой температуры решается не так уж и просто. Формула для расчета времени нагрева воды не учитывает важную ее особенность – теплопотери при испарении. Из-за этого подогрев воды происходит длительнее, при всем при том, что, подогрев и без того занимает массу времени.
В связи с этим в проект включают вспомогательные средства для подогрева:
- термическое покрывало,
- покрытие стенок бассейна теплоизоляционным напылением,
- использование системы солнечных батарей.
5. Тепловые насосы для подогрева воды
Тепловой насос предназначен охлаждать или обогревать воду в плавательном бассейне с помощью преобразования энергии атмосферного воздуха в тепло.
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.
| 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.
|
|
Солнечные батареи
|
Суммарная площадь коллекторов должна быть равна площади самого бассейна
|
метр)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 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.
Примерный подбор нагревателя для бассейна, в зависимости от объёма воды
* Данные в таблице ориентировочные и верны при окружающей температуре около +15 ºС
Калькулятор нагрева воды
Создано Луисом Фернандо
Последнее обновление: 28 июля 2022 г.
Содержание:
- Как рассчитать общую энергию нагрева воды?
- Как рассчитать количество ватт для нагрева воды?
- Пример: Нагрев 2 кг воды от -20 до 200°C
Добро пожаловать в калькулятор нагрева воды, инструмент, который позволит вам рассчитать нагрев воды в БТЕ, джоулях, калориях и многих других единицах.
С помощью этого инструмента можно не только рассчитать общую энергию нагрева воды, но и:
- Рассчитайте время, необходимое для нагрева воды, если известны КПД и мощность нагревателя.
- Рассчитайте ватт для нагрева количества воды, если известны требуемое время и КПД нагревателя.
- И многое другое!
Продолжайте читать, чтобы узнать, как рассчитать нагрев воды вручную, используя различные формулы нагрева воды.
Как рассчитать общую энергию нагрева воды?
Общая необходимая энергия зависит только от начальная и конечная температуры . Расчет нагрева воды (в БТЕ или любой другой единице энергии) включает две величины:
- Явное тепло : Тепло, необходимое для повышения температуры .
- Скрытая теплота : Теплота, необходимая для изменения фазы .
Скрытая теплота ( Q t ) | Явное тепло ( Q р ) |
|---|---|
Q t = c × m × ( T f — T i ) | Q p = L × м |
где: | где л — удельная скрытая теплота |
| |
| |
| |
|
Например, при атмосферных условиях температура воды от 20 до 30°C включает только физическое тепло. С другой стороны, изменение температуры от 20 до 200°C включает явную и скрытую теплоту, так как в какой-то промежуточной точке (100°C) нам требуется дополнительная энергия (скрытая теплота) для испарения воды.
The total heat ( Q total ) is then the sum of the quantities associated with the latent and sensible heat:
Q total = Q t + Q p
Есть несколько существенных моментов, которые следует учитывать в отношении членов предыдущих уравнений:
- Если фазовый переход включает таяние (превращение льда в жидкую воду), то удельная скрытая теплота называется энтальпия плавления или скрытая теплота плавления . Энтальпия плавления – это свойство материала, равное 334000 Дж/кг для воды.
Следовательно, нам нужно 334000 Дж теплоты, чтобы растопить 1 кг воды (что происходит при 0 °С ). - Если фазовый переход включает испарение (превращение жидкой воды в пар), то удельная скрытая теплота называется энтальпией парообразования или скрытой теплотой парообразования . Энтальпия парообразования – это свойство материала, равное 2264705 Дж/кг для воды. Следовательно, нам нужно 2264705 Дж, чтобы испарить 1 кг воды (то, что происходит при 100 °C ).
- Удельная теплоемкость является свойством материала, которое равно 2108 Дж/(кг К) для ледяной воды, 4190 Дж/(кг К) для жидкой воды и 1,996 Дж/(кг К) для готовить на пару. Следовательно:
- Нам нужно 2108 Дж, чтобы нагреть 1 кг льда воды на один градус (по Цельсию или Кельвину).
- Нам нужно 4190 Дж, чтобы нагреть 1 кг жидкой воды на один градус (по Цельсию или Кельвину).
- Нам нужно 1996 Дж, чтобы нагреть 1 кг пара на один градус (Цельсия или Кельвина).
Следовательно, нам нужно 334000 Дж теплоты, чтобы растопить 1 кг воды (что происходит при 0 °С ).
Так как 1 кг воды представляет собой 1 литр, 4190 Дж также является энергией для нагрева 1 литра воды на 1 градус (вода в жидком состоянии).
Как рассчитать количество ватт для нагрева воды?
Зная общую требуемую энергию, можно легко рассчитать количество ватт для нагрева воды. Вы можете рассчитать мощность, необходимую для нагрева воды, по следующей формуле:
Мощность = Q всего /(время × КПД)
Мы можем изменить предыдущее уравнение и получить формулу для времени, необходимого для нагрева:
время = Q всего ( Мощность× КПД)
Пример: Нагрев 2 кг воды от -20 до 200°C
Нагрев 2 кг воды от -20 до 200°C включает различные этапы и типы нагрева:
- Явное тепло лед от -20 до 0°C:
Q t = c × m × ( T f — T i ) = 2 (кг K° / ) = 2 (кг K / ) -20°C)) = 84320 Дж . - Скрытая энергия, необходимая для таяния льда при 0°C:
Q p = л × м = (334000 Дж/кг) × 2 кг = 668000 Дж - Явное тепло, для получения жидкой воды от 0 до 100°C:
Q t = c × m × ( T f — T i ) = 4190 Дж/(кг K) × 2 кг × (100°C — 0°C) = 8380001 Дж . - Скрытая энергия, необходимая для испарения воды при 100°C:
Q p = л × м = (2264705 Дж/кг) × 2 кг = 4529410 Дж 1 - Явная теплота для получения пара от 100 до 200°C:
Q t = c × м × ( T f — T i ) = 1,996 Дж/(кг K) × 2 кг × (200°C — 100°C) = 399200 Дж .
Тогда общая теплота, необходимая для нагревания этих 2 кг воды от -20 до 200°C, равна сумме пяти теплот: J + 399200 J
Q всего = 6518930 J
Расчетов было много! 😱 Мы можем не соглашаться во многих вещах, но мы, безусловно, согласны с тем, что использование калькулятора воды BTU более просто, чем все эти формулы нагрева воды.
Луис Фернандо
Выбор размера нового водонагревателя
Изображение
Водонагреватель подходящего размера удовлетворит потребности вашего дома в горячей воде и будет работать более эффективно. Поэтому перед покупкой водонагревателя убедитесь, что он подходит по размеру.
Здесь вы найдете информацию о размерах этих систем:
- Проточные или проточные водонагреватели
- Солнечная система нагрева воды
- Водонагреватели накопительные и с тепловым насосом (с баком).
Для определения размеров комбинированных систем водяного отопления и отопления помещений, включая некоторые системы тепловых насосов, а также безрезервуарные змеевики и косвенные водонагреватели, обратитесь к квалифицированному подрядчику.
Если вы еще не решили, какой тип водонагревателя лучше всего подходит для вашего дома, узнайте больше о выборе нового водонагревателя.
Калибровка водонагревателей без бака или по требованию
Водонагреватели без бака или по требованию оцениваются по максимальному повышению температуры, возможному при заданной скорости потока.
Следовательно, чтобы определить размер водонагревателя по требованию, вам необходимо определить скорость потока и повышение температуры, которые вам потребуются для его применения (во всем доме или удаленном применении, например, только в ванной комнате) в вашем доме.
Во-первых, перечислите количество водонагревателей, которые вы планируете использовать одновременно. Затем сложите их скорости потока (галлоны в минуту). Это желаемый расход, который вам нужен для водонагревателя по требованию. Например, предположим, вы планируете одновременно включать кран с горячей водой с расходом 0,75 галлона (2,84 литра) в минуту и душевую насадку с расходом 2,5 галлона (90,46 литра) в минуту.
Если вы не знаете расход, оцените его, поставив кастрюлю или ведро под кран или насадку для душа, и измерьте расход в течение минуты. Скорость потока через водонагреватель по требованию должна быть не менее 3,25 галлона (12,3 литра) в минуту. Для снижения расхода установите водонапорные устройства с низким расходом.
Чтобы определить повышение температуры, вычтите температуру поступающей воды из желаемой температуры на выходе. Если вы не знаете иного, предположим, что температура поступающей воды составляет 50ºF (10ºC). Вы также можете оценить температуру, подержав термометр под краном с холодной водой. Для большинства применений вам понадобится нагреть воду до 120ºF (49ºС). В этом примере вам понадобится водонагреватель по требованию, который обеспечивает повышение температуры на 70ºF (39ºC) для большинства применений. Для посудомоечных машин без внутренних нагревателей и других подобных устройств вам может понадобиться нагреть воду до 140ºF (60ºC). В этом случае вам потребуется повышение температуры на 90ºF (50ºC). Будьте осторожны с температурой воды 140ºF, потому что это увеличивает вероятность ошпаривания.
Большинство водонагревателей рассчитаны на различные температуры на входе. Как правило, повышение температуры воды на 70ºF (39ºC) возможно при скорости потока 5 галлонов в минуту через газовые водонагреватели по требованию и 2 галлона в минуту через электрические.
Более высокие скорости потока или более низкие температуры на входе иногда могут снизить температуру воды в самом удаленном кране. Некоторые типы безрезервуарных водонагревателей контролируются термостатом; они могут изменять температуру на выходе в зависимости от расхода воды и температуры на входе.
Расчет параметров солнечной системы нагрева воды
Расчет параметров вашей системы солнечного нагрева воды в основном включает в себя определение общей площади коллектора и объема накопителя, которые вам потребуются для удовлетворения 90 – 100 % потребности вашего домохозяйства в горячей воде в летнее время. Подрядчики солнечных систем используют рабочие листы и компьютерные программы, чтобы помочь определить системные требования и размер коллектора.
Площадь коллектора
Подрядчики обычно следуют рекомендациям о площади коллектора около 20 квадратных футов (2 квадратных метра) для каждого из первых двух членов семьи. На каждого дополнительного человека добавьте 8 квадратных футов (0,7 квадратных метра), если вы живете в районе Солнечного пояса США, или 12–14 квадратных футов, если вы живете на севере Соединенных Штатов.
Объем хранилища
Небольшой (от 50 до 60 галлонов) резервуар для хранения обычно достаточно для одного-двух трех человек. Средний (80 галлонов) резервуар для хранения хорошо подходит для трех-четырех человек. Большой бак подходит для четырех-шести человек.
Для активных систем размер резервуара для хранения солнечной энергии увеличивается с размером коллектора — обычно 1,5 галлона на квадратный фут коллектора. Это помогает предотвратить перегрев системы при низком спросе на горячую воду. Некоторые эксперты предполагают, что в очень теплом солнечном климате соотношение должно быть увеличено до 2 галлонов хранения на 1 квадратный фут площади коллектора.
Прочие расчеты
Дополнительные расчеты, связанные с определением размеров вашей солнечной системы нагрева воды, включают оценку солнечного ресурса вашей строительной площадки и определение правильной ориентации и наклона солнечного коллектора. Посетите страницу солнечных водонагревателей , чтобы узнать больше об этих расчетах.
Расчет накопительного водонагревателя и теплового насоса (с баком)
Чтобы подобрать правильный размер накопительного водонагревателя для вашего дома, включая водонагреватель с тепловым насосом и баком, используйте номинал водонагревателя в течение первого часа. Рейтинг первого часа — это количество галлонов горячей воды, которое нагреватель может подать в час (начиная с бака, полного горячей воды). Это зависит от емкости бака, источника тепла (горелка или элемент) и размера горелки или элемента.
На этикетке EnergyGuide в левом верхнем углу указана оценка за первый час как «Емкость (оценка за первый час)». Федеральная торговая комиссия требует наличия этикетки EnergyGuide на всех новых обычных накопительных водонагревателях, но не на водонагревателях с тепловым насосом. В литературе по продукту от производителя также может быть указана оценка за первый час. Ищите модели водонагревателей с рейтингом первого часа, который, по крайней мере, соответствует вашему пиковому спросу (самое высокое потребление энергии в течение одного 1-часового периода для вашего дома).