Нагреватели

Типовая формула расчёта объема накопительного водонагревателя выглядит так:

Объем водонагревателя = Vq*(T3 – T1)/(T2 – T1),

где:
Vq – планируемый расход воды;
T3 – температура воды, которую необходимо получить в точке водоразбора;
T1 – температура холодной воды в трубопроводе холодного водоподвода;
T2 – температура воды, нагретой водонагревателем.

Рассмотрим достаточный объем водонагревателя на примере для семьи из двух человек, количество теплой воды – на душ, мытье посуды. Расход воды в душе в среднем составляет от 4 до 10 литров в минуту, от индивидуальных привычек и давления в системе. Средний расход принимаем — 7 л/мин.
Допустим, каждый член семьи принимает душ в течение 15 минут.

Расход теплой воды для душа = 7 х 15 х 2 = 210 литров.

Предположим, что для мытья посуды понадобится 15 минут, с расходом воды 4 литра в минуту.

Расход теплой воды для мытья посуды =15 х 4 = 60 литров .

Итого, предполагаемый расход теплой воды равен 270 литров.

Диапазон комфортной для человека температуры воды, приблизительно 30 – 40°С, принимаем 37°С (T3). Накопительные водонагреватели, в зависимости от модели могут нагревать воду до температуры 35 – 90 °С.  Обычно рекомендуют устанавливать значение терморегулятора водонагревателя приблизительно на 55 – 65 °С, из экономически оправданных норм. Для расчетов принимаем температуру T2 = 65 °С.
Предположим, что температура холодной воды, которая будет разбавлять горячую воду из накопительного водонагревателя равна 16 °С (T1).

Расчитаем объем водонагревателя = 270 х (37 – 16)/(65 – 16) = 115 литров.

1. Выбирам типовой водонагреватель из близких значений ряда объёмов: 80, 100, 120, 150 литров.
2. При необходимом расчётном объеме горячей воды не превышающем 200 литров,
рекомендуется выбрать настенные накопительных водонагревателей.
3. В случае превышения расчётного объема горячей воды 200 литров желательно
использовать напольные накопительные водонагреватели.

Выбор типового водонагревателя из близких значений ряда объёмов оказывает влияние на время ожидания в использовании и выхода на режим водонагревателя исходя из его мощности.
Оценочная формула выглядит так: Q = (m*с*dT)/t , где:
Q = требуемая мощность охлаждения/нагрева в кВт
m = масса вещества в кг
c = удельная теплоёмкость (воды = 4,2)
dT = заданная разность температур в °C
t = время охлаждения/нагрева в секундах

Время, за которое нагреется вода в водонагревателе определяют по приблизительной формуле:

t= 0,00117*V*(T2-T1)/P;
где: t – время нагрева воды, час
V – объем водонагревательного бака (л)
T2 – конечная температура воды, °С (обычно 60°C)
T1 – начальная температура воды, °С
P – электрическая мощность нагревательного элемента — ТЭНа, кВТ

Формула наглядно демонстрируе, что независимо от количества ТЭНов (тепловых нагревательных элементов) в водонагревателе — одинаковое количество воды потребет одинаковое количество мощности. Мощность же можно распределить во времни переключением ТЭНов — «эконом»режим, уменьшив нагрузку на электропроводку, снизив потери электроэнергии за счёт падения напряжения на линии.

В нашем примере, при выборе двух-ТЭНового водоподогревателя на 100 литров с мощностями 0.7 + 1.3 = 2 кВт получаем время нагрева:

1. (0.00117*100 * (65 — 16))/ 2 = 2.87 = около 2-х часов 50 минут
2. (0.00117*100 * (65 — 16))/ 1.3 = 4.41 = 4 часа 25 минут
3. (0.00117*100 * (65 — 16))/ 0.7 = 8.19 = более 8-ми часов

Соответственно последний режим»эконом»позволяет поддерживать темературу в ваше отсутствие и ночное время, средний режим мало эффективен, а интенсивный режим на два ТЭНа в вечернее время. Переключение режимов может осуществлятся автоматическими регуляторами по времени, или перепаду температур, а также ручным отключением ТЭНов. Существуют варианты последовательнопаралельного переключения ТЭНов с целью продления их срока службы, но как правило они используют ТЭНы равной мощности.