Какое количество горячей воды с температурой 80
Ответы
M1 -?
m2 = 20 кг
T1 = 80*C = 353 K
T2 = 10 *С = 283 K
T = 30*C = 303 K
W1 + W2 = W
v1RT1 + v2RT2 = vRT
m1T1 + m2T2 = (m1+m2)T
m1T1 +m2T2 = m1T+m2T
m1 (T1 – T) = m2T-m2T2
m1 = m2T-m2T2/(T1-T)
m1 = 8 кг
p.s Тут без разницы в Кельвин или в Цельсия, разность будет одна и та же, но в решениях задачах на МКТ, либо в Термодинамике нужно переводить в Кельвин
m2 = 20 кг
T1 = 80*C = 353 K
T2 = 10 *С = 283 K
T = 30*C = 303 K
W1 + W2 = W
v1RT1 + v2RT2 = vRT
m1T1 + m2T2 = (m1+m2)T
m1T1 +m2T2 = m1T+m2T
m1 (T1 – T) = m2T-m2T2
m1 = m2T-m2T2/(T1-T)
m1 = 8 кг
p.s Тут без разницы в Кельвин или в Цельсия, разность будет одна и та же, но в решениях задачах на МКТ, либо в Термодинамике нужно переводить в Кельвин
Ответ оставил Гость
M1 -?
m2 = 20 кг
T1 = 80*C = 353 K
T2 = 10 *С = 283 K
T = 30*C = 303 K
W1 + W2 = W
v1RT1 + v2RT2 = vRT
m1T1 + m2T2 = (m1+m2)T
m1T1 +m2T2 = m1T+m2T
m1 (T1 – T) = m2T-m2T2
m1 = m2T-m2T2/(T1-T)
m1 = 8 кг
p.s Тут без разницы в Кельвин или в Цельсия, разность будет одна и та же, но в решениях задачах на МКТ, либо в Термодинамике нужно переводить в Кельвин
Нельзя всё время учиться. А для развлечения мы рекомендуем вам поиграть в отличную игру:
Ответ
Проверено экспертом
Q1=cm1(t1-t2) — количество теплоты, выделившиеся при охлаждении горячей воды от t1=80 C до t2=30 C
Q2=cm2(t2-t3) — количество теплоты, сообщенное холодной воде при нагревании от t3=10 C до t2=30 C
- Комментарии (2)
- Отметить нарушение
Q1=cm1(t1-t2) — количество теплоты, выделившиеся при охлаждении горячей воды от t1=80 C до t2=30 C
Q2=cm2(t2-t3) — количество теплоты, сообщенное холодной воде при нагревании от t3=10 C до t2=30 C
Если случилось худшее: как выжить в адском холоде
- Уильям Парк
- BBC Future
Автор фото, Getty Images
Он выжил там, где пятеро его товарищей не выдержали страшного холода, он проплыл пять километров в ледяной воде, он сохранил ясность мышления в обстоятельствах, где другие срывались в панику и погибали. История этого исландского рыбака удивительна и поучительна.
Хеймаэй — самый большой и единственный постоянно обитаемый остров архипелага Вестманнаэйяр к югу от Исландии (на остальных более мелких островах если кто и живет, то это в основном птицы тупики). На самом юге острова есть небольшой мыс, скалистый выступ, выдающийся прямо в Атлантический океан. Это одно из самых ветреных мест в Европе.
Именно здесь оказался ближе к утру 12 марта 1984 года 23-летний Гудлейгур Фридторассон, когда вылез из ледяной воды и сразу поранил босые ноги осколками вулканической породы, которую скрывал снег.
Как это случилось
Фридторассон оказался в воде после того, как с его рыболовецким суденышком случилась беда.
Примерно в 10 часов вечера сети зацепились за океанское дно, и лодка перевернулась — это случилось настолько быстро, что члены экипажа не успели послать сигнал SOS.
За бортом оказались пять рыбаков. Трое сумели вскарабкаться на киль перевернутого судна, еще двое навсегда исчезли под водой.
Чтобы добраться до берега, надо было вплавь преодолеть примерно 5 километров в воде, температура которой не превышала 5-6 градусов.
Обычный человек способен выжить в такой воде около 75 минут. Чтобы преодолеть 5 километров в подобной обстановке, нужно несколько часов.
Морская вода не способна охладиться до температуры морозного воздуха, она превращается в лед примерно при -1,9 по Цельсию. В марте у берегов Исландии она как правило близка к такой температуре.
Рыбакам, цепляющимся за киль перевернутого суденышка, надо было скорее решать, что делать — их одежда промокла насквозь, ледяной холод пронизывал до костей.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Рыбаков отделяло от берега пять километров ледяной воды
Быстро поразмыслив, трое рыбаков решили плыть к берегу. Спустя всего 10 минут в живых остался только один — двое пошли ко дну.
Гудлейгуру Фридторассону понадобилось шесть часов, чтобы доплыть до берега. Как ему удалось выжить там, где погибли все его товарищи?
Критическими для рыбаков оказались первые несколько минут. Холодная вода при равной температуре забирает тепло из тела гораздо быстрее, чем холодный воздух. Те, кто сразу утонул, видимо, не смогли контролировать свое дыхание, запаниковали, глотнули воды и пошли ко дну.
Фридторассон же сумел контролировать себя. Позже он вспоминал, что пока плыл, полностью сохранял ясность сознания. Он даже в какой-то момент решил не вылезать на берег там, где были особенно неприступные скалы, а проплыл дальше, где было более удобно выйти из воды. Самообладание спасло ему жизнь.
На берегу
Ночь была ясной и холодной, температура воздуха была минус 2 градуса по Цельсию, но от сильного ветра казалось, что гораздо холоднее. Пропитанная морской водой одежда быстро замерзала на рыбаке.
Несмотря на адский холод, Фридторассон остановился, чтобы перевести дух. Перед ним оказалось нечто вроде корыта с водой, оставленного здесь для овец. Рыбак пробил сантиметровый лед и начал жадно пить.
На первый взгляд, наверное, странно, что чудом выжившему в море хотелось напиться ледяной воды. Но при температурах воздуха ниже нуля обезвоживание — известная и серьезная проблема.
Мороз высушивает воздух, и с каждым выдохом, который делал рыбак, он терял из легких необходимую организму влагу (вспомните, как наше дыхание превращается в пар на морозе).
Однако холод притупляет ощущение жажды, и из-за этого многие не понимают, что их организму нужна вода. А если вы прикладываете физические усилия к тому, чтобы не замерзнуть, это быстро ведет к обезвоживанию.
Фридторассон, к счастью, нашел питьевую воду. Однако теперь для него самой большой проблемой стала мокрая одежда. Риск гипотермии (когда температура тела падает ниже 35 градусов) был велик.
«Когда вы вылезаете из воды, влага начинает испаряться, и вам становится еще холоднее, — объясняет Майк Типтон, профессор физиологии Портсмутского университета. — Тепло быстро покидает ваше тело».
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Французский солдат растапливает снег на учениях
В нормальной ситуации вы просто разденетесь и наденете на себя сухую одежду. Когда такой одежды нет, наилучший вариант — спрятаться в большой пластиковый мешок, чтобы снизить испарительное и конвективное охлаждение.
«При температуре воздуха 4 градуса одежда, содержащая литр воды, начнет высыхать, и испарение воды приведет к понижению температуры вашего тела на 10 градусов по Цельсию, — продолжает профессор. — Если же при тех же условиях поместить человека в непродуваемый пластиковый мешок, его тело начнет подогревать воду, которой будет некуда испаряться. И температура тела снизится лишь на полградуса».
Пока Фридторассон напрягал мышцы, в его теле сохранялось тепло. Но вот он остановился — и тепло стало уходить. Пока у него оставались силы, а у его организма — калории, ему приходилось двигаться, не останавливаясь.
«Человек на холоде — совершенно необязательно замерзший человек, — подчеркивает Типтон. — Если вы двигаетесь и относительно хорошо изолированы от холода, ваше тело будет вырабатывать достаточно тепла, чтобы вы не замерзли».
«При серьезной физической нагрузке вы можете [какое-то время] находиться на морозе в шортах и футболке. Даже когда вы дрожите, это можно рассматривать как легкое физическое упражнение».
Но не всегда это возможно. Например, по словам Типтона, альпинисты под вершиной Эвереста способны делать лишь один шаг за каждые 10 секунд, поэтому сохранять тепло на больших высотах очень трудно.
В горах — еще труднее
Отчетов о скончавшихся от холода альпинистах множество. С ними при этом часто поддерживалась радиосвязь — практически до самого конца, пока они не теряли сознание.
До последнего момента у базы с ними была радиосвязь. По мере того, как женщины замерзали, их мысли становились все более спутанными, они передавали, что испытывают растущую слабость.
Ураган разорвал палатки, унёс все их вещи. Женщины умирали одна за другой. Их последними словами были такие: «Нас осталось двое… Сил больше нет… Через 15-20 минут нас не будет в живых…».
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,При серьезной физической нагрузке телу не требуется дополнительной одежды, чтобы сохранять тепло
Есть доказательства, что высокие температуры влияют на умственные способности людей, но вот с низкими — всё не так ясно.
В одном из экспериментов те, кто был погружен в воду с температурой 2-3 градуса по Цельсию на время, достаточное для того, чтобы преодолеть первоначальный шок, испытывали ослабление краткосрочной памяти, но при этом — улучшения в других областях сознания, например, во внимательности.
В другом исследовании было обнаружено, что те, кто находится на пороге гипотермии (температура их тела была понижена до 35,5 градуса), не испытывали вообще никаких проблем с когнитивными функциями.
Странные вещи, происходящие с сознанием
Похоже, наш мозг куда успешнее справляется с холодом, чем с чрезмерной жарой. Это потому, что стратегия выживания нашего организма предусматривает поддержание жизнедеятельности наиболее важных органов за счет менее важных.
Самый важный орган, разумеется, — мозг. К тому времени, как у Шатаевой и ее подруг начались проблемы с когнитивными функциями, их некоторые другие органы, скорее всего, уже отказали.
Наш организм очень хорошо умеет снижать интенсивность кровоснабжения рук и ног с помощью вазоконстрикции (сужения кровеносных сосудов) для того, чтобы поддерживать нужную температуру в самых важных органах.
Но при этом мы жертвуем теплом. Человеческие ткани замерзают при температуре -0,5 градуса по Цельсию. По мере того, как жидкость в них начинает замерзать, стенки клеток разрушаются, что ведет к некрозу, гибели клеток. Это и есть обморожение.
Между тем, когда мы находимся близко к смерти от гипотермии, с нашим сознанием происходят странные вещи. Иногда замерзающие люди ощущают жару в последние моменты жизни.
Тела некоторых замерзших были найдены частично без одежды, а то и полностью раздетыми — это феномен даже получил собственное название — «парадоксальное раздевание».
Возможно, перед самой смертью тот механизм в организме, который удерживает кровь под жировым слоем, отказывает, кровь приливает к поверхности тела, к коже, создавая ощущение жара. Человек при этом стремительно теряет огромное количество тепла. И то, что он раздевается, только ускоряет смерть.
В большинстве таких случаев (67% у мужчин и 78% у женщин) замерзшие насмерть перед этим употребляли алкоголь, который, как известно, препятствует нормальной терморегуляции организма.
В некоторых других случаях погибшие от гипотермии были найдены под кроватью или за шкафом. Несмотря на свою редкость, феномен тоже имеет свои названия — синдром «спрятаться и умереть» или даже «предсмертное зарывание».
Автор фото, Javier Hirschfeld/ Getty Images
Подпись к фото,Даже при -32 градусах по Цельсию тем, кто совершает интенсивные физические упражнения, не нужны перчатки. Но и самые теплые рукавицы смогут поддерживать тепло ваших рук максимум три часа, если вы не двигаетесь
Как и в случае с раздеванием перед смертью от холода, последние минуты погибающих отмечены спутанностью в мыслях. Например, четверть тех, кто прячется, перед этим раздеваются. Часто это люди, которые возвращаются поздно ночью домой в неподходящей для холодной ночи одежде и пьяными.
Три линии защиты от холода
Существуют три основных линии защиты от холода для тех, кто попал в экстремальную ситуацию.
«Первая линия — одежда или правильное снаряжение, вторая — укрытие, третья — огонь, — рассказывает Джесси Кребс, бывший инструктор по выживанию и спасению военно-воздушных сил США. — Люди сразу бросаются разводить огонь, не пытаясь привести в порядок одежду, и это ошибка. Если одежда не соответствует погодным условиям, то человек может просто замерзнуть, так и не успев развести огонь».
Рассмотрим ситуацию, в которую попал в конце 2019 года 30-летний искатель приключений Тайсон Стил.
Густой снег занес тот далекий лесной уголок долины Матануска-Суситна на Аляске, где стояла хижина Стила. Он спал, завернувшись в теплое одеяло, когда от крошечного уголька сначала затлела, а потом загорелась брезентовая крыша хижины.
Проснувшись от запаха дыма, Стил поспешил наружу, и в течение нескольких минут его убежище сгорело.
Так началось приключение, продлившееся три недели. До ближайшего городка было 20 миль по заснеженной тундре. На протяжении следующих 20 дней Стил был вынужден бороться за существование, надеясь, что кто-то его спасет.
Далеко уйти по глубокому снегу было невозможно, так что он решил оставаться на месте. И такой план при данных обстоятельствах был неплох. Одежда у него была, теперь надо было позаботиться об убежище.
Стилу удалось спасти от огня немного консервов и одеяла. Из того, что осталось от сгоревшей хижины, он построил убежище и зажег огонь.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Когда плохая видимость и до ближайшего жилья далеко, лучше оставаться на месте и соорудить себе убежище в глубоком снегу
И поначалу перспективы для Стила выглядели весьма оптимистично — все три линии защиты от холода присутствовали.
Рядом с убежищем он вытоптал на снегу громадное SOS и начал ждать помощи.
«Когда ты понимаешь, что спасение должно прийти, лучше вырыть яму в снегу и оставаться там, — говорит профессор Типтон. — Если ты здоров, если у тебя есть пища, если ты послал сигнал о спасении и знаешь, что за тобой придут, то лучше зарыться в снег и не пытаться идти в буран».
Пока Стил жил в своей хижине, он выходил на связь с членами семьи, постил что-то в соцсетях. Но когда он вдруг замолчал, его семья встревожилась. Именно молчание в итоге его и спасло, а не надпись SOS на снегу.
Кстати, о надписях. «Про SOS знают все, но проблема в том, что эти буквы очень изогнутые — как и все остальное в природе, — подчеркивает Кребс. — Округлые холмы, овальные озера — ваша надпись может просто потеряться среди всего этого».
В армии Кребс учили применять букву «V», когда нужна какая-то помощь в общем, и букву «X», когда необходима конкретно медицинская помощь.
Длинные прямые линии выбиваются из пейзажа. Кроме того, на их изображение на земле требуется меньше времени, чем на рисование двух изогнутых S и круглого O.
Автор фото, Alaska State Troopers
Подпись к фото,Тайсон Стил машет патрульному вертолету рядом с тем убежищем, которое он соорудил
На видео, снятом с вертолета при спасении Стила, видно, как он размахивает обеими руками, стоя рядом с SOS. И это правильно: две руки, поднятые в воздух, обычно понимают, как просьбу подобрать тебя (в отличие от одной поднятой руки — с воздуха это могут принять за приветствие).
По словам Кребс, самый эффективный способ показать, что ты в беде — это лечь на землю (если ты уверен, что пилот тебя видит). Твоя поза показывает, что ты ранен или болен и тебе нужна срочная помощь.
Среди других способов привлечь внимание — использование зеркала. Зеркала автомобиля вполне подходят, даже маленькое — с солнцезащитного козырька. При безоблачном небе отражение солнца от зеркала может привлечь к себе внимание на расстоянии до 80 км.
Еще один способ — дымовые сигналы. Влага в только что сломанных ветках и сорванных листьях придает дыму белый цвет, что особенно помогает в лесу.
Резина или автомобильные покрышки дают при горении черный дым, выделяющийся на снегу. Но, как предупреждает Кребс, дымовые сигналы могут помочь только тогда, когда в районе спасения есть воздушные суда.
Как признался позже Стил, он не проходил формальных курсов выживания, но набрался некоторого опыта, изучая ролики в YouTube (когда у него еще был доступ к интернету). Несколько спичек, свеча и немного бересты помогли ему зажечь огонь, который он использовал, чтобы сушить промокшую одежду и просто согреваться.
Быть нормально, по обстоятельствам, одетым и возможность при случае чинить одежду — это тоже очень важно для выживания, подчеркивает Кребс.
В худшем случае влажную одежду можно отжать и высушить в рыхлом снегу, который впитает часть воды.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Морозным январским утром американский военнослужащий проходит курсы выживания
Профессор Типтон считает самым большим успехом своего коллектива ученых из Портсмутского университета то, что им удалось убедить Королевскую канадскую конную полицию отказаться от дорогостоящих термозащитных одеял и приобрести дешевые, крепкие пластиковые мешки.
Одеяла не спасают от потерь тепла при испарении, они не удерживают влагу. В ситуации, когда на кон поставлена жизнь человека, простой пластиковый мешок будет куда полезнее.
Что еще помогло Фридторассону?
Итак, у Фридторассона не было никакого пластикового мешка под рукой, и на холоде морская вода быстро испарялась из его одежды. Риск того, что он просто замерзнет насмерть, был необычайно высок.
Храброму рыбаку сейчас 58 лет. Он — крупный мужчина, его рост 193 см, а вес — 125 кг (как и тогда, когда он попал в историю, о которой мы рассказываем).
Его живот опоясывает слой жира толщиной примерно в 2,5 см. Это послужило ему дополнительным утеплением, теплоизоляцией, и в то же время было важным источником энергии.
Но все равно — способность Фридторассона сохранять тепло и не замерзать исключительна. Исследователи, изучавшие рыбака вскоре после его приключения, пришли к выводу, что он смог поддерживать практически нормальную температуру тела все время, пока плыл к земле в ледяной воде.
В отличие от других выживших в экстремальных обстоятельствах, Фридторассон не стал зарабатывать деньги на своей истории. Единственным рассказом о ней стал фильм, снятый независимыми исландскими кинематографистами.
Одежда, в которой он спасся, сейчас выставлена в местном музее. Она — часть скромной экспозиции об истории рыболовецкого промысла на острове Хеймаэй.
Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.
Сколько горячей воды нужно для частного дома, дачи
Как же определить сколько горячей санитарной воды нужно для Вашего дома?
Сначала посчитайте количество водоразборных точек. При этом нужно иметь в виду, что каждая из них потребляет свое определенное количество воды (с температурой на входе в систему ГВС порядка 60-65°С). Например, раковина в ванной расходует в среднем 3-4 л/мин, душевая – 6-7 л/мин, кран на кухне – от 2 до 5 л/мин. Санузлов, кстати, может быть несколько: основной и гостевой. Если в гостевом есть и раковина, и душ, потребление воды составит около 8 л/мин. Конечно, речь идет о воде поступающей через смеситель, ведь открывается и холодный кран. Предположим, Вы хотите принять ванну. Средняя ванна имеет объем 160 л. Если Ваш бойлер настроен на температуру до 65°С, вода будет разбавляться примерно вдвое до температуры около 40°С. Следовательно, на ванну 160 л понадобиться 80 л горячей воды, затем еще душ 20-40 л, то есть во время водных процедур израсходуется 100-120 л горячей воды.
Разумеется, в течение дня вода
Примерный суточный расход горячей воды на одного человека:
Место водоразбора | Объем воды, л | Полезная температура, °С | Объем воды при температуре 60°С, л |
Кухонная мойка | 10-20 | 50 | 8-16 |
Ванна | 150-180 | 40 | 90-108 |
Душ | 30-50 | 37 | 16-27 |
Раковина | 10-15 | 37 | 5-8 |
Мойка рук | 2-5 | 37 | 1-3 |
ИТОГО | 202-270 | — | 120-162 |
Потребность в горячей воде в пересчете на одного человека л/сут.:
Потребление воды | Температура воды 60°С | Температура воды 45°С | Удельный расход электроэнергии, кВт*ч на 1 чел. |
Экономное | 10-20 | 15-30 | 0,6-1,2 |
Среднее | 20-40 | 30-60 | 1,2-2,4 |
Большое | 40-80 | 60-120 | 2,4-4,8 |
Что нужно знать о накопительных водонагревателях Atlantic: вопросы и ответы
Вопросы о компании Атлантик
Почему накопительные водонагреватели бренда Atlantic позиционируются, как французские? Ведь производитель – «Укратлантик» (Одесса)?
Одесский завод «Укратлантик» является частью концерна Atlantic Group, центральный офис которого расположен во Франции.
Какую гарантию предоставляет завод «Укратлантик» на водонагреватели Atlantic своего производства?
- Водонагреватель со стеатитовым нагревательным элементом («сухой») – гарантия 7 лет.
- Водонагреватель с медным нагревательным элементом («мокрый») – от 3 до 5 лет.
Гарантия распространяется только на водонагреватели Atlantic, установка, подключение и эксплуатация которых производились в соответствии с требованиями и рекомендациями производителя.
Какие условия должны быть соблюдены для получения права на гарантийный ремонт или замену водонагревателя?
Главное условие – это квалифицированная установка накопительного водонагревателя. Это означает, что подключение к системам водо- и электроснабжения водонагревателя, равно как и ввод его в эксплуатацию, необходимо доверить профессионалам. Также необходимо систематически производить сервисное обслуживание бойлеров.
Другие гарантийные требования указаны, как правило, в гарантийном талоне и руководстве по эксплуатации.
Вопросы о водонагревателе Атлантик
Как правильно подобрать объем водонагревателя Atlantic?
Объем накопительного водонагревателя подбирается, исходя из количества точек потребления воды. Также учитывается количество людей, которые будут этими точками пользоваться.
Могут ли водонагреватели Atlantic использоваться на производственных предприятиях, объектах общепита и сферы услуг?
При условии своевременного выполнения мероприятий по сервисному обслуживанию, вы можете купить бойлеры Atlantic и использовать для бытовых, хозяйственных, производственных и прочих нужд.
Как работает накопительный водонагреватель?
Бойлеры Atlantic, монтаж которых мы выполняем максимально быстро и профессионально, подключаются к электросети после того, как бак полностью заполнен водой.
- Нагрев воды производится до того значения температуры, которое выставлено на терморегуляторе.
- После нагрева до заданной температуры всего объема воды терморегулятор отключает подачу напряжения на нагревательный элемент.
- Если в точке раздачи воды открывается кран горячего водоснабжения, в бак вместо использованной горячей воды поступает холодная вода из водопровода. При этом забор горячей воды происходит из верхней части бака, а холодная вода поступает в нижнюю его часть.
- Холодная вода понижает общую температуру в баке. Термостат, реагируя на понижение температуры, снова начинает подавать питание на нагревательный элемент, пока вода в баке заново не прогреется до нужной температуры.
Каково устройство и принцип действия накопительного водонагревателя?
Условно все водонагреватели Atlantic, монтаж которых правильнее доверить нашим специалистам, можно разделить на два типа:
- «Сухие» – стеатитовые нагревательные элементы в колбах.
- «Мокрые» – медные нагревательные элементы без колб.
Сколько прослужит водонагреватель Atlantic?
В среднем, бойлеры Atlantic, цена которых в полной мере оправдана безупречным качеством оборудования, служат не менее 7 лет. При этом необходимо понимать, что срок службы водонагревателя напрямую зависит от качества воды и интенсивности его эксплуатации. Также огромную роль для продления срока службы Вашего бойлера играет регулярное сервисное обслуживание.
Сколько электроэнергии расходует накопительный водонагреватель?
Расход электроэнергии зависит от интенсивности водозабора и температуры поступающей холодной воды.
Комплектующие бойлера — актуальные вопросы
В чем предназначение магниевого анода, и нужно ли его периодически заменять?
Магниевый анод Atlantic нужен для того, чтобы защитить накопительный водонагреватель от коррозии, а также предотвратить образование накипи в случае использования медного «мокрого» нагревательного элемента.
При электрохимических реакция взаимодействия нескольких металлов, которые находятся в водном растворе, коррозии подвергается металл с самым низким потенциалом электродов. В случае с бойлером самый высокий потенциал – у меди, из которой сделан нагревательный элемент. Далее идет сталь (бак водонагревателя). Самый низкий потенциал – у магниевого анода. Именно он и подвергается коррозии, со временем полностью разрушаясь, а потому требует периодической замены.
Как часто нужно менять магниевый анод?
Для моделей бойлеров Atlantic N4, N4E, S3S, D400-1-M, PC, D400-2-B, F220-2E-BL, SWH частота замены анода составляет 12 месяцев при бытовом использовании, и 6 месяцев – при эксплуатации бойлера на производстве и в местах общепита.
Водонагреватели электрические Atlantic S3C, S4 CM, N3CM(E), N4C(E), D400-1-MC, VSRS, D325-BC, F220-2-EC нуждаются в замене магниевого анода каждые 24 месяца при бытовом, и 12 месяцев – при производственном использовании.
Магниевый анод включен в гарантийное обязательство?
Так как этот элемент является расходным, то гарантия на него не распространяется.
Зачем бойлеру предохранительный клапан, и почему из него периодически капает вода?
С помощью предохранительного клапана предотвращается вытекание воды из бака в случае отсутствия подачи воды в водопроводе. Также этот клапан служит для сброса давления, которое избыточно образуется в баке при нагревании, а значит – и увеличении объема воды. При достижении показателей давления в 8 Атм. из специального отверстия в клапане сбрасывается небольшое количество воды, тем самым понижается давление в баке.
Сколько воды обычно сливается из предохранительного клапана?
Количество воды зависит от давления в «холодном» стояке. Чем оно выше, тем меньше времени нужно, чтобы давление в баке достигло отметки, при которой необходим сброс воды.
Кроме того, наблюдается и зависимость от интенсивности эксплуатации бойлера. Чем чаще бойлеры Atlantic, продажа и обслуживание которых является приоритетной сферой деятельности нашей компании, работает на нагрев, тем чаше повышается давление, а значить – большее количество воды сбрасывается.
Какие модели водонагревателей накопительных Atlantic, производимых на заводе «Укратлантик», комплектуются «сухими» стеатитовыми нагревательными элементами?
Это модели с маркировкой VM##D400-2-BC (Steatite Elite) и VM##D325-2-BC (Steatite Slim). Модели MP##F220-2-EC (Vertigo Steatite), VM##S4CM (Steatite Cube) и VM#S3C (Steatite Cube) производятся на заводе Goupe Atlantic в Египте. Модели VSRS ###, ATL ### MIXTE DS PORT/DK производятся во Франции.
В чем разница между бойлерами с «мокрыми» и «сухими» нагревательными элементами?
«Сухие» нагревательные элементы размещены в специальных эмалированных колбах, поэтому они не контактируют с водой. При этом не возникает гальванических взаимодействий между стенками стального бака и нагревательным элементом (как в моделях с «мокрыми» медными нагревательными элементами), поэтому вероятность образования коррозии практически сведена к нулю.
Отметим также, что на «мокрых» нагревательных элементах со временем может образоваться налет извести и других отложений, причиной чему служат элементы и включения, находящиеся в проточной воде. Это уменьшает теплоотдачу нагревательного элемента и даже может привести к его поломке.
Водонагреватель с «мокрым» нагревательным элементом
Все накопительные водонагреватели состоят из двух баков: внутренний рабочий – стальной бак не менее 1,5 мм толщиной, и внешний бак. Между баками находится пенополиуретановая термоизоляция. В корпусе бака размещен короткий патрубок с рассекателем, подающий холодную воду, а также длинный патрубок, служащий для отбора горячей воды.
Водонагреватель с «сухим» нагревательным элементом
Электротехническая часть агрегата размещается на фланце и включает в себя:
- нагревательный элемент;
- терморегулятор;
- магниевый анод и сигнальную лампу;
Также присутствует указатель температуры для контроля нагрева воды. В комплекте поставки всех накопительных водонагревателей Atlantic должен находиться предохранительный клапан для короткого патрубка, который устанавливается при монтаже.
Чем «сухие» стеатитовые нагревательные элементы Atlantic отличаются от стальных трубчатых нагревателей, которые используются другими производителями в «сухих» моделях своих бойлеров?
Стеатит – идеальный для электротехнического оборудования природный материал. У него очень высокие физические характеристики, механическая прочность и стабильность. Выдерживает стеатит температуру свыше +1000°C, не горит и обладает отличной теплопроводностью.
В сравнении со стальными нагревателями, стеатитовые элементы имеют большую площадь теплоотдачи, что позволяет им быстрее нагревать воду. Стеатитовые нагревательные элементы разогреваются практически мгновенно и долго остывают, что благоприятно сказывается на энергоэффективности водонагревателя.
Расскажите о системе O’PRO – дополнительной защите от коррозии?
Чтобы повысить срок эффективной эксплуатации магниевых анодов в водонагревателях Atlantic с медными нагревательными элементами, была разработана система антикоррозийной защиты O’PRO.
Система O’PRO – это установленное между магниевым анодом и нагревательным элементом сопротивление 580 Ом, которое, уменьшая гальванический ток между баком водонагревателя, медным нагревательным элементом и магниевым анодом, служит дополнительной антикоррозийной защитой.
Температура воды в бойлере — часто задаваемые вопросы
Как регулируется температура воды?
В моделях где регулятор находится на передней панели, температура задается по часовой стрелке, в моделях где регулятор расположен в дне бака тепература задается против часовой стрелки.
Какое количество горячей воды выходит из бойлера при водозаборе?
В месте водозабора горячей воды из бака объем воды, которая нагрета до предельной температуры, составляет около 75% от всего объема воды в баке. Оставшиеся 25% – это вода из промежуточного слоя, в котором происходит перемешивание уже нагретой воды с поступающей холодной. Объем выходящей горячей воды зависит от ее температуры и интенсивности водозабора.
Почему зимой водонагреватели дольше нагревают воду?
Это особенность всех водонагревателей, и связана она с тем, что в холодные периоды температура входящей воды естественным образом понижается.
Какую максимальную температуру нагрева воды обеспечивает электрический водонагреватель Atlantic?
Вода нагревается в среднем до 60-70°C.
Почему указатели температуры на бойлерах Atlantic не имеют шкалы температур?
Данные указатели предназначены для того чтобы отображать состояние процесса нагрева/остывания воды, и не являются высокоточными измерительными устройствами.
Нужно ли выключать накопительный водонагреватель после каждого нагрева воды?
Бойлер Atlantic оснащен термостатом, который после достижения установленной температуры автоматически снимает напряжение с контактов, тем самым отключая водонагреватель. Поэтому делать это самостоятельно не нужно. Также автоматически терморегулятор включает бойлер после того, как температура воды в баке падает.
Осуществляя монтаж водонагревателей Atlantic, установить предохранительный клапан Atlantic необходимо в обязательном порядке. В руководстве по эксплуатации приводится изображение клапана, который идет в комплекте к вашему водонагревателю. Для отвода сбрасываемой воды используют гибкую трубку (медицинская капельница, например).
Сервис бойлеров Атлантик
Кто должен заниматься установкой водонагревателя? Нужно ли при вводе бойлера в эксплуатацию обращаться в авторизированный сервисный центр?
При условии соблюдения всех норм и требований, указанных в руководстве по подключению, монтаж накопительного водонагревателя и его ввод в эксплуатацию может быть произведен любым специалистом, имеющим достаточную квалификацию. При вводе бойлера в эксплуатацию никаких мероприятий, требующих участия специализированных служб, не предусмотрено.
Что делать в случае поломки бойлера?
Гарантийный и постгарантийный ремонт осуществляют специалисты ближайшего к Вам сервисного центра Atlantic. Диспетчер call-центра, приняв заявку, передает ее авторизованному сервис-центру, а также контролирует ее дальнейшее выполнение.
До приезда специалистов сервисного центра демонтировать бойлер Atlantic нельзя, так как в этом случае гарантийные обязательства прекращаются.
Кто должен проводить сервисное обслуживание бойлеров Atlantic?
Сервисные мероприятия должны производиться авторизованными сервисными центрами. По вопросам сервисного, гарантийного и послегарантийного обслуживания обращайтесь по телефону горячей линии 0 800 500 885.
Ответы на другие актуальные вопросы
Ответы на актуальные вопросы:Быстро заканчивается горячая вода в бойлере или он ее не греет? Капает вода из предохранительного клапана водонагревателя? Тухлый запах из водонагревателя, застоялась вода? Лампочка горит но бойлер не греет воду?
Как выбрать электронагреватель для воды: помогаем определиться с критериями
Плановое отключение горячей воды нередко застает нас врасплох. Чего уж говорить о внеплановом отключении — когда внезапно выясняется, что горячей воды нет в самый неподходящий момент (а «подходящих» моментов для таких событий, как мы знаем, не бывает в принципе).
Застраховаться от подобной неприятности можно, установив электрический нагреватель для воды. Также электрические нагреватели нередко используются в случае, если качество горячей воды оставляет желать лучшего (например, не устраивает напор воды или, скажем, у кого-то из домашних появилось раздражение кожи в ответ на состав воды).
Ну и, конечно, без электрических нагревателей не обойтись там, где горячей воды нет в принципе — например, на даче, где источником воды является колодец.
Электрический водонагреватель Bosch Tronic 1000T ES 100Давайте взглянем на наиболее распространенные типы электрических водонагревателей и определимся, как подобрать наиболее подходящую модель в зависимости от поставленных задач.
Проточные нагреватели и накопительные (бойлеры)
Основное отличие между проточными водонагревателями и накопительными (бойлерами) можно выделить уже из самого названия: проточный нагреватель нагревает воду «в режиме реального времени» — пока она проходит сквозь нагревательную систему. Накопительный — накапливает воду, нагревает ее, после чего отдает потребителю по мере необходимости.
Конструктивно накопительный водонагреватель представляет собой герметичный бак, в который автоматически подается вода из водопровода. Внутри бака находится тэн (нагревательный элемент), который доводит холодную воду до температуры, установленной с помощью панели управления, и поддерживает ее на одном уровне. Когда вода расходуется, на ее место доливается новая из водопровода.
Проточные водонагреватели выглядят куда более компактно: они представляют собой короб, под крышкой которого прячется электронагреватель. В таком нагревателе нет специального бака для хранения воды, вода нагревается непосредственно в процессе прохождения через нагревательный элемент. Такие водонагреватели часто используются в малогабаритных квартирах, где нет места для размещения бойлера, либо там, где установка бойлера нецелесообразна.
Плюсы и минусы каждого типа нагревателей
У каждого из типов водонагревателей есть свои особенности, свои плюсы и минусы. Давайте назовем наиболее важные из них.
Бойлеры
- Плюсы:
- бойлер не создает повышенной нагрузки на электросеть, поскольку его мощность в среднем существенно ниже, чем мощность проточных водонагревателей
- накопительный нагреватель способен «раздавать» горячую воду на всю квартиру (т. е. на несколько источников потребления воды — несколько кранов)
- нагретая вода будет сохранять температуру в течение некоторого времени, и воспользоваться ею можно будет даже в случае, если электричество вдруг отключили
- Минусы:
- нагрев воды не происходит мгновенно: после расхода значительной части нагретой воды (или полного опустошения бойлера) придется подождать от несколько десятков минут до 1-2 часов, пока поступившая из водопровода вода снова нагреется
- бойлер занимает немало места и весит тоже немало, поэтому для него не только нужно выделить место, но также потребуется специальный монтаж (надежное крепление и надежная стена)
- нагревательный элемент бойлера страдает от образования накипи и может потребовать очистки
Проточные нагреватели
- Плюсы:
- проточный нагреватель окажется более прост в монтаже и установке
- также он не будет занимать много места: его можно установить буквально в любом помещении
- нагрев воды окажется быстрым: достаточно открыть кран
- вода не будет застаиваться (всегда окажется свежей), ее не придется сливать в случае, если нагреватель не предполагается использовать в течение длительного времени
- Минусы:
- температура «горячей» воды оказывается ограничена мощностью прибора и зависит от температуры воды в водопроводной системе — то есть чем холоднее вода на входе, тем она холоднее и на выходе
- мощность проточного водонагревателя довольно высока, так что для его подключения в доме потребуется не только выделенная электрическая линия, но и наличие определенного запаса по мощности
- один прибор способен обслужить только одну точку набора воды, не получится использовать прибор для подачи воды на несколько кранов
Основные характеристики накопительных нагревателей (бойлеров)
Как мы уже упомянули выше, бойлер удобен в случае, если есть необходимость запасти большое количество горячей воды. К тому же, такой нагреватель станет единственным решением в случае, когда установить проточный бойлер не представляется возможным (например, из-за того, что электропроводка не справится с нагрузкой).
Одна из ключевых характеристик бойлеров — это объем. Вторая по важности — мощность, и, как следствие — время, за которое прибор сможет нагреть воду до заданной температуры. Все эти параметры можно узнать в технической документации на прибор, поэтому выбирать бойлер исключительно по внешнему виду — не лучшая идея.
Для одного человека, экономно расходующего воду, будет достаточно бойлера объемом 30 литров. Для двух человек рекомендуется обратить внимание на модели от 50 литров, для трех — от 80 литров и т. д.
Thermex ERS 80 H Silverheat объемом 80 литровНакопительный бойлер не оказывает большой нагрузки на сеть, потребляет меньше электроэнергии, а главное — не нуждается в специальном подключении, если его мощность составляет менее 3 кВт. Во многих случаях его можно включить в обычную розетку, не затрудняя себя проведением отдельной электрической линии (хотя, конечно, если установка бойлера запланирована на этапе ремонта, лучше предусмотреть возможность безопасного подключения заранее).
Установка бойлера также незамысловата: необходимо обеспечить заземление, в некоторых случаях — редуктор для компенсации повышенного давления в водопроводной магистрали, а также установить предохранительный клапан для защиты водонагревателя от излишнего давления в баке и для слива воды. Отметим, что все эти элементы, скорее всего, придется приобретать отдельно. В случае, если бойлер долго не используется, воду из него рекомендуется слить.
Бойлер устроен так, что холодная вода поступает через трубу внизу, после чего она нагревается в тэне до заданной температуры и «отдается» сверху. Температура воды, поступающей из бака, оказывается стабильной. Нагреватель такого типа самостоятельно выключается при нагревании воды до нужной температуры, и включается снова при ее остывании.
Большую роль играет теплоизоляция прибора — от этого зависит, как скоро потребуется подогревать остывшую воду.
Современные бойлеры могут управляться механическим способом (такое решение наиболее простое) либо электронным — с возможностью «умного» регулирования управления нагревом, автоматического включения и отключения и т. п.
Водонагреватель накопительный Ariston Velis PW 50 литровДолговечность работы бойлера зависит от ряда конструктивных особенностей. В первую очередь это, конечно, материал, из которого сделана внутренняя емкость нагревателя. Наиболее простые бойлеры сделаны из металла, другие могут иметь защитное эмалированное покрытие. Для защиты применяется и стеклокерамика. «Слабым» местом у многих бойлеров является сварной шов — именно в этом месте нередко случаются протечки. Увы, но сделать прогнозы относительно надежности этого элемента соединения вряд ли возможно: при выборе той или иной модели приходится руководствоваться личным опытом либо отзывами пользователей, которые уже приобрели такой бойлер ранее.
Нагреватель у бойлера состоит из, собственно, тэна и термостата, отвечающего за контроль температуры. Тэн может быть как открытым (и непосредственно контактировать с водой), так и закрытым (защищенным от контакта с водой). Их также иногда называют «мокрым» и «сухим».
Открытый тэн обеспечит высокую скорость нагрева воды, окажется доступным по цене, а также зачастую является универсальным и подойдет для разных моделей бойлеров. Зато на нем образуется накипь, а следовательно — он потребует периодической чистки или замены.
Закрытый тэн обеспечит более долгий срок работы и является более безопасным в том, что касается потенциальной опасности поражения током (например, в случае, если бойлер потек). Такой тэн оказывается помещен в специальную колбу, заполненную кварцевым песком или маслом. Закрытый тэн имеет больший эксплуатационный срок, но и существенно повышает стоимость водонагревателя.
Термостат позволяет бойлеру автоматически включаться и отключаться. На передней панели иногда можно увидеть датчик нагрева воды. Он бывает электронный или механический (в виде стрелки). Таким образом всегда можно узнать, какова температура воды внутри бойлера.
Важным элементом бойлера является магниевый анод — штырь из металла с нанесенным сплавом магния. Этот элемент защищает другие детали бойлера, беря на себя основной «удар» при борьбе с некачественной водой — он нейтрализует воду, забирая в себя соли и преобразует налет в мягкую накипь. В противном случае накипь оседала бы на тэне.
Магниевый анодПри эксплуатации бойлера от 15 месяцев следует извлечь анод и проверить его на износ. После этого срока эксплуатации анод, вероятно, будет достаточно сильно изношен и его следует заменить. Отметим, что, как правило, аноды выпущенные для одной модели бойлера не подойдут для другой модели. «Мокрый» медный тэн — это что-то наподобие кипятильника, он быстро покрывается накипью, понижающей его теплопроводность.
Нагревательный элемент в комплекте с анодомНаконец, упомянем о существовании компактных безнапорных бойлеров небольшого объема (например, 5 литров). Такие накопительные водонагреватели в большинстве случаев нужны для систем, где вода подается с помощью насосов по мере включения (например, в дачном доме). То есть давление воды внутри бака не превышает внешнего атмосферного давления. Такой бойлер монтируется непосредственно под раковиной и без труда способен обеспечить теплой водой одну точку.
Основные характеристики проточных нагревателей
Как мы уже говорили, проточные электрические нагреватели гораздо компактнее бойлеров, однако их мощность окажется существенно выше. А следовательно — для их установки нужно провести отдельную электрическую линию, а также установить отдельный автомат. Ну а во многих домах и квартирах (там, где нет достаточного запаса по входной мощности) установить подобный нагреватель и вовсе не представляется целесообразным: в худшем случае он будет «выбивать пробки», в лучшем — сможет работать лишь при отсутствии другой нагрузки (т. е. при выключенных чайниках и прочих мощных электроприборах).
Электрический проточный водонагреватель Eldom Betta 6,5 кВтПринцип эксплуатации проточных водонагревателей сводится к омыванию тэна тонкими струями, которые успевают нагреться до требуемой температуры. Электрические проточные водонагреватели производят горячую воду в неограниченном объеме и доводят её до горячего состояния практически сразу после включения. Реальный опыт эксплуатации показывает, что для обеспечения горячей водой не более двух точек (к примеру, кухня и душ) вариант проточного типа окажется наиболее простым решением (конечно, если нет цели сэкономить на расходе электричества). Однако для нормальной работы необходим достаточный напор — не менее 0,4 атм. Для бытовых нужд на кухне достаточно 3—6 кВт мощности, а для душа и ванн лучше ориентироваться на 8—11 кВт.
В отличии от накопительных нагревателей (бойлеров), которые работают от обычной однофазной электросети в 220 В и 230 В, многие проточные водонагреватели (особенно модели, мощность которых превышает 8 кВт), допускают подключение к сетям 220/380 В. При возможности более благоприятным будет выбор трехфазного напряжения, в котором нагрузка равномерно распределяется на три фазы.
Основные характеристики проточных нагревателей, таким образом, это мощность и объем воды, который прибор способен прогреть за единицу времени. Этот параметр указывается в документации и выглядит как параметр типа «4 литра в минуту». Второй важный параметр — максимальная температура воды, которую может выдать прибор. Этот параметр также указан в инструкции (как правило, он не превышает 60 градусов).
Многие нагреватели при этом оснащены ограничителем потока, не позволяющего подать слишком много воды (чтобы прибор успевал нагревать воду). Но при слабом напоре такой ограничитель может стать причиной несрабатывания датчика потока, активирующего нагрев. А следовательно — при покупке такого устройства будет нелишним проверить, соответствует ли напор воды в водопроводе установленным нормам. Возможно, придется установить дополнительный насос.
Электрический проточный водонагреватель Atlantic Ivory IV202 5,5 кВтНаконец, упомянем, что проточные нагреватели, как и бойлеры, могут быть оснащены электронной системой управления, существенно повышающей комфорт от эксплуатации устройства и позволяющей гораздо более точно регулировать параметры работы прибора.
Выводы
В целом выбрать электрический нагреватель для дома или дачи довольно легко. Дело в том, что выбор во многом оказывается ограничен такими параметрами, как способ подачи воды (центральное водоснабжение или насос), давление (напор) воды в трубах и возможности электрической сети. Многие приборы автоматически не подойдут по тем или иным параметрам (окажутся слишком мощными либо потребуют проведения трудоемких подготовительных работ).
Не удивительно, что многие останавливают свой выбор на самом простом решении, требующем минимум усилий при подключении — установке обычного накопительного нагревателя-бойлера подходящего объема. Проточные нагреватели пользуются куда меньшей популярностью (во многом из-за повышенной нагрузки на электрическую сеть). Однако в случае, когда установка нагревателя планируется на стадии ремонта, именно они могут оказаться оптимальным решением, поскольку позволяют получить горячую воду сразу же, без предварительного ожидания.
Расчет времени нагрева, температуры смешанной воды и мощности водонагревателя
Цены на водонагреватели в нашем каталоге
Простой прикидочный расчет объема
Формула расчета времени нагрева
Формула расчета количества и температуры смешанной воды
Расчет мощности водонагревателя
Водонагреватели объемом от 5 до 1000 литров позволяет решить практически любую задачу по обеспечению человека горячей водой.
При подборе накопительного прибора исходят из пиковой (максимальной) потребности в горячей воде. Итак, типичный пример. Семья из трех человек хочет приобрести накопительный водонагреватель на время отключения горячей воды. Какого объема выбрать прибор?
Простой прикидочный расчет объема
Как правило, наибольшее количество воды тратится при принятии душа. В среднем, за один сеанс, расход составляет 60 литров воды при температуре 38-40°С. Этого хватает примерно на 10 минут полноценного душа. Соответственно, если три человека, захотят принять водные процедуры друг за другом, им понадобится 180 литров теплой воды. Если учесть, что температура нагрева воды в водонагревателе составляет 60°С, её придется разбавить. Разбавив горячую воду из водонагревателя холодной получаем объем теплой воды в два раза больший, чем было горячей в водонагревателе. Получается, что нам понадобится 180:2= 90 литров горячей воды. Прибавляя к 90 литрам еще 10% для обеспечения водой хозяйственных нужд (помыть посуду и т.д.), мы получаем оптимальную емкость равную 100 литрам.
Конечно, если планируется принимать ванну, то количество воды нужно расчитывать, исходя из заполняемого объема ванны.
Если между сеансами быдет перерыв, то можно обойтись и более компактным прибором литров на 30, так как нагрев такого объема при мощности 2 кВт длится примерно 1 час, то соответственно через данный промежуток времени можно принять душ не боясь, что теплая вода внезапно кончится.
Для точного расчета можно применить следующие формулы:
Формула расчета времени нагрева
t = (m ∙ c ∙ ∆ϑ) / (P ∙ η)
t — время нагрева в часах
c = 1,163 (Ватт/час) / (кг ∙ К)
m — количество воды в кг
P — мощность в Вт
η — КПД
∆ϑ — разность температур в К (ϑ1 — ϑ2)
ϑ1 — температура холодной воды в °C
ϑ2 — температура горячей воды в °C
Формула расчета количества и температуры смешанной воды
mсмеш=(m2 ∙(ϑ2— ϑ1))/(ϑсмеш — ϑ1) ϑсмеш = (m1 ∙ ϑ1 + m2 ∙ ϑ2) / (m1 + m2)
mсмеш — количество смешанной воды в кг
m2 — количество горячей воды в кг
ϑсмеш — температура смешанной воды в °С
ϑ1 — температура холодной воды в °C
m1 — количество холодной воды в кг
ϑ2 — температура горячей воды в °C
Пример: Сколько смешанной воды при температуре ϑсмеш 40°C получится при добавлении холодной воды ϑ1 10°C к 80 кг горячей воды ϑ2 55°C?
mсмеш = 80 ∙ (55-10) / (40 — 10) = 120 кг = 120 л
Пример: Какова будет температура воды при смешивании 80 кг воды (m2) при температуре ϑ2 55°C с 40 кг воды (m1) при температуре ϑ1 10°C?
ϑсмеш = (40 ∙ 10 + 80 ∙ 55) / (40 + 80) = 40°С
Расчет мощности водонагревателя
Время нагрева воды в накопительном водонагревателе напрямую зависит от мощности нагревательного элемента. В комбинированных водонагревателях основным нагревательным элементом является теплообменник, подключенный к системе отопления частного дома. А ТЭН используется для компенсации тепловых потерь при длительном отсутствии разбора горячей воды, так как тепловая мощность теплообменника значительно больше тепловой мощности ТЭНа.
Прибегнув к уже упоминавшейся формуле, мы можем сравнить время нагрева прибора объемом 120 литров при работе ТЭНа мощностью 2 кВт или теплообменника мощностью 8 кВт (значение верно при температуре воды в системе отопления +80°С). Температура горячей воды 55°С, температура холодной воды +10°С.
t = m · c · ∆ϑ / P · η
t = 120 · 1.163 · 45 / (2000 · 0.98) = 192 мин > 48 мин = 120 · 1.163 · 45 / (8000 · 0.98)
Для удобства можно воспользоваться следующей таблицей.
Источник: teplo-spb.ru
Теплоаккумулятор с функцией ГВС – обеспечение ГВС при помощи теплоаккумулятора.
НЕЧАЯННАЯ РАДОСТЬЕсли вашему дому (производству, магазину, складу) не посчастливилось быть подключенным к централизованному горячему водоснабжению, то есть масса способов справиться с этим неудобством. Водонагреватели проточные, накопительные, косвенные, электрические и газовые – на рынке всегда найдется подходящий вариант и мы уже не мало материалов посвятили теме выбора способа приготовления горячей воды для бытовых нужд. Сегодня в центре нашего внимания способ для «продвинутых» пользователей– обеспечение ГВС при помощи теплоаккумулятора.
Бак или змеевик
Конечно, основное предназначение теплоаккумулятора в другом: накапливать тепло, чтобы максимально эффективно использовать имеющийся источник тепла. Но продвинутые умы решили, что этого недостаточно, и с бочки, наполненной горячим теплоносителем, можно получить дополнительный бонус. Так в теплонакопителе помимо основного бака появился бак для приготовления горячей воды. В бак для ГВС, который расположен внутри основной емкости с горячим теплоносителем, подается холодная бытовая вода, которая нагревается за счет температуры теплоносителя нагревается. В ассортиментном ряду ЭВАН теплонакопители с баком для ГВС представлены теплонакопителем BUZ. В моделях BUZ …-92 в бак ГВС подведен ещё и змеевик, что позволяет нагревать бытовую воду не только за счет энергии теплоносителя в баке, но и за счет подключения дополнительного источника энергии. Наиболее распространенное использование такого решения – подключение к змеевику бака ГВС солнечного коллектора. Однако, на усмотрение владельца, источник может быть любым.
Теплоаккумулятор с функцией ГВС, реализованной по принципу «бак в баке», не единственное возможное решение. «ЭВАН» предлагает приборы, где для приготовления горячей воды используются змеевики. В змеевик ГВС, расположенный внутри бака аккумулятора, подается холодная бытовая вода, которая, проходя по змеевику, также нагревается за счет саккумулированного в баке горячего теплоносителя. Оборудованные змеевиками ГВС теплонакопители могут вырабатывать горячую воду в режиме проточного водонагревателя. По такому принципу сконструированы теплонакопители OVALI, GTV и GTV Teknik. Производительность змеевиков варьируется от 20 до 150 литров в минуту. Под заказ можно установить змеевики разной мощности в разные модели. Чтобы обеспечить высокую мощность и скорость нагрева, модели OVALI и GTV Teknik оборудованы двумя змеевиками, которые могут соединяться последовательно – первый, так называемый змеевик преднагрева, расположен в нижней части бака. Второй – в верхней.
Плюс-минус дельта
У любого способа водонагрева есть свои плюсы и минусы. Посмотрим, чего больше при приготовлении горячей воды при помощи теплонакопителя.
Первый и на наш взгляд единственный минус заключается в ограниченной температурной дельте, на которую можно нагреть в оду. Дельта эта обычно не превышает45°С, то есть, получить кипяток не получится. Это является некоторым ограничением, особенно если речь идет о приготовлении горячей воды для техпроцессов, где требуются высокие температурные параметры. В большинстве же случаев, в частности, для бытового использования, температуры получаемой горячей воды – 40-60°С — вполне достаточно.
Преимущество, как ни удивительно, тоже в дельте! Но другой – в разнице между температурой теплоносителя в баке и бытовой воды в змеевике. Она, эта дельта, практически постоянна, и, следовательно, постоянна мощность и производительность змеевика (при условии дозарядки бака необходимой мощностью от внешнего источника тепла). Для сравнения в косвенных водонагревателях картина совсем иная. Там конструктивно всё наоборот: в змеевике — теплоноситель, в баке — бытовая вода. Когда в баке вода холодная, разница температур воды и теплоносителя большая, нагрев происходит быстро и с высокой мощностью. Но по мере роста температуры воды в баке, мощность нагрева снижается в разы. Подробно мы писали об этом в предыдущем номере нашего журнала. Так вот, теплонакопитель со змеевиком ГВС этого недостатка лишен. Его мощность и производительность стабильна, и для ряда проектов это предпочтительно.
В обход ограничений
Но основное преимущество приготовления горячей воды теплонакопителем со змеевиком ГВС состоит в гибкости этого решения. Увы, действительность такова, что выбирать прибор для ГВС зачастую приходится при наличии каких-либо ограничений. Например, для работы проточного электроводонагревателя нужна большая электрическая мощность, которая не всегда имеется на объекте. Накопительные водонагреватели требуют наличия достаточного места, а мощность установленных в них ТЭНов чаще всего невелика. С одной стороны это помогает обойти имеющиеся ограничения по мощности, но с другой, снижается скорость нагрева.
Линейка теплонакопителей со змеевиками ГВС позволяет сделать выбор с учетом существующих ограничений. Например, если имеющейся мощности недостаточно, то компенсировать это можно, установив теплонакопитель большого объема. За счет большого количества саккумулированной энергии можно получить большой объем горячей воды. И наоборот, если мощности достаточно, то можно работать с аккумулятором маленькой емкости, не теряя при этом в производительности ГВС.
Нагляднее всего это проиллюстрирует расчет. Для упрощения примем, что теплонакопитель работает только на приготовление ГВС.
Если мы хотим нагреть холодную бытовую воды до 40С, то 500-литровый бак, наполненный теплоносителем температурой 80С, способен передать для нагрева воды количество энергии, определяемой по формуле
Q=m*c*ΔT=500*0,001163*(80-40)=23,26 кВт•ч, где
m – масса воды; в нашем примере m=500 кг.
c –удельная теплоемкость воды; величина постоянная, с =0,001163
ΔT – разница температур; в данном случае, это разница между температурой теплоносителя и температурой, до которой мы хотим нагреть воду.
Если теплонакопитель оснащен змеевиком производительностью 25 л/мин, а холодная вода нагревается с 5 до 40 градусов, то по этой же формуле можно определить, какое количество энергии будет потреблять змеевик для нагрева воды в минуту.
Q=25*0,001163*(40-5)=1,02 кВт•мин
Соответственно, без подзарядки теплонакопитель сможет выдавать 40-градусную воду в течение 23 минут (23,26/1,02), таким образом выработка ГВС составит 575 литров. После этого потребуется зарядка акуумулятора.
Понятно, что чем больше емкость теплонакопителя, то тем больше тепла он способен аккумулировать. Если же объем бака невелик, то понадобиться более частая подзарядка. Но зато при наличии достаточной мощности отопительного прибора в аккумулятор емкостью всего 500 литров можно установить змеевик, производительностью 100 литров в минуту и вырабатывать 6000 литров горячей воды в час. Отличная альтернатива мощным проточным водонагревателям.В активе аккумуляторов есть ещё один плюс, присущий также и косвенникам – это энергетическая универсальность. Они могут работать с любым доступным источником тепла, а также допоснащаться ТЭНами. Причем, в случае с теплонакопителем ТЭН страхует не только систему ГВС, но и систему отопления. По сути, теплонакопитель с ТЭНом может заменить резервный электрокотел. ТЭНы аккумулятора, в отличие от накопительных и косвенных водонагревателей, находятся в теплоносителе, т.е. в более щадящей среде и, соответственно, служат дольше, чем ТЭНы водонагревателей, контактирующие с бытовой водой.
Змеевики, установленные в аккумуляторах ассортиментной линейки «ЭВАН», съемные, на фланце. Это позволяет их легко почистить (например раствором 1/10 обычной лимонной кислоты) и даже, при необходимости, заменить. Так как по ним течет обычная вода, порой достаточно жесткая, эта возможность очень важна и существенно продлевает срок службы прибора.
Лидер универсальности и многофункциональности– теплоаккумулятор GTV Teknik. Из всего модельного ряда теплонакопителей NIBE этот прибор выделяется своей способностью работать с большим количеством самых различных источников тепла, в том числе и энергосберегающих, таких как тепловые насосы и солнечные коллекторы. Возможность одновременного подключения до 3 источников тепла делает этот прибор особенно востребованным в гибридных системах отопления. Помимо этого GTV Teknik оснащен змеевиками ГВС, позволяющими производить до 25 литров горячей воды в минуту. А это по сути 2-3 одновременно работающих душа.
Хотите узнать больше — смотрите видеообзор устройства GTV Teknik на нашем канале YouTube-канале ЭВАН NIBE.
Определение размеров нового водонагревателя
Водонагреватель подходящего размера удовлетворит потребности вашего дома в горячей воде, работая при этом более эффективно. Поэтому перед покупкой водонагревателя убедитесь, что он подходящего размера.
Здесь вы найдете информацию о том, как определить размеры этих систем:
- Бесконтактные водонагреватели или водонагреватели по запросу
- Солнечная водонагревательная система
- Накопительные водонагреватели и водонагреватели с тепловым насосом (с баком).
Для определения размеров комбинированных систем водяного отопления и отопления помещений, в том числе некоторых систем с тепловыми насосами, безбаковых змеевиков и косвенных водонагревателей, проконсультируйтесь с квалифицированным подрядчиком.
Если вы еще не решили, какой тип водонагревателя лучше всего подходит для вашего дома, узнайте больше о выборе нового водонагревателя.
Определение размеров водонагревателей без резервуаров или водонагревателей по запросу
Водонагреватели без резервуаров или водонагреватели по запросу рассчитаны на максимальное повышение температуры, возможное при заданном расходе. Следовательно, чтобы определить размер водонагревателя по запросу, вам необходимо определить скорость потока и повышение температуры, необходимое для его применения (весь дом или удаленное приложение, например, просто ванная) в вашем доме.
Сначала укажите количество устройств для горячей воды, которые вы планируете использовать одновременно. Затем сложите их скорости потока (галлонов в минуту). Это желаемый расход для водонагревателя по запросу. Например, предположим, что вы ожидаете одновременного использования крана горячей воды с расходом 0,75 галлона (2,84 литра) в минуту и насадки для душа с расходом 2,5 галлона (9,46 литра) в минуту. Расход воды через водонагреватель по запросу должен быть не менее 3,25 галлона (12.3 литра) в минуту. Для уменьшения расхода установите арматуру на слабый расход воды.
Чтобы определить повышение температуры, вычтите температуру входящей воды из желаемой выходной температуры. Если вы не знаете иное, предположите, что температура входящей воды составляет 50ºF (10ºC). В большинстве случаев вам нужно нагреть воду до 120ºF (49ºC). В этом примере вам понадобится водонагреватель по запросу, который повышает температуру на 70ºF (39ºC) для большинства применений. В посудомоечных машинах без внутреннего нагревателя и в других подобных устройствах вам может потребоваться нагреть воду до 140ºF (60ºC).В этом случае вам потребуется повышение температуры на 90ºF (50ºC).
Водонагреватели, пользующиеся наибольшим спросом, рассчитаны на различные температуры на входе. Как правило, повышение температуры воды на 70ºF (39ºC) возможно при расходе 5 галлонов в минуту через газовые водонагреватели и 2 галлона в минуту через электрические. Более высокая скорость потока или более низкая температура на входе иногда могут снизить температуру воды в самом дальнем кране. Некоторые типы безбаквальных водонагревателей имеют термостатическое управление; они могут изменять свою температуру на выходе в зависимости от расхода воды и температуры на входе.
Расчет солнечной системы водяного отопления
Расчет солнечной водонагревательной системы в основном включает определение общей площади коллектора и объема хранилища, которые вам понадобятся для удовлетворения 90–100% потребностей вашего домохозяйства в горячей воде в летний период. Подрядчики солнечной системы используют рабочие листы и компьютерные программы для определения системных требований и размеров коллектора.
Коллекторная площадь
Подрядчики обычно следуют норме около 20 квадратных футов (2 квадратных метра) коллекторной площади для каждого из первых двух членов семьи.На каждого дополнительного человека добавляйте 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 хранения
Небольшого (от 50 до 60 галлонов) резервуара для хранения обычно достаточно для одного-двух-трех человек. Средний (80 галлонов) резервуар для хранения хорошо подходит для трех-четырех человек. Большой резервуар подходит для четырех-шести человек.
Для активных систем размер солнечного резервуара увеличивается с размером коллектора — обычно 1.5 галлонов на квадратный фут коллектора. Это помогает предотвратить перегрев системы при низкой потребности в горячей воде. В очень теплом, солнечном климате некоторые эксперты предлагают увеличить это соотношение до 2 галлонов хранилища на 1 квадратный фут площади коллектора.
Другие расчеты
Дополнительные расчеты, связанные с определением размеров вашей солнечной системы водяного отопления, 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.
Определение размеров водонагревателей накопительного и теплового насоса (с баком)Для правильного определения размеров накопительного водонагревателя для вашего дома, включая водонагреватель с тепловым насосом с баком, используйте номинал первого часа водонагревателя. Рейтинг за первый час — это количество галлонов горячей воды, которое водонагреватель может подавать 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 рейтинг первого часа указан в верхнем левом углу как «Емкость (оценка за первый час)». Федеральная торговая комиссия требует наличия этикетки EnergyGuide на всех новых обычных водонагревателях, но не на водонагревателях с тепловым насосом. В документации производителя также может быть указана оценка за первый час. Ищите модели водонагревателей с рейтингом в первый час, который соответствует в пределах 1 или 2 галлона вашей потребности в час пик — дневной пиковой потребности в горячей воде для вашего дома за 1 час.
Чтобы оценить вашу потребность в час пик:
- Определите, в какое время дня (утро, полдень, вечер) вы используете больше всего горячей воды в своем доме. Помните о количестве людей, живущих в вашем доме.
- Используйте таблицу ниже, чтобы оценить максимальное использование горячей воды в течение этого одного часа дня — это ваша потребность в час пик. Примечание: таблица не оценивает общее ежедневное потребление горячей воды.
Пример рабочего листа показывает общую потребность в 36 галлонов в час пик.Следовательно, этому домашнему хозяйству потребуется модель водонагревателя с мощностью от 34 до 38 галлонов в первый час.
Использование | Среднее количество галлонов горячей воды за одно использование | Время использования в течение 1 часа | Галлонов, используемых за 1 час | ||
---|---|---|---|---|---|
Душ | 10 | × | = | ||
Бритье (.05 галлонов в минуту) | 2 | × | = | ||
Мытье посуды вручную или приготовление пищи (2 галлона в минуту) | 4 | × | = | ||
Автоматическая посудомоечная машина | 6 | × | = | ||
Стиральная машина | 7 | × | = | ||
Общая максимальная нагрузка в час | = |
3 душа | 10 | × | 3 | = | 30 |
1 побрить | 2 | 1 | = | 2 | |
1 мытье посуды вручную | 4 | × | 1 | = | 4 |
Пиковая нагрузка в час | = | 36 |
На основе информации из калькулятора затрат на энергию Федеральной программы управления энергетикой.
* Приведенная выше таблица основана на стандартном использовании без каких-либо мер по экономии воды.
Найдите свой размер за считанные минуты
«Эй! Слишком холодно, нужен новый водонагреватель! Холодный душ! »
«Наш водонагреватель без бака все еще в порядке. Я тоже просто пользуюсь посудомоечной машиной. Сожалею!»
Вы когда-нибудь попадали в такую ситуацию? Вы, вероятно, неправильно рассчитали свой водонагреватель без резервуара. Ой!
Вот что вам следовало сделать…
Чтобы определить размер водонагревателя без резервуара, найдите целевое повышение температуры : целевую температуру воды минус температуру грунтовых вод .Суммируйте расход горячей воды ваших водозаборных устройств. Затем найдите водонагреватель с характеристиками, которые соответствуют или превышают превышение температуры и расход , которые вам нужны.
Не совсем понял?
Не волнуйтесь. Я помогу вам все рассчитать на ходу. Читай дальше.
Как определить размер водонагревателя без резервуара?
Бесконтактный водонагреватель — это устройство, которое нагревает воду напрямую, не накапливая воду в баке.Вот почему он называется безбаккерный .
Прежде чем тратить деньги на новую модель, нужно правильно ее подобрать. (В противном случае у вас могут возникнуть проблемы. Как и выше!)
Чтобы определить размер водонагревателя без резервуара, вам необходимо знать 3 вещи :
- Температура подземных вод . Это температура воды, поступающей в водонагреватель.
- Целевая температура воды . (Температура воды на выходе из нагревателя.)
- Расход горячей воды . Это относится к тому, как быстро нагретая вода течет к вашим душевым лейкам и кранам.
Я уверен, что вы лучше поймете это на примере.
Пример: определение размеров водонагревателя без резервуара
Давайте рассмотрим шаг за шагом.
(Всего 5 шагов. Я проведу вас через все. Сохраняйте хладнокровие! )
1. Знайте температуру грунтовых вод
.Допустим, вы живете в холодном регионе. температура грунтовых вод в вашем месте составляет 45 градусов по Фаренгейту.
Это число показывает, насколько теплые или холодные у вас грунтовые воды. Без обогревателя вы будете мыть руки или принимать душ при такой температуре.
(Представьте 45 градусов по Фаренгейту, это примерно 7 градусов по Цельсию. И это определенно холодно!)
Кстати, если вы находитесь в США и не знаете свою среднюю температуру грунтовых вод ° С, карта ниже должна помочь.
Карта температуры подземных вод в США. Источник: Rinnai America Corporation.
Хотите купить новый безрезервуарный обогреватель? Ознакомьтесь с нашим руководством по лучшим электрическим водонагревателям без резервуаров
2. Знайте свою целевую температуру воды
.Эта часть довольно проста. Единственным основанием для вас будет ваше собственное предпочтение.
То есть… насколько теплой должна быть вода?
Конечно, вам захочется принять удобную теплую ванну, скажем, при 105 градусах.Это ваша целевая температура воды .
Обратите внимание на это число, пока мы попытаемся выполнить некоторые вычисления ниже.
3. Знать повышение температуры
.Ваши числа были 45 градусов по Фаренгейту (из Шага №1) и 105 градусов по Фаренгейту (из Шага №2).
105 — 45 = 60.
Это 60 градусов повышения температуры . Обратите внимание, как мы получили этот результат благодаря первым двум факторам, о которых я говорил вам ранее.
Для вашего удобства напишу по буквам…
Повышение температуры — это просто разница в между целевой температурой воды и температурой грунтовых вод.
Это повышение температуры также известно как ΔT (читай: дельта T).
Чем больше поднимется температура, тем тяжелее будет работать водонагреватель.
Опять какой был ваш номер?
ΔT = 60 градусов по Фаренгейту.
А как мы получили это число?
ΔT = целевая температура воды — температура грунтовых вод.
А что дальше?
4. Знать общий
расход горячей воды .Чтобы быть конкретным, вам потребуется скорость потока для каждого из ваших приспособлений. Дома у вас может быть:
- Душевая лейка
- Смеситель
- Стиральная машина
У каждого свой расход.
Все, что нам нужно сделать сейчас, это просуммировать расход этих приспособлений .
Чтобы помочь вам, я приготовил простую таблицу.Он покажет вам средний расход для каждого типа приспособлений.
Примечание : галлонов в минуту означает «галлоны в минуту». Это единица измерения расхода горячей воды .
Допустим (еще раз), что у вас есть следующие приспособления:
- A (стандартная) насадка для душа (2 галлона в минуту)
- Смеситель (1 галлон в минуту)
- Стиральная машина A (стандартная) (2,5 галлона в минуту)
Сложите все, и вы получите 5.5 галлонов в минуту.
5,5 галлона в минуту — это ваш общий расход горячей воды .
5. Знайте характеристики своего идеального водонагревателя без резервуара.
Эта часть должна быть легкой, так как у вас уже есть свои числа.
Резюме:
- Повышение температуры, ΔT = 60 градусов по Фаренгейту.
- Общий расход горячей воды = 5,5 галлонов в минуту.
И это все, что вам действительно нужно знать. Теперь.
Типичный водонагреватель без резервуара дает вам следующие оценки:
- 8 галлонов в минуту при подъеме на 40 ° F
- 7 галлонов в минуту при нарастании 50 ° F
- 6 галлонов в минуту при нарастании 60 ° F
- 5 галлонов в минуту при подъеме 70 ° F
Заметили там узор?
Чем больше повышение температуры, тем ниже номинальная пропускная способность водонагревателя .
Примечание. Это номинал на этикетке водонагревателя. Не ставка, которую вы рассчитали ранее.
Давайте возьмем эти числа, например: 8,4 галлона в минуту при подъеме на 40 ° F.
Это означает, что водонагреватель может подавать вам 8,4 галлона горячей воды в минуту . Это , если вам нужно только поднять температуру воды , скажем, с 45 ° (температура грунтовых вод) до плюс 40 градусов , то есть до 95 ° F.
Но если вы хотите принять такую комфортную температуру в ванне — теплый душ 105 ° F — необходимое повышение температуры составит 60 ° F (то, что мы вычисляли ранее). С этим на выше потребность в тепле, ваш водонагреватель может дать вам только до 5,6 галлонов горячей воды в минуту.
ПОДОЖДИТЕ. Как мы пришли к этому числу?
Совершенно верно! Установленные параметры водонагревателя. Характеристики !
Вы видите…
Чем выше потребность в отоплении, тем меньше галлонов горячей воды в минуту для вас.
Теперь , как вам размер безрезервуарный водонагреватель? Простой.
- Возьмите повышение температуры и расход горячей воды .
- Найдите водонагреватель без бака, соответствующий этим числам.
- Или найдите лучше безрезервуарный водонагреватель. Модель с более высокими рейтингами, поэтому у вас будет дополнительных на случай, если вам понадобится горячей воды, или вам нужно использовать еще светильников одновременно !
Electric vs.Бесконтактные водонагреватели с пропаном
Ключевое решение для любого водонагревателя без бака — пропан или электрический.
В конце концов, вам нужен водонагреватель, который нагревает воду, не съедая ваши деньги!
Итак, какой тип водонагревателя без бака лучше?
Короче говоря, электрические водонагреватели без бака дешевле, эффективнее, проще в эксплуатации и обслуживании. С другой стороны, пропановый водонагреватель без бака обеспечивает гораздо большую мощность нагрева, чем электрический.
Сравним подробнее.
Бюджет
Электрический водонагреватель без резервуара обычно на дешевле, чем на пропановый водонагреватель без резервуара.
Некоторые газовые модели стоят около 1000 долларов и более. Для сравнения уже можно получить качественный электрический водонагреватель за полцены.
Тепловой КПД
Кроме того, большинство электрических водонагревателей без резервуаров имеют термическую эффективность на 99%.
Для сравнения, безбаковые водонагреватели, работающие на газе, имеют тепловой КПД в лучшем случае от 80 до 85%.
Простота установки
Как правило, установка безбаквальных водонагревателей на пропане может быть немного сложнее.
Электрические модели намного менее сложные . Обычно они меньше. И они не требуют вентиляции, потому что нет горения газа.
Операционные расходы
Эффективность имеет большое значение, когда речь идет о расчетах эксплуатационных расходов. Как я уже говорил вам ранее, электрические водонагреватели имеют более высокий тепловой КПД.Они должны быть дешевле, чтобы использовать в долгосрочной перспективе .
В некоторых регионах также невероятно высокие цены на газ. Если это ваш случай, то электрический водонагреватель может лучше помочь вам с вашими счетами.
Производительность
Если честно, то газовый безбаковый водонагреватель мог бы быть более мощным.
Обычно газовые водонагреватели могут подавать больше горячей воды (выше 8 галлонов в минуту), чем электрические. Конечно, вы все еще можете найти электрические обогреватели с таким рейтингом, но они могут быть немного дороже.
Тем не менее, вы можете использовать пропановый водонагреватель без резервуара, если вас около 10 человек дома. И если у вас более высокие потребности в отоплении.
Техническое обслуживание
Как правило, если что-то сложно установить, его также сложно поддерживать.
И это касается безрезервуарных водонагревателей. Газовые обогреватели обычно сложнее обслуживать, чем электрические модели.
Подводя итоги, я думаю, что безбаквальные электрические водонагреватели являются явным победителем здесь .В некоторых случаях пропановый водонагреватель без бака может быть лучше . Однако, скорее всего, это только в том случае, если у вас есть дополнительные БОЛЬШИЕ потребности в отоплении.
Водонагреватели всего дома и точки использования
Что делать, если у вас много приборов, требующих воды? А что, если вы живете в огромном доме с несколькими душевыми на нескольких этажах?
Стоит ли покупать водонагреватель для всего дома / централизованный? Тот, который может удовлетворить все ваши потребности в нагреве воды дома?
Или было бы лучше иметь несколько водонагревателей на месте использования? То есть водонагреватели, которые расположены непосредственно там, где вы используете горячую воду?
Я действительно не хочу вас перегружать, поэтому позвольте мне накрыть еще один стол.
Водонагреватель | Весь дом | Tankless |
---|---|---|
Кол-во | 1 на весь дом | 1 на каждый: душ, прачечная, кухня) |
Расположение | Подвал / гараж | Внутри комнаты |
Установка | Сложно | Легче |
Начальная стоимость | Умеренная | Низкая для одного, больше для многих. |
Подача горячей воды | Может отставать | Мгновенно |
В конце концов, все может зависеть от типа коммунальных услуг, которые есть у вас дома. В США большинство домов спроектировано для использования централизованной системы водяного отопления.
В Европе, Азии и Великобритании довольно часто можно встретить безбаковые водонагреватели, работающие на месте использования. Вы также можете увидеть их в квартирах или кондоминиумах, особенно в душевых, где водяное отопление по требованию совершенно необходимо.
Каковы плюсы и минусы безбаквальных водонагревателей?
Не уверены, что получаете водонагреватель без резервуара?
Позвольте мне составить вам краткий список. Я имею в виду, два. Один для плюсов и один для минусов.
Примечание: Я буду говорить о безбаквальных водонагревателях в целом. И я буду сравнивать с обычным водонагревателем — тем, который использует резервуар (также известный как резервуарный водонагреватель).
Плюсы проточного водонагревателя
- Высокоэффективный
- Экономит ваши деньги со временем
- Обычно экологически чистый
- Более длительный срок службы (сколько времени см. В следующем разделе)
- Компактность (без бака!)
- Подходит для мгновенного использования по требованию
Минусы проточного водонагревателя
- Обычно дороже для нескольких единиц
- Установка может быть дорогостоящей, если вы заменяете им накопительный водонагреватель.
- Может не справиться с одновременным потреблением горячей воды (при неправильном размере!)
Как долго прослужит безрезервуарный водонагреватель?
Быстрый ответ: около 20 лет.Некоторые выживают до 30 лет.
Это вдвое больше обычного срока службы водонагревателя с накопительным баком.
Ну, все водонагреватели подвержены износу.
Если у вас в вашем регионе «жесткая вода», это может сократить срок службы вашего водонагревателя.
Как установить безбаковый водонагреватель?
Электрические и газовые водонагреватели безбакерные устанавливаются по-разному.
Позвольте мне описать шаги для этих двух типов.
Важно! Хотя следующие шаги по установке кажутся довольно простыми, все же лучше обратиться за помощью к профессионалу.Это , а не для неопытных.
В конце концов, это всего лишь наброски, не относящиеся к деталям вашего дома И модели вашего водонагревателя.
Установка электрического водонагревателя без резервуара
Вот как это должен делать профессионал. Эксперт будет:
- Выключить выключатели (все задействованные).
- Закройте главный водопровод.
- Слейте воду из старого водонагревателя, если есть. (А затем отключите его.)
- Снимите винты и снимите переднюю крышку нового блока.
- Прикрепите блок к стене.
- Подключите агрегат к водопроводу. (Лучше также установить запорный клапан, специально предназначенный для вашего нового обогревателя. Плюс, клапан сброса температуры и давления. Об этом должны знать лицензированные профессионалы!)
- Откройте выпускные отверстия для горячей воды, чтобы удалить воздух из водонагревателя и труб.
- Проверьте водопроводные соединения на предмет утечек.
- Закройте все розетки.
- Выполните электрические соединения и перепроверьте.
- Прикрепите переднюю крышку устройства.
- Включите автоматические выключатели.
- Включите водонагреватель и настройте предпочтения нагрева (скажем, желаемую температуру).
- Попробуйте открыть кран с горячей водой. Затем отрегулируйте настройки обогревателя так, как вам нужно!
Установка газового водонагревателя без бака
Опять же, следующие шаги дадут вам только подсказку.
Помните, установка газобаллонного водонагревателя немного сложнее. Пожалуйста, , обратитесь за помощью к профессиональному установщику газобаллонных водонагревателей, чтобы он сделал это за вас.
Как бы то ни было, вот как обычно бывает. И это будет для вас более короткий список .
Лицензированный профессиональный установщик:
- Снимите старый водонагреватель, если он есть.
- Установить новую газовую магистраль.
- Добавить новые водные линии.
- Установите новый водонагреватель.
- Подключите водонагреватель к газовой и водяной магистралям.
- Установите вентиляционное отверстие.
- Включите водонагреватель.
Простой? Для лицензированного эксперта да.
Заключение
Определение размеров безрезервуарного водонагревателя было лишь первым шагом.
Я был почти уверен, что вам также нужно немного больше информации о безрезервуарных водонагревателях, прежде чем вы решите купить новый. Вот почему мы провели здесь еще несколько минут вместе!
(Спасибо, что прочитали полностью!)
Что ж, надеюсь, теперь вы взволнованы возможностью поработать над некоторыми числами самостоятельно.Помните, что вам понадобится всего 3 вещи, чтобы получить правильный размер для безрезервуарного водонагревателя.
(1) Ваша темп. Грунтовых вод . (2) Ваш идеальная температура горячей воды . И (3) сумма номинальных значений галлонов в минуту / расхода горячей воды ваших водопроводных устройств.
Готовы принять более теплый душ? Надеюсь, я оказал вам всю необходимую помощь.
Спасибо за чтение и надеюсь, что у вас отличный день!
— Крейг
Home »Вода» Определение размеров безрезервуарного водонагревателя: найдите свой размер за считанные минуты
Конечная температура после смешивания двух количеств воды
Конечная температура после смешивания двух количеств водыКаковы конечные результаты температуры при смешивании двух образцов воды?
Перейти к смешиванию двух количеств воды: задачи 1-10
Перейти к расчету конечной температуры при смешивании воды и куска металла
Рабочий лист № 2
Назад в меню термохимии
Пример 1: Определите конечную температуру, когда 32.2 г воды при 14,9 ° C смешиваются с 32,2 г воды при 46,8 ° C.
Это задача 8a из рабочего листа №2.
Сначала обсуждение, затем решение. Простите меня, если пункты кажутся очевидными:
1) Более холодная вода нагреется (в нее «перетекает» тепловая энергия). Более теплая вода остывает (из нее «течет» тепловая энергия).
2) Вся смесь будет наматываться при температуре ТО ЖЕ . Это очень и очень важно.
3) Энергия, которая «вытекла» (из более теплой воды) равна энергии, которая «втекала» (в более холодную воду).
Проблема этого типа становится немного сложнее, если речь идет о смене фазы.В этом примере нет изменения фазы. Это означает, что будет задействовано только уравнение теплоемкости.
Ключевой элемент решения номер один: Мы начинаем с определения конечной конечной температуры «х». Имейте в виду, что ОБЕ пробы воды будут иметь температуру, которую мы называем «х». Также убедитесь, что вы понимаете, что мы используем «x» НЕ Δt, а температуру FINAL . Это то, что мы решаем.
Более теплая вода опускается с до 46.8 к x, поэтому это означает, что его Δt равно 46,8 — x. Более холодная вода нагревается, поэтому ее Δt равно x — 14,9.
Этот последний абзац может немного сбивать с толку, поэтому давайте сравним его с числовой строкой:
Для вычисления абсолютного расстояния это большее значение минус меньшее, поэтому от 46,8 до x равно 46,8 — x, а расстояние от x до 14,9 равно x — 14,9.
Эти два расстояния на числовой прямой представляют два наших значения Δt:
а) Δt более теплой воды 46.8 минус х
б) Δt более холодной воды x минус 14,9
Ключевой номер решения № 2: количество энергии, выходящей из теплой воды, равно количеству энергии, уходящей в холодную воду. Это означает:
q потеря = q прибыль
Однако:
q = (масса) (Δt) (C p )
Итак:
(масса) (Δt) (C p ) = (масса) (Δt) (C p )
При q потеряно с левой стороны и q прирост с правой стороны.
Подставляя значения в вышеприведенное, мы получаем:
(32,2) (46,8 — x) (4,184) = (32,2) (x — 14,9) (4,184)
Решить относительно x
Пример № 2: Определите конечную температуру, когда 45,0 г воды при 20,0 ° C смешиваются с 22,3 г воды при 85,0 ° C.
Решение:
Мы начинаем с того, что называем конечную конечную температуру «х». Имейте в виду, что ОБЕ пробы воды будут иметь температуру, которую мы называем «х».Также убедитесь, что вы понимаете, что мы используем «x» НЕ Δt, а температуру FINAL . Это то, что мы решаем.
Более теплая вода опускается с 85,0 до x, это означает, что ее Δt равно 85,0 минус x. Температура более холодной воды повышается (с 20,0 до конечной температуры), поэтому ее Δt равно x минус 14,9.
Этот последний абзац может немного сбивать с толку, поэтому давайте сравним его с числовой строкой:
Чтобы вычислить абсолютное расстояние, это большее значение минус меньшее значение, поэтому 85.От 0 до x составляет 85,0 — x, а расстояние от x (большее значение) до 20,0 (меньшее значение) составляет x — 20,0.
Количество энергии, выходящей из теплой воды, равно количеству энергии, уходящей в холодную воду. Это означает:
q потеря = q прибыль
Итак, подстановкой мы получаем:
(22,3) (85,0 — x) (4,184) = (45,0) (x — 20,0) (4,184)
Решить относительно x
Пример № 3: Определите конечную температуру при 30.0 г воды при 8,00 ° C смешивается с 60,0 г воды при 28,2 ° C.
Решение:
(60,0) (28,2 — x) (4,184) = (30,0) (x — 8,00) (4,184)
Пример № 4: Образец метанола массой 29,5 г при 208,9 К смешивают с 54,3 г метанола при 302,3 К. Рассчитайте конечную температуру смеси, предполагая, что тепло не теряется в контейнерах и окружающей среде. Удельная теплоемкость метанола составляет 2,53 Дж · г ¯ 1 K ¯ 1
Решение:
Пусть конечная температура будет ‘x.Таким образом, Δt для более теплого метанола будет «302,3 — x», а для более холодного метанола — «x — 208,9». Помните, что «x» — это конечная температура, она ниже, чем у более теплого метанола, и выше, чем у более холодного метанола.
Помните:
(1) (масса) (Δt) (C p ) = (масса) (Δt) (C p )(2) q потеряно слева; q усиление справа.
Подставляя и решая, получаем:
(29,5) (х — 208.9) (2,53) = (54,3) (302,3 — х) (2,53)29,5x — 6162,55 = 16414,89 — 54,3x
83,8x = 22577,44
x = 269,4 К
В случае, если вы не уверены, что случилось с 2,53, я сначала просто разделил обе стороны на 2,53.
Пример № 5: Лист никеля массой 10,0 г и при температуре 18,0 ° C помещают плашмя на лист железа весом 20,0 г и при температуре 55,6 ° C. Какова конечная температура соединенных металлов? Предположим, что в окружающую среду не теряется тепло.
Решение:
Эта задача требует от нас определения теплоемкости никеля и железа. Для этого мы воспользуемся этим сайтом. Приведены значения соответственно 0,54 Дж ¯ 1 ° C ¯ 1 и 0,46 Дж g ¯ 1 ° C ¯ 1
Обратите внимание, что единицы измерения на месте — кДж кг ¯ 1 K ¯ 1 . Кроме того, обратите внимание, что я написал J g ¯ 1 ° C ¯ 1 . Также обратите внимание, что нет числовой разницы при использовании любой единицы удельной теплоемкости (единицы кДж или единицы Дж).Другими словами:
один кДж кг ¯ 1 K ¯ 1 = один Дж г ¯ 1 ° C ¯ 1
Левый блок одобрен ИЮПАК; тот, который находится справа, наиболее часто используется.
К решению:
q потеря = q прибыль
Следовательно:
(20,0) (55,6 — x) (0,46) = (10,0) (x — 18,0) (0,54)9,2 (55,6 — х) = 5,4 (х — 18)
511,52 — 9,2x = 5,4x — 97.2
14,6x = 608,72
x = 41,7 ° С
Пример № 6: 10,0 г пара при 100 ° C смешивают с 50,0 г льда. Какова конечная температура 60,0 г жидкой воды?
Решение:
1) Прежде чем приступить к цифрам, подумайте, что происходит:
Энергия высвобождается, когда:пар конденсируется
горячая вода остываетЭнергия поглощается, когда:
лед тает
холодная вода нагреваетсяЭти два количества энергии равны друг другу:
(пар конденсируется) + (горячая вода остывает) = (лед тает) + (холодная вода нагревается)С каждой из этих четырех частей будет связано вычисление.
2) Вот они:
пар конденсируется (10,0 г) (2259 Дж / г) горячая вода остывает (10,0 г) (100 — x) (4,184 Дж / г ° C) лед тает (50,0 г) (334 Дж / г) холодная вода нагревается (50,0 г) (x — 0) (4,184 Дж / г ° C)
3) Решаемая установка:
[(10,0 г) (2259 Дж / г)] + [(10.0 г) (100 — x) (4,184 Дж / г ° C)] = [(50,0 г) (334 Дж / г)] + [(50,0 г) (x — 0) (4,184 Дж / г ° C)]22590 + 4184 — 41,84x = 16700 + 209,2x
251,04x = 10074
x = 40,1 ° C
Пример № 7: Сколько граммов льда при -17,0 ° C нужно добавить к 741 грамму воды, которая изначально имеет температуру 70,0 ° C, чтобы получить воду с конечной температурой 12,0 ° C?
Предположим, что в окружающую среду не теряется тепло и что емкость имеет незначительную массу.Удельная теплоемкость жидкой воды составляет 4184 Дж / кг ° C, а льда — 2000 Дж / кг ° C. Для воды нормальная температура плавления составляет 0,0 ° C, а теплота плавления составляет 334 x 10 9 1061 3 9 1062 Дж / кг.
Решение:
1) Сколько энергии теряет 70,0 ° C при охлаждении до 12,0 ° C?
q = (4184 Дж / кг ° C) (0,741 кг) (58,0 ° C)q = 173619.264 Дж
2) Лед, поглощающий энергию, будет делать три вещи:
(а) прогрев от −17 до 0
(б) расплав
(в) разогреть (в виде жидкости) от 0 до 12
3) С каждым из этих трех изменений связан расчет:
(а) q = (x) (17.0 ° C) (2000. Дж / кг ° C)
(б) q = (334 x 10 9 · 1061 3 9 · 1062 Дж / кг) (x)
(c) q = (x) (12,0 ° C) (4184. Дж / кг ° C)
4) Сумма этих трех вычислений составляет 173619,264 Дж:
173619,264 Дж = [(x) (17,0 ° C) (2000. Дж / кг ° C)] + [334 x 10 3 Дж / кг) (x)] + [(x) (12,0 ° C) (4184. Дж / кг ° C)]173619,264 Дж = [(34000 Дж / кг) (x)] + [(334000 Дж / кг) (x)] + [(50208 Дж / кг) (x)]
(418208 Дж / кг) (x) = 173619,264 Дж
x = 173619,264 Дж / (418208 Дж / кг)
х = 0.415 кг = 415 г
Пример № 8: Предположим, 45,0 граммов воды при 85,0 ° C добавлено к 105,0 граммам льда при 0,0 ° C. Молярная теплота плавления воды составляет 6,02 кДж / моль, а удельная теплоемкость воды составляет 4,184 Дж / г ¯ 1 ° C ¯ 1 . На основании этих данных:
(а) Какая будет конечная температура смеси?
(б) Сколько граммов льда растает?
Решение:
1) Определите, сколько энергии теряет 45.0 граммов воды при охлаждении до нуля по Цельсию:
q = (45,0 г) (85,0 ° C) (4,184 Дж г ¯ 1 ° C ¯ 1 )q = 16003,8 Дж
2) Определите энергию, необходимую для растопления всех 105,0 граммов льда:
q = (105,0 г / 18,015 г / моль) (6020 Дж / моль)q = 35087,43 Дж
3) Теплая вода не дает достаточно энергии, чтобы растопить весь лед. Определим, сколько льда растает к 16003,8 Дж:
16003.8 Дж = (x / 18,015 г / моль) (6020 Дж / моль)х = 47,9 г
4) Поскольку лед остается в контакте с жидкой водой, конечная температура смеси будет равна нулю градусов Цельсия.
Пример № 9: Предположим, 145,0 граммов воды при 85,0 ° C добавлено к 105,0 граммам льда при 0,0 ° C. Молярная теплота плавления воды составляет 6,02 кДж / моль, а удельная теплоемкость воды составляет 4,184 Дж / г ¯ 1 ° C ¯ 1 . На основании этих данных:
(а) Какая будет конечная температура смеси?
(б) Сколько граммов льда растает?Решение:
1) Определите, сколько энергии теряет 145.0 граммов воды при охлаждении до нуля по Цельсию:
q = (145,0 г) (85,0 ° C) (4,184 Дж г ¯ 1 ° C ¯ 1 )q = 51567,8 Дж
2) Определите энергию, необходимую для растопления всех 105,0 граммов льда:
q = (105,0 г / 18,015 г / моль) (6020 Дж / моль)q = 35087,43 Дж
3) Теплая вода дает более чем достаточно энергии, чтобы растопить весь лед (есть ответ на часть б). Сколько энергии осталось:
51567.8 Дж — 35087,43 Дж = 16480,37 Дж4) Теперь у нас есть 250,0 г (145,0 + 105,0) жидкой воды при нуле Цельсия, и мы собираемся добавить 16480,37 Дж. Какая температура получается?
16480,37 Дж = (250,0 г) (Δt) (4,184 Дж г ¯ 1 ° C ¯ 1 )Δt = 15,8 ° C (до трех знаков)
Так как вода начиналась с нуля, 15,8 ° C — это температура всего количества воды в конце. Это ответ на часть а.
5) Эту задачу также можно решить с помощью одного большого уравнения:
тепло, используемое для таяния льда + тепло, используемое для повышения температуры = тепло, теряемое теплой водой[(105.0 г / 18,015 г / моль) (6020 Дж / моль)] + [(105,0 г) (x — 0 ° C) (4,184 Дж г ¯ 1 ° C ¯ 1 )] = [(145,0 г) (85,0 ° C — x) (4,184 Дж · г ¯ 1 ° C ¯ 1 )]
35087,43 Дж + [(439,32 Дж ° C ¯ 1 ) (x)] = [(606,68 Дж ° C ¯ 1 ) (85,0 ° C — x)]
35087,43 Дж + [(439,32 Дж ° C ¯ 1 ) (x)] = 51567,8 Дж — [(606,68 Дж ° C ¯ 1 ) (x)]
(1046 Дж ° C ¯ 1 ) (x) = 16480,37 Дж
x = 15,8 ° C
Пример 10: 40.0 граммов льда при -11,0 ° C помещают в 295 г воды при 25,0 ° C. Предполагая, что энергия не передается в окружающую среду или из нее, рассчитайте конечную температуру воды после таяния всего льда.
Теплоемкость H 2 O (s) = 37,3 Дж / (моль K)
Теплоемкость H 2 O (ℓ) = 75,3 Дж / (моль K)
Энтальпия плавления H 2 O (s) = 6,02 кДж / мольРешение:
1) Вот что делает лед:
(а) нагревается от −11 до нуля (37.3 Дж / (моль К) здесь участвует)
(b) он плавится, оставаясь на нуле (здесь задействовано 6,02 кДж / моль)
(c) он нагревается от нуля до некоторой неизвестной температуры (здесь задействовано 75,3 Дж / (моль К))2) Настройки для трех вышеперечисленных:
q a = (40 г / 18,0 г / моль) (11 ° C) (37,3 Дж / (моль K)) = 911,78 Джq b = (40 г / 18,0 г / моль) (6,02 кДж / моль) = 13,378 кДж = 13378 Дж
q c = (40 г / 18,0 г / моль) (x) (75,3 Дж / (моль K) 3) 295 г воды остынут с 25 до конечной температуры, которая является неизвестным «х».
q d = (295 г / 18.0 г / моль) (25 — x) (75,3 Дж / (моль K)4) Установите q a + q b + q c равным q d и решите относительно x:
911,78 J + 13378 J + (40 г / 18,0 г / моль) (x) (75,3 Дж / (моль K) = (295 г / 18,0 г / моль) (25 — x) (75,3 Дж / (моль K) )14289,78 + 167,33x = 30852,08 — 1234,08x
1401,41x = 16562,3
x = 11,8 ° С
5) Видите, что на 11 ° C выше? Он отменяется со всеми значениями K. Это потому, что это разница в одиннадцать градусов, а величина в один градус Цельсия равна величине в один градус Кельвина.Не добавляйте 273 ко всем различным K в задаче.
Дополнительный пример № 1: 100,0 мл воды первоначально имели температуру 60,1 ° C. После добавления льда конечная температура составляла 1,9 ° C, а конечный объем 171,0 мл. Рассчитайте молярную энтальпию плавления льда.
Решение:
1) Теплая вода потеряла немного энергии. Давайте посчитаем эту сумму:
q = (100 г) (58,2 ° C) (4,184 Дж г ¯ 1 ° C ¯ 1 )q = 24350.88 Дж
2) Эта энергия сделала две вещи:
1) растопил 70 г льда2) поднял 70 г жидкой воды с 0 до 1,9
3) Я собираюсь подсчитать, сколько энергии задействовано во втором:
q = (71 г) (1,9 ° C) (4,184 Дж г ¯ 1 ° C ¯ 1 )q = 564,4216 Дж
4) Эта энергия не растопила лед, поэтому давайте избавимся от нее:
24350,88 — 564,4216 = 23786,4584 Дж5) Теперь для молярной энтальпии:
23.7864584 кДж / (71 г / 18,015 г / моль) = 6,04 кДж / моль (для трех сигнатур)Дополнительный пример № 2: 50,0 г метанола (CH 3 OH) при 42,0 ° C смешивают с 375 г воды при 10,0 ° C. Какова конечная температура смеси?
Решение:
1) Мы смотрим на точку кипения метанола и находим, что она равна 64,7 ° C. Поскольку и метанол, и вода остаются жидкостями, в расчетах будет учитываться только удельная теплоемкость жидкости:
метанол —> 79.9 Дж / (моль К)
вода —> 4,184 Дж / (г · К)Обратите внимание, что я намеренно указал удельную температуру в разных единицах измерения.
2) Единицы измерения для всех значений ДОЛЖНЫ быть одинаковыми. Поменяю воду:
4,184 Дж 18,015 г ––––––– х ––––––– = 75,37476 Дж / (моль К) г К моль 3) Тепло, теряемое более теплым метанолом, полностью идет на нагрев более холодной воды без потерь для окружающей среды:
q метанол = q вода(моль) (темп.изменение) (удельная теплоемкость) = (моль) (изменение температуры) (удельная теплоемкость)
(50,0 г / 32,04 г / моль) (42,0 — x) (79,9 Дж / (моль K)) = (375 г / 18,015 г / моль) (x — 10) (75,37476 Дж / (моль K))
5236,89369 — 124,687945x = 1569x — 1569
20926,89369 = 1693,687945x
x = 12,4 ° C
4) Предположим, я изменил значение метанола:
79,9 Дж 1 моль ––––––– х ––––––– = 2.49376 Дж / (г · К) моль К 32,04 г 5) И решите:
(масса) (изменение температуры) (удельная теплоемкость) = (масса) (изменение температуры) (удельная теплоемкость)(50,0 г) (42,0 — x) (2,49376 Дж / (г K)) = (375 г) (x — 10) (4,184 Дж / (г K))
5236,896 — 124,688x = 1569x — 15690
Это тот же результат, что и на шаге 3 выше.
6) В приведенных выше расчетах единицами измерения температуры являются градусы Цельсия, в то время как градусы Кельвина участвуют в теплоемкости.Эти единицы будут отменены, потому что это изменения температуры, а не измерения заданной температуры.
Конечным результатом является то, что вы получите значение Кельвина, соответствующее 12,4 ° C, если вы выполните расчет с помощью Кельвина:
(50,0 г) (315 — x) (2,49376 Дж / (г K)) = (375 г) (x — 283) (4,184 Дж / (г K))39276,72 — 124,688x = 1569x — 444027
483303,72 = 1693,688x
х = 285,3558 К
Что составляет 12,4 ° C при изменении на градусы Цельсия и округлении.
Перейти к смешиванию двух количеств воды: задачи 1-10
Перейти к расчету конечной температуры при смешивании воды и куска металла
Назад в меню термохимии
Рабочий лист № 2
Каково среднее время зарядки водонагревателя? — Сантехника Red Cap
Если вам интересно, сколько времени потребуется вашему водонагревателю для повторного нагрева после того, как вода иссякнет, ответ:
Это зависит от множества различных факторов, включая:
- Размер водонагревателя
- «Рейтинг за первый час»
- Тип топлива
- «Повышение температуры»
Но, чтобы помочь вам ответить на этот вопрос, мы перечислили среднее время восстановления водонагревателя ниже:
В среднем 80 галлонов газовый бак для нагрева воды занимает 60-70 минут нагревается
В среднем 80 галлонов электрический бак водонагревателя занимает около 2 часов для нагрева
* Эти числа предполагают, что температура поступающей воды составляет около 62 °.
Судя по этим числам, ваш водонагреватель слишком долго нагревается? Не волнуйся. Мы объясним некоторые проблемы, которые могут привести к чрезмерно долгому времени восстановления водонагревателя, и расскажем, что нужно делать, чтобы решить эту проблему.
Но сначала давайте кратко рассмотрим факторы, определяющие время восстановления водонагревателя.
Нужен профессионал, чтобы определить, почему водонагреватель так долго восстанавливается? Просто свяжитесь с нами.
Некоторые факторы, влияющие на время нагрева водонагревателя
1.Размер водонагревателя
Как это влияет на время восстановления: Чем больше размер водонагревателя, тем дольше он нагревается.
Традиционные водонагреватели с резервуаром имеют размер в зависимости от того, сколько галлонов горячей воды они могут вместить одновременно. Диапазон большинства бытовых водонагревателей составляет от 20 до 100+ галлонов. И чем больше галлонов воды вмещает водонагреватель, тем больше времени потребуется горелкам / нагревательным элементам, чтобы нагреть воду.
2. Рейтинг первого часа (FHR)
Как это влияет на время восстановления : Чем выше рейтинг первого часа, тем меньше времени требуется водонагревателю, чтобы нагреть всю воду.
Рейтинг первого часа водонагревателя в основном показывает, сколько галлонов воды устройство может подать за один час, начиная с полного резервуара горячей воды.
3. Тип топлива
Как это влияет на время восстановления : Электрические водонагреватели нагревают воду примерно в два раза дольше, чем газовые.
Газовые водонагреватели во всех отношениях намного быстрее нагревают воду, чем электрические водонагреватели. Это потому, что газовые горелки в газовом водонагревателе могут достигать гораздо более высокой температуры, чем катушки электрического сопротивления в электрическом водонагревателе.
4. Повышение температуры
Как это влияет на время восстановления: Чем выше повышение температуры, тем дольше время восстановления вашего водонагревателя.
«Повышение температуры» просто означает разницу между температурой поступающей воды и температурой, до которой вы хотите ее нагреть.
Итак, расчет повышения температуры будет выглядеть примерно так:
Желаемая температура горячей воды — Температура воды на входе = Повышение температуры
Температура воды на входе через U.S. Source
Итак, если вы домовладелец в Тампе, температура вашей поступающей воды (согласно карте выше) составляет около 72 °. Итак, допустим, вы предпочитаете, чтобы температура горячей воды была около 120 °. Ваша температура повысится на 48 ° (120 ° — 72 ° = 48 °).
Обычно, чем больше разница между температурой поступающей воды и заданной температурой вашего водонагревателя, тем больше время восстановления.
Итак, теперь, когда у вас есть лучшее представление о том, какие факторы влияют на время восстановления вашего водонагревателя, давайте рассмотрим некоторые проблемы , которые могут привести к тому, что вашему водонагревателю потребуется больше времени для восстановления .
Если ваш водонагреватель внезапно нагревается намного дольше …
… у вас, скорее всего, скопилось осадка .
Накопление отложений происходит, когда растворенные в воде минералы (кальций и магний) оседают на поверхности внутри водонагревателя. Со временем это создает толстый слой осадка, который может ограничить способность водонагревателя нагревать воду.
И поскольку в Тампе «жесткая» вода (то есть вода с большим количеством растворенных минералов), в водонагревателях в этом районе быстро накапливается осадок (особенно если ваш водонагреватель не обслуживается регулярно).
Признаки накопления отложений в водонагревателе:
- Водонагреватель издает хлопок / стук / шипение
- Счета за электроэнергию выше обычного
- У вас заканчивается горячая вода быстрее, чем раньше
Что делать:
Попросите профессионала проверить ваш водонагреватель. Они подтвердят, является ли накопление осадка вашей проблемой.
Если это так, они промоют ваш водонагреватель, чтобы избавиться от отложений.
Другие проблемы, из-за которых водонагреватель может внезапно нагреться намного дольше, включают сломанный термостат, сломанную погружную трубку или неисправные горелки / нагревательные элементы . К сожалению, для ремонта именно этих водонагревателей вам понадобится профессионал.
Если у вашего водонагревателя всегда было ненормально долгое время восстановления …
… у вас, скорее всего, есть водонагреватель, который слишком мал для ваших нужд.
Если ваш водонагреватель слишком мал для ваших потребностей в горячей воде, вполне вероятно, что вы набираете слишком много горячей воды из резервуара, что быстро истощает запас горячей воды.А поскольку резервуар слишком мал, вы, вероятно, продолжаете набирать горячую воду, а это значит, что резервуар никогда не сможет наверстать упущенное и полностью восстановиться.
Что делать:
Попросите профессионала проверить ваш водонагреватель. Они определят, не окажется ли водонагреватель слишком маленьким для ваших нужд. Если это так, они также порекомендуют водонагреватель более подходящего размера для вашей семьи и предоставят расценки на замену водонагревателя.
Еще одна проблема, которую может проверить сантехник, — это неправильно установленный водонагреватель .Например, если техник, установивший устройство, включил автоматические выключатели электрического водонагревателя до того, как резервуар был заполнен водой, нагревательные элементы могли перегреться, что ограничило его способность быстро нагревать воду.
Нужна помощь сантехника из Тампы?
Температура стиральной машины — Speed Queen
Выбор горячей или холодной воды для стирки, или что-то среднее междуПрачечная — вещь довольно простая. Вы сортируете свою одежду на аккуратные маленькие (или большие) груды белья темных, светлых, белых и других цветов и бросаете их в стиральную машину.Затем вы начинаете выбирать температуру стиральной машины: горячая, теплая или холодная. Не вызывает ли у вас недоумение выбор температуры стирки?
И имеет ли значение ваш выбор? Краткий ответ — да!
Как выбрать лучшую температуру для стирки одеждыВ зависимости от типа одежды ткань и цвет определяют температуру стиральной машины. Прежде чем приступить к загрузке, прочтите этикетку на одежде.Это просто, но невероятно важно, потому что это самый простой способ определить, какая температура будет наиболее благоприятной для вашей одежды.
Чтобы убедиться, что вода в стиральной машине действительно холодная, теплая или горячая, нужно проверять уровень воды с помощью термометра для конфет, когда она выходит из машины. Температура горячей воды обычно составляет около 130 градусов по Фаренгейту или выше. Температура от 90 до 110 градусов считается теплой водой. А температура воды от 60 до 80 градусов — холодная. Если у вас холодная вода ниже 60, она, скорее всего, слишком холодная для хорошей стирки одежды.
Правильная температура стиральной машины поможет вашему стиральному средству работать более эффективно и продлить срок службы одежды. Вот несколько важных советов, которые помогут вам выбрать температуру стирки.
Стирка одежды в горячей водеЕсли у вас сильно загрязненная одежда, горячая вода лучше удаляет грязь, чем любая другая температура. И это работает для большинства предметов, но не для всех. В инструкциях по стирке белой одежды часто рекомендуется использовать горячую воду, особенно при стирке нижнего белья и постельного белья.Почему? Потому что горячая вода необходима для эффективной дезинфекции кухонных полотенец, мочалок, постельного белья и подгузников.
Но убедитесь, что вы держите белые цвета вместе, а светлые цвета отделены от темных, иначе цвета могут перетекать друг в друга.
Стирка одежды в теплой водеДля большинства видов стирки , лучшая температура для стирки — теплая. Лучше всего стирать цветную одежду в теплой воде. И это будет верно во многих случаях, независимо от типа ткани, а также от того, насколько светлая или темная одежда.Смесь горячей и холодной воды — это хороший баланс между очищающей способностью и уменьшением усадки, складок и выцветания. Вы можете стирать как натуральные волокна, такие как хлопок (включая джинсовую ткань), так и синтетику.
Стирка одежды в холодной воде«Холодная» вода на самом деле не очень холодная, потому что стиральные машины добавляют немного горячей воды, чтобы она была достаточно теплой для правильного растворения моющего средства. Если у вас есть одежда ярких, ярких цветов, стирка в холодной воде поможет предотвратить растекание цветов, а также предотвратит выцветание этих ярких оттенков, как при более высоких температурах.Вещи из моющейся шерсти также следует мыть в холодной воде, чтобы уменьшить усадку. Но если у вас действительно грязная одежда, вам может потребоваться сначала замочить ее или установить более длительный цикл стирки, чтобы ваша стиральная машина могла хорошо ее очистить.
А как насчет полоскания?Чтобы смыть все мыло с одежды, идеально подходит холодная вода. Он не только совершенно безопасен для всех видов белья, независимо от температуры стирки, но и уменьшает образование складок на более прочных тканях и — в качестве дополнительного бонуса — позволяет сократить потребление энергии, так как воду не нужно нагревать.
Хотите стать экологичным? Остынь.Если вы хотите сэкономить энергию и ваша одежда не требует серьезной чистки, холодная вода отлично подойдет для повседневных нагрузок. Большинство современных моющих средств предназначены для работы в холодной воде, и вы сэкономите деньги на расходах на электроэнергию.
Урок физики
На предыдущей странице мы узнали, что тепло делает с объектом, когда оно накапливается или выделяется. Прирост или потеря тепла приводят к изменениям температуры, изменению состояния или выполнения работы.Тепло — это передача энергии. Когда объект приобретается или теряется, внутри этого объекта будут происходить соответствующие изменения энергии. Изменение температуры связано с изменением средней кинетической энергии частиц внутри объекта. Изменение состояния связано с изменением внутренней потенциальной энергии, которой обладает объект. А когда работа сделана, происходит полная передача энергии объекту, над которым она выполняется. В этой части Урока 2 мы исследуем вопрос Как измерить количество тепла, полученного или выделенного объектом?
Удельная теплоемкость
Предположим, что несколько объектов, состоящих из разных материалов, нагреваются одинаково.Будут ли предметы нагреваться одинаково? Ответ: скорее всего, нет. Разные материалы будут нагреваться с разной скоростью, потому что каждый материал имеет свою удельную теплоемкость. Удельная теплоемкость относится к количеству тепла, необходимому для изменения температуры единицы массы (скажем, грамма или килограмма) на 1 ° C. В учебниках часто указывается удельная теплоемкость различных материалов. Стандартные метрические единицы — Джоуль / килограмм / Кельвин (Дж / кг / К). Чаще используются единицы измерения — Дж / г / ° C.Используйте виджет ниже, чтобы просмотреть удельную теплоемкость различных материалов. Просто введите название вещества (алюминий, железо, медь, вода, метанол, дерево и т. Д.) И нажмите кнопку «Отправить»; результаты будут отображаться в отдельном окне.
Удельная теплоемкость твердого алюминия (0,904 Дж / г / ° C) отличается от удельной теплоемкости твердого железа (0,449 Дж / г / ° C). Это означает, что для повышения температуры данной массы алюминия на 1 ° C потребуется больше тепла, чем для повышения температуры той же массы железа на 1 ° C.Фактически, для повышения температуры образца алюминия на заданное количество потребуется примерно вдвое больше тепла по сравнению с тем же изменением температуры того же количества железа. Это связано с тем, что удельная теплоемкость алюминия почти вдвое больше, чем у железа.
Теплоемкость указана из расчета на грамм или на килограмм . Иногда значение указывается на основе на моль , и в этом случае оно называется молярной теплоемкостью. Тот факт, что они указаны из расчета на количество , указывает на то, что количество тепла, необходимое для повышения температуры вещества, зависит от того, сколько вещества имеется.Эту истину, несомненно, знает всякий, кто варил на плите кастрюлю с водой. Вода закипает при температуре 100 ° C на уровне моря и при слегка пониженной температуре на возвышенностях. Чтобы довести кастрюлю с водой до кипения, ее сначала нужно поднять до 100 ° C. Это изменение температуры достигается за счет поглощения тепла горелкой печи. Быстро замечаешь, что для того, чтобы довести до кипения полную кастрюлю с водой, требуется значительно больше времени, чем для того, чтобы довести до кипения наполовину полную. Это связано с тем, что полная кастрюля с водой должна поглощать больше тепла, чтобы вызвать такое же изменение температуры.Фактически, требуется вдвое больше тепла, чтобы вызвать такое же изменение температуры в двойной массе воды.
Удельная теплоемкость также указана из расчета на K или на ° C . Тот факт, что удельная теплоемкость указана из расчета на градус , указывает на то, что количество тепла, необходимое для повышения данной массы вещества до определенной температуры, зависит от изменения температуры, необходимого для достижения этой конечной температуры.Другими словами, важна не конечная температура, а общее изменение температуры. Для изменения температуры воды с 20 ° C до 100 ° C (изменение на 80 ° C) требуется больше тепла, чем для повышения температуры того же количества воды с 60 ° C до 100 ° C (изменение на 40 ° C). ° С). Фактически, для изменения температуры данной массы воды на 80 ° C требуется вдвое больше тепла по сравнению с изменением на 40 ° C. Человек, который хочет быстрее довести воду до кипения на плите, должен начать с теплой водопроводной воды вместо холодной.
Это обсуждение удельной теплоемкости заслуживает одного заключительного комментария. Термин «удельная теплоемкость» в некотором роде неправильный , . Этот термин подразумевает, что вещества могут обладать способностью удерживать вещь , называемую теплотой. Как уже говорилось ранее, тепло — это не то, что содержится в объекте. Тепло — это то, что передается к объекту или от него. Объекты содержат энергию в самых разных формах. Когда эта энергия передается другим объектам с разной температурой, мы называем переданную энергию теплом или тепловой энергией .Хотя это вряд ли приживется, более подходящим термином будет удельная энергоемкость.
Удельная теплоемкость позволяет математически связать количество тепловой энергии, полученной (или потерянной) образцом любого вещества, с массой образца и ее результирующим изменением температуры. Связь между этими четырьмя величинами часто выражается следующим уравнением.
Q = m • C • ΔT
где Q — количество тепла, переданного объекту или от него, m — масса объекта, C — удельная теплоемкость материала, из которого состоит объект, а ΔT — результирующее изменение температуры объекта. Как и во всех других ситуациях в науке, значение дельта (∆) для любой величины вычисляется путем вычитания начального значения количества из окончательного значения количества. В этом случае ΔT равно T final — T initial .При использовании приведенного выше уравнения значение Q может быть положительным или отрицательным. Как всегда, положительный и отрицательный результат расчета имеет физическое значение. Положительное значение Q указывает, что объект получил тепловую энергию из окружающей среды; это соответствовало бы повышению температуры и положительному значению ΔT. Отрицательное значение Q указывает на то, что объект выделяет тепловую энергию в окружающую среду; это соответствовало бы снижению температуры и отрицательному значению ΔT.
Знание любых трех из этих четырех величин позволяет человеку вычислить четвертое количество. Обычная задача на многих уроках физики включает решение проблем, связанных с отношениями между этими четырьмя величинами. В качестве примеров рассмотрим две проблемы ниже. Решение каждой проблемы разработано для вас. Дополнительную практику можно найти в разделе «Проверьте свое понимание» внизу страницы.
Пример проблемы 1 |
Как и любая проблема в физике, решение начинается с определения известных величин и соотнесения их с символами, используемыми в соответствующем уравнении. В этой задаче мы знаем следующее:
м = 450 г
C = 4,18 Дж / г / ° C
T начальный = 15 ° C
T окончательный = 85 ° C
Мы хотим определить значение Q — количество тепла.Для этого мы использовали бы уравнение Q = m • C • ΔT. Буквы m и C известны; ΔT можно определить по начальной и конечной температуре.
T = T окончательный — T начальный = 85 ° C — 15 ° C = 70 ° C
Зная три из четырех величин соответствующего уравнения, мы можем подставить и решить для Q.
Q = m • C • ΔT = (450 г) • (4,18 Дж / г / ° C) • (70 ° C)
Q = 131670 Дж
Q = 1.3×10 5 J = 130 кДж (округлено до двух значащих цифр)
Пример задачи 2 |
По сравнению с предыдущей проблемой это гораздо более сложная проблема. По сути, эта проблема похожа на две проблемы в одной. В основе стратегии решения проблем лежит признание того, что количество тепла, потерянного водой (Q вода ), равно количеству тепла, полученного металлом (Q металл ). Поскольку значения m, C и ΔT воды известны, можно вычислить Q water .Это значение воды Q равно значению металла Q . Как только значение металла Q известно, его можно использовать со значением m и ΔT металла для расчета металла Q . Использование этой стратегии приводит к следующему решению:
Часть 1: Определение потерь тепла водой
Дано:
м = 50,0 г
C = 4,18 Дж / г / ° C
T начальный = 88,6 ° C
Т финал = 87.1 ° С
ΔT = -1,5 ° C (T окончательный — T начальный )
Решение для Q воды :
Q вода = m • C • ΔT = (50,0 г) • (4,18 Дж / г / ° C) • (-1,5 ° C)
Q вода = -313,5 Дж (без заземления)
(Знак — означает, что вода теряет тепло)
Часть 2: Определите стоимость металла C
Дано:
Q металл = 313.5 Дж (используйте знак +, так как металл нагревается)
m = 12,9 г
T начальный = 26,5 ° C
T окончательный = 87,1 ° C
ΔT = (T окончательный — T начальный )
Решить для металла C :
Переставьте Q металл = m металл • C металл • ΔT металл , чтобы получить металл C = Q металл / (m металл • ΔT металл )
C металл = Q металл / (м металл • ΔT металл ) = (313.5 Дж) / [(12,9 г) • (60,6 ° C)]
C металл = 0,40103 Дж / г / ° C
C металл = 0,40 Дж / г / ° C (округлено до двух значащих цифр)
Жара и изменения состояния
Приведенное выше обсуждение и соответствующее уравнение (Q = m • C • ∆T) связывает тепло, полученное или потерянное объектом, с результирующими изменениями температуры этого объекта. Как мы узнали, иногда тепло накапливается или теряется, но температура не меняется.Это тот случай, когда вещество претерпевает изменение состояния. Итак, теперь мы должны исследовать математику, связанную с изменениями состояния и количества тепла.
Чтобы начать обсуждение, давайте рассмотрим различные изменения состояния, которые можно наблюдать для образца вещества. В таблице ниже перечислены несколько изменений состояния и указаны имена, обычно связанные с каждым процессом.
Процесс | Изменение состояния |
Плавка | От твердого до жидкого |
Замораживание | От жидкости к твердому веществу |
Испарение | От жидкости к газу |
Конденсация | Газ — жидкость |
Сублимация | От твердого тела до газа |
Депонирование | Газ — твердое вещество |
В случае плавления, кипения и сублимации к образцу вещества должна быть добавлена энергия, чтобы вызвать изменение состояния.Такие изменения состояния называют эндотермическими. Замораживание, конденсация и осаждение экзотермичны; энергия высвобождается образцом материи, когда происходят эти изменения состояния. Таким образом, можно заметить, что образец льда (твердая вода) тает, когда его помещают на горелку или рядом с ней. Тепло передается от горелки к образцу льда; энергия приобретается льдом, вызывая изменение состояния. Но сколько энергии потребуется, чтобы вызвать такое изменение состояния? Есть ли математическая формула, которая могла бы помочь в определении ответа на этот вопрос? Безусловно, есть.
Количество энергии, необходимое для изменения состояния образца материи, зависит от трех вещей. Это зависит от того, что такое субстанция, от того, сколько субстанции претерпевает изменение состояния, и от того, какое изменение состояния происходит. Например, для плавления льда (твердая вода) требуется другое количество энергии, чем для плавления железа. И для таяния льда (твердая вода) требуется другое количество энергии, чем для испарения того же количества жидкой воды. И, наконец, для плавления 10 требуется другое количество энергии.0 граммов льда по сравнению с таянием 100,0 граммов льда. Вещество, процесс и количество вещества — это три переменные, которые влияют на количество энергии, необходимое для того, чтобы вызвать конкретное изменение состояния. Используйте виджет ниже, чтобы исследовать влияние вещества и процесса на изменение энергии. (Обратите внимание, что теплота плавления — это изменение энергии, связанное с изменением состояния твердое-жидкое.)
Значения удельной теплоты плавления и удельной теплоты испарения указаны из расчета на количество .Например, удельная теплота плавления воды составляет 333 Дж / грамм. Чтобы растопить 1,0 грамм льда, требуется 333 Дж энергии. Чтобы растопить 10 граммов льда, требуется в 10 раз больше энергии — 3330 Дж. Такое рассуждение приводит к следующим формулам, связывающим количество тепла с массой вещества и теплотой плавления и испарения.
Для плавления и замораживания: Q = m • ΔH плавление
Для испарения и конденсации: Q = m • ΔH испарение
, где Q представляет количество энергии, полученной или высвобожденной во время процесса, m представляет собой массу образца, ΔH плавления представляет собой удельную теплоту плавления (на грамм) и ΔH испарения представляет собой удельную теплоемкость плавления. испарение (из расчета на грамм).Подобно обсуждению Q = m • C • ΔT, значения Q могут быть как положительными, так и отрицательными. Значения Q положительны для процесса плавления и испарения; это согласуется с тем фактом, что образец вещества должен набирать энергию, чтобы плавиться или испаряться. Значения Q отрицательны для процесса замораживания и конденсации; это согласуется с тем фактом, что образец вещества должен терять энергию, чтобы замерзнуть или конденсироваться.
В качестве иллюстрации того, как можно использовать эти уравнения, рассмотрим следующие два примера задач.
Пример задачи 3 |
Уравнение, связывающее массу (48,2 грамма), теплоту плавления (333 Дж / г) и количество энергии (Q): Q = m • ΔH fusion .Подстановка известных значений в уравнение приводит к ответу.
Q = м • ΔH плавление = (48,2 г) • (333 Дж / г)
Q = 16050,6 Дж
Q = 1,61 x 10 4 Дж = 16,1 кДж (округлено до трех значащих цифр)
Пример Задачи 3 включает в себя довольно простое вычисление типа «подключай и исправляй». Теперь мы попробуем пример задачи 4, который потребует более глубокого анализа.
Пример задачи 4 |
В этой задаче тает лед и остывает жидкая вода. Энергия передается от жидкости к твердому телу. Чтобы растопить твердый лед, на каждый грамм льда необходимо передать 333 Дж энергии. Эта передача энергии от жидкой воды ко льду охлаждает жидкость.Но жидкость может охладиться только до 0 ° C — точки замерзания воды. При этой температуре жидкость начнет затвердевать (замерзнуть), а лед полностью не растает.
Мы знаем следующее о льду и жидкой воде:
Информация о льду:
м = 50,0 г
ΔH плавление = 333 Дж / г
Информация о жидкой воде:
С = 4.18 Дж / г / ° C
T начальный = 26,5 ° C
T окончательный = 0,0 ° C
ΔT = -26,5 ° C (T окончательный — T начальный )
Энергия, полученная льдом, равна энергии, потерянной из воды.
Q лед = -Q жидкая вода
Знак — указывает, что один объект получает энергию, а другой объект теряет энергию. Мы можем вычислить левую часть приведенного выше уравнения следующим образом:
Q лед = m • ΔH плавление = (50.0 г) • (333 Дж / г)
Q лед = 16650 Дж
Теперь мы можем установить правую часть уравнения равной m • C • ΔT и начать подставлять известные значения C и ΔT, чтобы найти массу жидкой воды. Решение:
16650 Дж = -Q жидкая вода
16650 Дж = -м жидкая вода • C жидкая вода • ΔT жидкая вода
16650 Дж = -м жидкая вода • (4.18 Дж / г / ° C) • (-26,5 ° C)
16650 Дж = -м жидкая вода • (-110,77 Дж / ° C)
м жидкая вода = — (16650 Дж) / (- 110,77 Дж / ° C)
м жидкая вода = 150,311 г
м жидкая вода = 1,50×10 2 г (округлено до трех значащих цифр)
Еще раз о кривых нагрева и охлаждения
На предыдущей странице Урока 2 обсуждалась кривая нагрева воды.Кривая нагрева показывала, как температура воды увеличивалась с течением времени по мере нагрева образца воды в твердом состоянии (т. Е. Льда). Мы узнали, что добавление тепла к образцу воды может вызвать либо изменение температуры, либо изменение состояния. При температуре плавления воды добавление тепла вызывает преобразование воды из твердого состояния в жидкое состояние. А при температуре кипения воды добавление тепла вызывает преобразование воды из жидкого состояния в газообразное.Эти изменения состояния произошли без каких-либо изменений температуры. Однако добавление тепла к образцу воды, не имеющей температуры фазового перехода, приведет к изменению температуры.
Теперь мы можем подойти к теме кривых нагрева на более количественной основе. На диаграмме ниже представлена кривая нагрева воды. На нанесенных линиях есть пять помеченных участков.
Три диагональных участка представляют собой изменения температуры пробы воды в твердом состоянии (участок 1), жидком состоянии (участок 3) и газообразном состоянии (участок 5).Две горизонтальные секции представляют изменения в состоянии воды. На участке 2 проба воды тает; твердое вещество превращается в жидкость. В секции 4 образец воды подвергается кипению; жидкость превращается в газ. Количество тепла, передаваемого воде в секциях 1, 3 и 5, связано с массой образца и изменением температуры по формуле Q = m • C • ΔT. А количество тепла, переданного воде в секциях 2 и 4, связано с массой образца и теплотой плавления и испарения формулами Q = m • ΔH fusion (секция 2) и Q = m • ΔH испарение (раздел 4).Итак, теперь мы попытаемся вычислить количество тепла, необходимое для перевода 50,0 граммов воды из твердого состояния при -20,0 ° C в газообразное состояние при 120,0 ° C. Для расчета потребуется пять шагов — по одному шагу для каждого раздела приведенного выше графика. Хотя удельная теплоемкость вещества зависит от температуры, в наших расчетах мы будем использовать следующие значения удельной теплоемкости:
Твердая вода: C = 2,00 Дж / г / ° C
Жидкая вода: C = 4,18 Дж / г / ° C
Газообразная вода: C = 2.01 Дж / г / ° C
Наконец, мы будем использовать ранее сообщенные значения ΔH слияния (333 Дж / г) и ΔH испарения (2,23 кДж / г).
Раздел 1 : Изменение температуры твердой воды (льда) с -20,0 ° C до 0,0 ° C.
Используйте Q 1 = m • C • ΔT
, где m = 50,0 г, C = 2,00 Дж / г / ° C, T начальная = -200 ° C и T конечная = 0,0 ° C
Q 1 = m • C • ΔT = (50.0 г) • (2,00 Дж / г / ° C) • (0,0 ° C — -20,0 ° C)
Q 1 = 2,00 x10 3 Дж = 2,00 кДж
Раздел 2 : Таяние льда при 0,0 ° C.
Используйте Q 2 = m • ΔH сварка
, где m = 50,0 г и ΔH плавление = 333 Дж / г
Q 2 = m • ΔH плавление = (50,0 г) • (333 Дж / г)
Q 2 = 1,665 x10 4 Дж = 16.65 кДж
Q 2 = 16,7 кДж (округлено до 3 значащих цифр)
Раздел 3 : Изменение температуры жидкой воды с 0,0 ° C на 100,0 ° C.
Используйте Q 3 = m • C • ΔT
, где m = 50,0 г, C = 4,18 Дж / г / ° C, T начальный = 0,0 ° C и T конечный = 100,0 ° C
Q 3 = m • C • ΔT = (50,0 г) • (4,18 Дж / г / ° C) • (100,0 ° C — 0,0 ° C)
Q 3 = 2.09 x10 4 Дж = 20,9 кДж
Раздел 4 : Кипячение воды при 100,0 ° C.
Использовать Q 4 = m • ΔH испарение
, где m = 50,0 г и ΔH испарение = 2,23 кДж / г
Q 4 = m • ΔH испарение = (50,0 г) • (2,23 кДж / г)
Q 4 = 111,5 кДж
Q 4 = 112 кДж (округлено до 3 значащих цифр)
Раздел 5 : Изменение температуры жидкой воды со 100.От 0 ° C до 120,0 ° C.
Используйте Q 5 = m • C • ΔT
, где m = 50,0 г, C = 2,01 Дж / г / ° C, T начальный = 100,0 ° C и T конечный = 120,0 ° C
Q 5 = m • C • ΔT = (50,0 г) • (2,01 Дж / г / ° C) • (120,0 ° C — 100,0 ° C)
Q 5 = 2,01 x10 3 J = 2,01 кДж
Общее количество тепла, необходимое для превращения твердой воды (льда) при -20 ° C в газообразную воду при 120 ° C, является суммой значений Q для каждого участка графика.То есть
Q итого = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5
Суммирование этих пяти значений Q и округление до нужного количества значащих цифр приводит к значению 154 кДж в качестве ответа на исходный вопрос.
В приведенном выше примере есть несколько особенностей решения, над которыми стоит задуматься:
- Первое: длинная задача была разделена на части, каждая из которых представляет собой одну из пяти частей графика.Поскольку было вычислено пять значений Q, они были обозначены как Q 1 , Q 2 и т. Д. Этот уровень организации требуется в многоступенчатой задаче, такой как эта.
- Секунда: внимание было уделено знаку +/- на ΔT. Изменение температуры (или любой величины) всегда рассчитывается как конечное значение величины за вычетом начального значения этой величины.
- Третий: На протяжении всей задачи внимание уделялось подразделениям.Единицы Q будут либо в Джоулях, либо в килоджоулях, в зависимости от того, какие количества умножаются. Отсутствие внимания к устройствам — частая причина сбоев в подобных проблемах.
- Четвертый: На протяжении всей задачи внимание уделялось значащим цифрам. Хотя это никогда не должно становиться основным акцентом какой-либо проблемы в физике, это, безусловно, деталь, на которую стоит обратить внимание.
Мы узнали здесь, на этой странице, как рассчитать количество тепла, задействованного в любом процессе нагрева / охлаждения и в любом процессе изменения состояния.Это понимание будет иметь решающее значение, когда мы перейдем к следующей странице Урока 2, посвященной калориметрии. Калориметрия — это наука, связанная с определением изменений энергии системы путем измерения теплообмена с окружающей средой.
Проверьте свое понимание
1. Вода имеет необычно высокую удельную теплоемкость. Какое из следующих утверждений логически следует из этого факта?
а.По сравнению с другими веществами горячая вода вызывает сильные ожоги, потому что она хорошо проводит тепло.
б. По сравнению с другими веществами вода при нагревании быстро нагревается до высоких температур.
c. По сравнению с другими веществами, образец воды требует значительного количества тепла, чтобы изменить ее температуру на небольшое количество.
2. Объясните, почему в больших водоемах, таких как озеро Мичиган, может быть довольно холодно в начале июля, несмотря на то, что температура наружного воздуха около или выше 90 ° F (32 ° C).
3. В таблице ниже описан термический процесс для различных объектов (выделен красным жирным шрифтом). Для каждого описания укажите, набирается или теряется тепло объектом, является ли процесс эндотермическим или экзотермическим, и является ли Q для указанного объекта положительным или отрицательным значением.
Процесс | Получено или потеряно тепло? | Эндо- или экзотермический? | Вопрос: + или -? | |
а. | Кубик льда помещают в стакан с лимонадом комнатной температуры, чтобы охладить напиток. | |||
г. | Холодный стакан лимонада стоит на столе для пикника под жарким полуденным солнцем и нагревается до 32 ° F. | |||
г. | Конфорки на электроплите выключаются и постепенно остывают до комнатной температуры. | |||
г. | Учитель вынимает из термоса большой кусок сухого льда и опускает его в воду. Сухой лед возгоняется, образуя газообразный диоксид углерода. | |||
e. | Водяной пар в увлажненном воздухе ударяется о окно и превращается в каплю росы (каплю жидкой воды). |
4. Образец металлического цинка массой 11,98 грамма помещают в баню с горячей водой и нагревают до 78,4 ° C. Затем его удаляют и помещают в чашку из пенополистирола, содержащую 50,0 мл воды комнатной температуры (T = 27,0 ° C; плотность = 1,00 г / мл). Вода прогревается до температуры 28.1 ° С. Определите удельную теплоемкость цинка.
5. Джейк достает из туалета банку с газировкой и выливает ее в чашку со льдом. Определите количество тепла, теряемого содой комнатной температуры при плавлении 61,9 г льда (ΔH fusion = 333 Дж / г).
6. Теплота сублимации (ΔH сублимация ) сухого льда (твердый диоксид углерода) составляет 570 Дж / г. Определите количество тепла, необходимое для превращения 5,0-фунтового мешка сухого льда в газообразный диоксид углерода.(Дано: 1,00 кг = 2,20 фунта)
7. Определите количество тепла, необходимое для повышения температуры 3,82-граммового образца твердого пара-дихлорбензола с 24 ° C до жидкого состояния при 75 ° C. Пара-дихлорбензол имеет температуру плавления 54 ° C, теплоту плавления 124 Дж / г и удельную теплоемкость 1,01 Дж / г / ° C (твердое состояние) и 1,19 Дж / г / ° C (жидкое состояние).
211543 AOSSG88150
% PDF-1.4 % 68 0 объект > эндобдж 2288 0 объект > поток 2009-05-22T14: 09: 45-05: 002010-06-25T09: 34: 31-05: 00Adobe Illustrator CS32010-06-25T09: 34: 31-05: 00