Определите какая часть энергии расходуется на нагревание воды: Определите, какая часть энергии (в %) расходуется на нагревание воды спиртовкой, если для нагревания 100 г воды от 20 до 90 °С сожгли 5 г спирта.

Содержание

Контрольная работа по физике «Тепловые явления» (8 класс)

ВАРИАНТ 1:

1.       В сильный мороз птицы чаще замерзают на лету, чем сидя на месте. Чем это можно объяснить?

2.       В алюминиевом чайнике массой 800г находится вода массой 1,8кг при температуре 200С. В чайник опускают нагретый в кипятке брусок массой 1,2кг. Из какого материала может быть изготовлен брусок, если температура в чайнике увеличилась до 250С.

3.       Определите массу спирта, который потребуется, чтобы довести до кипения 200г воды, взятой при температуре 250. КПД спиртовки 25%.

4.       Определите мощность, развиваемую двигателем автомобиля, если на каждый километр пути при скорости 72км/ч расходуется 74г бензина.

ВАРИАНТ 2:

1.       В чашку налили горячий кофе. Что надо сделать, чтобы кофе остыл быстрее: влить в него молоко сразу или спустя некоторое время? Почему?

2.

       Температура воды массой 5кг повысилась от 70С до 530С после опускания в нее нагретой железной гири. Определите массу этой гири, если ее начальная температура была 11030С. Обменом энергии с окружающей средой пренебречь.

3.       До какой температуры нагреется 10кг воды, начальная температура которой 200С, если для нагревания воды было сожжено 80г керосина? КПД нагревателя 50%.

4.       На сколько градусов нагреется кусок свинца массой 2кг при падении на землю с высоты 21,3м, если вся механическая энергия свинца превратится в его внутреннюю энергию?

ВАРИАНТ 3:

1.       Почему самая высокая температура воздуха не в полдень, а после полудня.

2.       Чему равна удельная теплоемкость вещества, из которого изготовлена деталь массой 900г, если, будучи нагретой до 1550С и опущенной в сосуд с 3кг воды при температуре 10

0С она вызвала повышение температуры в сосуде до 150С? Обменом энергии с окружающей средой пренебречь.

3.       Определите какая часть энергии (в%) расходуется на нагревание воды спиртовкой, если для нагревания 100г воды от 200С до 900С сожгли 5г спирта.

4.       Мощность двигателя 20кВт. Каков КПД этого двигателя, если при скорости 50км/ч он потребляет 7л бензина на 70км пути.

ВАРИАНТ 4:

1.       Почему летом становится прохладно, когда облака закрывают Солнце?

2.       В стеклянный сосуд массой 120г, имеющий температуру 150С налили 200г кипятка. При какой температуре установится тепловое равновесие? Обменом энергии с окружающими телами пренебречь.

3.       В нагревателе сжигается 800г керосина. Сколько литров воды можно нагреть этим количеством керосина от 10

0С до 1000С, если на нагревание расходуется 40% выделяемой энергии.

4.       На сколько градусов можно нагреть медный шарик, затратив такую же энергию, какая необходима для подъема этого шарика на высоту 76м.

ВАРИАНТ 1:

1.       В сильный мороз птицы чаще замерзают на лету, чем сидя на месте. Чем это можно объяснить?

2.       В алюминиевом чайнике массой 800г находится вода массой 1,8кг при температуре 200С. В чайник опускают нагретый в кипятке брусок массой 1,2кг. Из какого материала может быть изготовлен брусок, если температура в чайнике увеличилась до 250С.

3.       Определите массу спирта, который потребуется, чтобы довести до кипения 200г воды, взятой при температуре 250. КПД спиртовки 25%.

4.       Определите мощность, развиваемую двигателем автомобиля, если на каждый километр пути при скорости 72км/ч расходуется 74г бензина.

ВАРИАНТ 2:

1.       В чашку налили горячий кофе. Что надо сделать, чтобы кофе остыл быстрее: влить в него молоко сразу или спустя некоторое время? Почему?

2.       Температура воды массой 5кг повысилась от 70С до 530С после опускания в нее нагретой железной гири. Определите массу этой гири, если ее начальная температура была 11030С. Обменом энергии с окружающей средой пренебречь.

3.       До какой температуры нагреется 10кг воды, начальная температура которой 200С, если для нагревания воды было сожжено 80г керосина? КПД нагревателя 50%.

4.       На сколько градусов нагреется кусок свинца массой 2кг при падении на землю с высоты 21,3м, если вся механическая энергия свинца превратится в его внутреннюю энергию?

ВАРИАНТ 3:

1.       Почему самая высокая температура воздуха не в полдень, а после полудня.

2.       Чему равна удельная теплоемкость вещества, из которого изготовлена деталь массой 900г, если, будучи нагретой до 1550С и опущенной в сосуд с 3кг воды при температуре 100С она вызвала повышение температуры в сосуде до 150С? Обменом энергии с окружающей средой пренебречь.

3.       Определите какая часть энергии (в%) расходуется на нагревание воды спиртовкой, если для нагревания 100г воды от 200С до 900С сожгли 5г спирта.

4.       Мощность двигателя 20кВт. Каков КПД этого двигателя, если при скорости 50км/ч он потребляет 7л бензина на 70км пути.

ВАРИАНТ 4:

1.       Почему летом становится прохладно, когда облака закрывают Солнце?

2.       В стеклянный сосуд массой 120г, имеющий температуру 15

0С налили 200г кипятка. При какой температуре установится тепловое равновесие? Обменом энергии с окружающими телами пренебречь.

3.       В нагревателе сжигается 800г керосина. Сколько литров воды можно нагреть этим количеством керосина от 100С до 1000С, если на нагревание расходуется 40% выделяемой энергии.

4.       На сколько градусов можно нагреть медный шарик, затратив такую же энергию, какая необходима для подъема этого шарика на высоту 76м.

Коэффициент полезного действия (кпд) — формулы, обозначение, расчет

КПД: понятие коэффициента полезного действия

Представьте, что вы пришли на работу в офис, выпили кофе, поболтали с коллегами, посмотрели в окно, пообедали, еще посмотрели в окно — вот и день прошел. Если вы не сделали ни одного дела по работе, то можно считать, что ваш коэффициент полезного действия равен нулю.

В обратной ситуации, когда вы сделали все запланированное — КПД равен 100%.

По сути, КПД — это процент полезной работы от работы затраченной.

Вычисляется по формуле:

Формула КПД

η = (Aполезная/Aзатраченная) · 100%

η — коэффициент полезного действия [%]

Aполезная — полезная работа [Дж]

Aзатраченная — затраченная работа [Дж]

Есть такое философское эссе Альбера Камю «Миф о Сизифе». Оно основано на легенде о неком Сизифе, который был наказан за обман. Его приговорили после смерти вечно таскать огромный булыжник вверх на гору, откуда этот булыжник скатывался, после чего Сизиф тащил его обратно в гору.

То есть он делал совершенно бесполезное дело с нулевым КПД. Есть даже выражение «Сизифов труд», которое описывает какое-либо бесполезное действие.

Давайте пофантазируем и представим, что Сизифа помиловали и камень с горы не скатился. Тогда, во-первых, Камю бы не написал об этом эссе, потому что никакого бесполезного труда не было. А во-вторых, КПД в таком случае был бы не нулевым.

Полезная работа в этом случае равна приобретенной булыжником потенциальной энергии. Потенциальная энергия прямо пропорционально зависит от высоты: чем выше расположено тело, тем больше его потенциальная энергия. То есть, чем выше Сизиф прикатил камень, тем больше потенциальная энергия, а значит и полезная работа.

Потенциальная энергия

Еп = mg

Еп — потенциальная энергия [Дж]

m — масса тела [кг]

g — ускорение свободного падения [м/с2]

h — высота [м]

На планете Земля g ≃ 9,8 м/с2

Затраченная работа здесь — это механическая работа Сизифа. Механическая работа зависит от приложенной силы и пути, на протяжении которого эта сила была приложена.

Механическая работа

А = FS

A — механическая работа [Дж]

F — приложенная сила [Н]

S — путь [м]

И как же достоверно определить, какая работа полезная, а какая затраченная?

Все очень просто! Задаем два вопроса:

  1. За счет чего происходит процесс?

  2. Ради какого результата?

В примере выше процесс происходит ради того, чтобы тело поднялось на какую-то высоту, а значит — приобрело потенциальную энергию (для физики это синонимы). Происходит процесс за счет энергии, затраченной Сизифом — вот и затраченная работа.

КПД в механике

Главный секрет заключается в том, что эта формула подойдет для всех видов КПД.

Не отбрасываем!

Если КПД получился больше 100 — идем проверять на ошибки. Такое может получиться, если неправильно подставили в формулу или перепутали затраченную и полезную работу.

η = (Aполезная/Aзатраченная) · 100%

η — коэффициент полезного действия [%]

Aполезная — полезная работа [Дж]

Aзатраченная — затраченная работа [Дж]

Дальше мы просто заменяем полезную и затраченную работы на те величины, которые ими являются.

Давайте разберемся на примере задачи.

Задача

Чтобы вкатить санки массой 4 кг в горку длиной 12 метров, мальчик приложил силу в 15 Н. Высота горки равна 2 м. Найти КПД этого процесса. Ускорение свободного падения принять равным g ≃9,8 м/с2

Запишем формулу КПД.

η = (Aполезная/Aзатраченная) · 100%

Теперь задаем два главных вопроса:

Ради чего все это затеяли?

Чтобы санки в горку поднять — то есть ради приобретения телом потенциальной энергии. Значит в данном процессе полезная работа равна потенциальной энергии санок.

Потенциальная энергия

Еп = mg

Еп — потенциальная энергия [Дж]

m — масса тела [кг]

g — ускорение свободного падения [м/с2]

h — высота [м]

На планете Земля g ≃ 9,8 м/с2

За счет чего процесс происходит?

За счет мальчика, он же тянет санки. Значит затраченная работа равна механической работе

Механическая работа

А = FS

A — механическая работа [Дж]

F — приложенная сила [Н]

S — путь [м]

Заменим формуле КПД полезную работу на потенциальную энергию, а затраченную — на механическую работу:

η = Eп/A · 100% = mgh/FS · 100%

Подставим значения:

η = 4 · 9,8 · 2/15 · 12 · 100% = 78,4/180 · 100% ≃ 43,6 %

Ответ: КПД процесса приблизительно равен 43,6%

Онлайн-курсы физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи!

КПД в термодинамике

В термодинамике КПД — очень важная величина. Она полностью определяет эффективность такой штуки, как тепловая машина.

  • Тепловой двигатель (машина) — это устройство, которое совершает механическую работу циклически за счет энергии, поступающей к нему в ходе теплопередачи.

Схема теплового двигателя выглядит так:


У теплового двигателя обязательно есть нагреватель, который (не может быть!) нагревает рабочее тело, передавая ему количество теплоты Q1 или Qнагревателя (оба варианта верны, это зависит лишь от учебника, в котором вы нашли формулу).

  • Рабочее тело — это тело, на котором завязан процесс (чаще всего это газ или топливо). Оно расширяется при подводе к нему теплоты и сжимается при охлаждении. Часть переданного Q1 уходит на механическую работу A. Из-за этого производится движение.

Оставшееся количество теплоты Q2 или Qхолодильника отводится к холодильнику, после чего возвращается к нагревателю и процесс повторяется.

КПД такой тепловой машины будет равен:

КПД тепловой машины

η = (Aполезная/Qнагревателя) · 100%

η — коэффициент полезного действия [%]

Aполезная — полезная работа (механическая) [Дж]

Qнагревателя — количество теплоты, полученное от нагревателя[Дж]

Если мы выразим полезную (механическую) работу через Qнагревателя и Qхолодильника, мы получим:

A = Qнагревателя — Qхолодильника.

Подставим в числитель и получим такой вариант формулы.

КПД тепловой машины

η = Qнагревателя − Qхолодильника/Qнагревателя · 100%

η — коэффициент полезного действия [%]

Qнагревателя — количество теплоты, полученное от нагревателя [Дж]

Qхолодильника — количество теплоты, отданное холодильнику [Дж]

А возможно ли создать тепловую машину, которая будет работать только за счет охлаждения одного тела?

Точно нет! Если у нас не будет нагревателя, то просто нечего будет передавать на механическую работу. Любой такой процесс — когда энергия не приходит из ниоткуда — означал бы возможность существования вечного двигателя.

Поскольку свидетельств такого процесса в мире не существует, то мы можем сделать вывод: вечный двигатель невозможен. Это второе начало термодинамики.

Запишем его, чтобы не забыть:

Невозможно создать периодическую тепловую машину за счет охлаждения одного тела без изменений в других телах.

Задача

Найти КПД тепловой машины, если рабочее тело получило от нагревателя 20кДж, а отдало холодильнику 10 кДж.

Решение:

Возьмем формулу для расчета КПД:

η = Qнагревателя − Qхолодильника/Qнагревателя · 100%

Решать будем в системе СИ, поэтому переведем значения из килоджоулей в джоули и затем подставим в формулу:

η = 20 000 − 10 000/20 000 · 100% = 50%

Ответ: КПД тепловой машины равен 50%.

Идеальная тепловая машина: цикл Карно

Давайте еще чуть-чуть пофантазируем: какая она — идеальная тепловая машина. Кажется, что это та, у которой КПД равен 100%.

На самом деле понятие «идеальная тепловая машина» уже существует. Это тепловая машина, у которой в качестве рабочего тела взят идеальный газ. Такая тепловая машина работает по циклу Карно. Зависимость давления от объема в этом цикле выглядит следующим образом


А КПД для цикла Карно можно найти через температуры нагревателя и холодильника.

КПД цикла Карно

η = Tнагревателя − Tхолодильника / Tнагревателя · 100%

η — коэффициент полезного действия [%]

Tнагревателя — температура нагревателя [Дж]

Tхолодильника — температура холодильника [Дж]

КПД в электродинамике

Мы каждый день пользуемся различными электронными устройствами: от чайника до смартфона, от компьютера до робота-пылесоса — и у каждого устройства можно определить, насколько оно эффективно выполняет задачу, для которой оно предназначено, просто посчитав КПД.

Вспомним формулу:

КПД

η = (Aполезная/Aзатраченная) · 100%

η — коэффициент полезного действия [%]

Aполезная — полезная работа [Дж]

Aзатраченная — затраченная работа [Дж]

Для электрических цепей тоже есть нюансы. Давайте разбираться на примере задачи.

Задачка, чтобы разобраться

Найти КПД электрического чайника, если вода в нем приобрела 22176 Дж тепла за 2 минуты, напряжение в сети — 220 В, а сила тока в чайнике 1,4 А.

Решение:

Цель электрического чайника — вскипятить воду. То есть его полезная работа — это количество теплоты, которое пошло на нагревание воды. Оно нам известно, но формулу вспомнить все равно полезно 😉

Количество теплоты, затраченное на нагревание

Q = cm(tконечная − tначальная)

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг · ˚C]

m — масса [кг]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

Работает чайник, потому что в розетку подключен. Затраченная работа в данном случае — это работа электрического тока.

Работа электрического тока

A = (I2) · Rt = (U2)/R · t = UIt

A — работа электрического тока [Дж]

I — сила тока [А]

U — напряжение [В]

R — сопротивление [Ом]

t — время [c]

То есть в данном случае формула КПД будет иметь вид:

η = Q/A · 100% = Q/UIt · 100%

Переводим минуты в секунды — 2 минуты = 120 секунд. Теперь нам известны все значения, поэтому подставим их:

η = 22176/220 · 1,4 · 120 · 100% = 60%

Ответ: КПД чайника равен 60%.

Давайте выведем еще одну формулу для КПД, которая часто пригождается для электрических цепей, но применима ко всему. Для этого нужна формула работы через мощность:

Работа электрического тока

A = Pt

A — работа электрического тока [Дж]

P — мощность [Вт]

t — время [c]

Подставим эту формулу в числитель и в знаменатель, учитывая, что мощность разная — полезная и затраченная. Поскольку мы всегда говорим об одном процессе, то есть полезная и затраченная работа ограничены одним и тем же промежутком времени, можно сократить время и получить формулу КПД через мощность.

КПД

η = Pполезная/Pзатраченная · 100%

η — коэффициент полезного действия [%]

Pполезная — полезная мощность [Дж]

Pзатраченная — затраченная мощность [Дж]



Количество теплоты: нагревание, охлаждение, плавление, кристаллизация, парообразование, конденсация, горение. Термодинамическая система

Тестирование онлайн

  • Количество теплоты. Основные понятия

  • Количество теплоты

Термодинамика

Раздел молекулярной физики, который изучает передачу энергии, закономерности превращения одних видов энергии в другие. В отличие от молекулярно-кинетической теории, в термодинамике не учитывается внутреннее строение веществ и микропараметры.

Термодинамическая система

Это совокупность тел, которые обмениваются энергией (в форме работы или теплоты) друг с другом или с окружающей средой. Например, вода в чайнике остывает, происходит обмен теплотой воды с чайником и чайника с окружающей средой. Цилиндр с газом под поршнем: поршень выполняет работу, в результате чего, газ получает энергию, и изменяются его макропараметры.

Количество теплоты

Это энергия, которую получает или отдает система в процессе теплообмена. Обозначается символом Q, измеряется, как любая энергия, в Джоулях.

В результате различных процессов теплообмена энергия, которая передается, определяется по-своему.

Нагревание и охлаждение

Этот процесс характеризуется изменением температуры системы. Количество теплоты определяется по формуле

Удельная теплоемкость вещества с измеряется количеством теплоты, которое необходимо для нагревания единицы массы данного вещества на 1К. Для нагревания 1кг стекла или 1кг воды требуется различное количество энергии. Удельная теплоемкость — известная, уже вычисленная для всех веществ величина, значение смотреть в физических таблицах.

Теплоемкость вещества С — это количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела без учета его массы на 1К.

Плавление и кристаллизация

Плавление — переход вещества из твердого состояния в жидкое. Обратный переход называется кристаллизацией.

Энергия, которая тратится на разрушение кристаллической решетки вещества, определяется по формуле

Удельная теплота плавления известная для каждого вещества величина, значение смотреть в физических таблицах.

Парообразование (испарение или кипение) и конденсация

Парообразование — это переход вещества из жидкого (твердого) состояния в газообразное. Обратный процесс называется конденсацией.

Удельная теплота парообразования известная для каждого вещества величина, значение смотреть в физических таблицах.

Горение

Количество теплоты, которое выделяется при сгорании вещества

Удельная теплота сгорания известная для каждого вещества величина, значение смотреть в физических таблицах.

Для замкнутой и адиабатически изолированной системы тел выполняется уравнение теплового баланса. Алгебраическая сумма количеств теплоты, отданных и полученных всеми телами, участвующим в теплообмене, равна нулю:

Q1+Q2+…+Qn=0

Расход энергии на опреснение воды

РАСХОД ЭНЕРГИИ НА ОПРЕСНЕНИЕ ВОДЫ  [c.13]

Следовательно, расход энергии на опреснение воды составит  [c.197]

В электродиализаторах с достаточно электропроводными мембранами величина Ец= — 2 в, потеря напряжения на аноде и катоде составляет 3 в. Следовательно, в трехкамерном электролизере 2/3 энергии затрачивается бесполезно на разряд ионов на электродах. Расход электроэнергии на опреснение воды в трехкамерных электродиализаторах поэтому очень велик, например 60—70 кет ч на 1 дг воды Каспийского моря.[c.142]


Вывод формулы для определения оптимальной плотности тока при проектировании опреснительных электродиализных установок дан впервые Уилсоном [102]. Однако при определении расхода электрической энергии на опреснение воды Уилсон учел расход электроэнергии только собственно на электродиализ и не учел расхода электроэнергии на перекачивание воды и рассола через ваину. Между тем с увеличением плотности тока возрастает критическая скорость протока воды и рассола, и, следовательно, увеличивается расход энергии на их перекачивание через ванну. Поэтому необходимо вводить в расчетное уравнение оптимальной плотности тока член, учитывающий расход электроэнергии на перекачивание воды.  [c.171]

Основная часть энергии расходуется на опреснение воды.  [c.16]

Пример расчета. Если принять выход пресной воды равным 80% опресняемой, температуру сбрасываемого рассола 35°С и соленой воды 10°С, коэффициенты полезного действия насоса 0,8 и гидромотора 0,7, потери напора в теплообменнике и подогревателе 10 кГ/сж то можно подсчитать вероятный расход электрической энергии и тепла на опреснение воды этим способом.[c.197]

С учетом того, что для замораживания вода должна быть охлаждена, получим расход холода на 1 кг опресненной воды около 100 ккал. Но для выработки такого количества холода требуется расход энергии в обычной холодильной установке не более 0,02- 0,04 квт-ч, или 20—40 квт-ч на 1 т опресненной воды. Верхняя цифра относится к районам с высокой температурой охлаждающей воды (до 28—30° С). Однако такой же расход энергии достижим и в дистилляционных опреснительных установках, работающих по принципу теплового насоса (компрессорных). Кроме того, в судовых условиях в большинстве случаев для работы дистилляционных опреснителей удается использовать низкопотенциальное тепло системы охлаждения двигателей или утилизировать тепло вторичного пара, так что расход топлива на работу опреснительной установки не превышает 0,5- 0,8% расхода топлива на главный двигатель. В этих условиях попытки дальнейшего увеличения экономичности опреснительной установки, связанные с неизбежным ее усложнением, совершенно не оправданы.[c.12]

Меньшего солесодержания можно добиться только за счет снижения производительности или увеличения габаритов опреснителя и расхода энергии, что заметно ухудшает техникоэкономические показатели. Расход энергии особенно резко возрастает при увеличении глубины обессоливания. Ионообменные мембраны также оказываются весьма чувствительными к малейшим отложениям накипи, особенно гидроокиси магния, которая выпадает даже при низких температурах вследствие местного повышения концентрации ионов у поверхности мембран в рассольных камерах. Поэтому электродиализаторы находят широкое применение лишь для опреснения слабосоленых вод типа солончаковых и вырабатывают воду для коммунальных нужд, где солесодержание около 500 мгЦ не препятствует ее использованию. В этих условиях они по всем показателям превосходят дистилляционные установки. На судах, как уже отмечалось, более благоприятны условия для дистилляционных опреснителей, которые имеют значительно меньшие габариты и вырабатывают воду с солесодержанием не более 4—10 мг/л.[c.13]


Расход энергии при вакуумном способе опреснения морской воды составляет 10—12 кВт-ч на 1 м пресной воды.  [c.245]

Приведенные данные о тео1ретическо м расходе энергии справедливы только для начального момента опреснения воды — по мере отбора пара концентрация солей в оставшейся части воды будет возрастать, одновременно будут возрастать депрессия давления и расход энергии на опреснение воды. Возрастает также теоретический расход энергии на опреснение воды с увеличением ее начального солесодержания.  [c.15]

Расход энергии на опреснение. Минимальный расход энергии на опреснение может быть достигнут только в процессах, не связанных с изменением агрегатного состояния воды. Определить величину наименьшего расхода энергии на выделение чистой воды из раствора можно наиболее наглядно для процесса обратного осмоса (гиперфильтрации).  [c.9]

Интересным можно считать, метод опреснения воды нагревом ее до сверхкритических температур (370—380 °С). Он основан на предположении, что соленая вода, нагретая до сверх-критической температуры, вследствие малой ее вязкости и высокой кинетической энергии молекул, превышающей энергик> межмолекулярных связей, может быть достигнуто гравитационное отделение солей от воды. Причем, мнения многих авторов по выбору температуры расходятся. Одни предлагают нагревать воду до 460 С при давлении 28,0 МПа и подавать в адиабатный испаритель, где она расширяется со снижением температуры до 170 °С и давления 0,5 МПа. Смесь пара и кристаллов направляется в сепаратор на разделение. Другие предлагают использовать в качестве теплоносителя жидкие расплавленные металлы. По такой технологии в камеру с соленой водой впрыскивают жидкий металл образующиеся в виде дроби гранулы с осажденными на них солями выводят в камеры плавления, где жидкий металл отделяют от солей и вновь направляют на нагревание воды в соответствии с расчетными данными расход энергии на опреснение при 80% выходе пресной воды может составить 6,5 кВт ч/м .[c.589]

В схеме установки Вебстера пом имо насоса, подающего соленую воду, предусмотрены еще шесть насосов и один насос-дозатор кислоты 16. Мощность двигателей насосов составляет 35 кет расход энергии этих двигателей, отнесенный к 1 опресненной воды —0,83 кет ч1м при общем расходе электроэнергии на опреснение воды 1,7 кет ч1 м или 1,55 кет ч кг удаленных солей.  [c.152]

С повышением температуры возрастает объем насыщенного пара, который нужио обработать для получения 1 кг пресной воды, в связи с этим возрастает и теоретический расход энергии на ее опреснение.  [c.15]

Минимальный расход энергии в процессе опреснения воды гиперфильтрацией определен Спиглером [2] подсчет расхода энергии для опреснения замораживанием соленой-воды в идеализированном процессе произвел Керран [6] влияние температуры на процесс опреснения рассмотрено Доджем [7].  [c.15]

В идеализированном процессе опреснения при трехкратном упаривании воды океанов расход энергии на 1 опресненной воды составляет 1,48 кет ч. Следовательно, теоретически кон-.51енсация 1 т пара с температурой 130°С позволяет получить около 158 1,48= ] 07 пресной воды. iB действительности а установках для опреснения воды испарением пока удается получать не более 12—18 пресной воды на 1 т использованного пара.  [c.16]

В идеальном электродиализаторе коэффициент выхода по току может приближаться к единице. В трехкамерном электродиализаторе с пористыми неактивными мембранами — э количество электричества, необходимото на опреснение воды, можно подсчитать затрачиваемый расход электрической энергии  [c.142]

Следует остановиться также на одном важном вопросе. Некоторые авторы [23, 24] считают, что одним из достоинств дистилляционного метода опреснения, позволяющим повысить его экономичность, является возможность использования низкопотенциального пара. При этом ДОУ рассматривают, видимо, как потребитель теплоты бытового и отопительного характера, расходующего пар низкого потенциала (0,12—0,25 МПа). Поэтому считают, что ДОУ в летнее время будет нагружать отолительный отбор турбин и будто бы повышать экономичность комбинированной установки. Одним словом, ДОУ отождествляют с отопительным потребителем теплоты. По мнению автора, такая постановка задачи является неправильной. Во-первых, на отопление вода подается с определенной температурой (обычно 100—150°С). Например, нельзя подавать воду с температурой 350 °С или ЗО С. Во-вторых, для отопительных потребителей важным является общее количество тепловой энергии.  [c.90]


На двухцелевых водоэлектростанциях кроме пресной воды вырабатывается также электрическая энергия. При неизменном расходе топлива (а также параметров энергетической части) на водоэлектростанциях электрическая мощность будет меньше, чем на конденсационных электростанциях. Объясняется это тем, что для производства пресной воды используется греющий пар такого потенциала, который мог бы быть использован в конденсационной турбине. В связи с этим приведенные затраты опресненной воды (3) могут быть определены как сумма приведенных затрат собственно дистнлляционной части (Зд. ч) и затрат теплоты греющего пара (Згр.п)  [c.91]

Следует оговорить, что в этом примере не учтены гидравлическое сопротивление фильтрующей пленки или мембраны. Поскольку размеры пор в ней весьма малы и сопоставимы с размерами сольватов, сопротивление трения при проходе воды через них составляет величину того же порядка, что и осмотическое давление. Поэтому в любой реальной опреснительной установке для океанской воды расход энергии не может быть меньше 5 кет ч на 1 г опресненной воды.  [c.10]

Под эне1ргетическим коэффициентом полезного действия процесса будем, понимать отношение расхода энергии, теоретически необходимой для опреснения 1 кг воды данного солесодержа.ния, к фактическому расходу энергии, затрачиваемой в процессе на опреснение того же количества воды.  [c.13]

Стоимость опреснения воды на электродиализной опреснп-тельной установке складывается из стоимости амортизации мембран с учетом срока их службы до замены, амортизации ванн, насосов, генератора, средств автоматизации и управления, а также из расходов на оплату электрической энергии и на заработную плату обслуживающего. персонала.  [c.169]

В настоящее время не существует общепринятого критерия эффективности процесса электродиализа. Полезным показателем может служить удельный расход энергии, определяемый как расход электроэнергии в вт-ч, необходимый для снижения на 1 мг/л концентрации солей в 1 воды, т. е. для удаления 1 г соли (без учета расхода электроэнергии на работу насосов). Соответствующая потребность в мембранах может быть вычислена как площадь мембраны в квадратных метрах, необходимая для прохождения из опресняе.мого раствора в концентрируемый раствор 1 г соли в 1 . Меньшая потребность в энергии и площади мембраны указывает таким образом на более высокую эффективность. Характер зависимости между расходом электроэнергии и требуемой площадью мембраны показан на рис. 4.15. Этот график построен по данным, полученным при концентрации солей в исходной воде порядка 1000—6000 лг/л и в опресненной воде 300—1500 мг/л.  [c.147]


Хотите снизить счет за электричество? Начните с водонагревателя

Средний дом в Соединенных Штатах потребляет много энергии (в среднем 10 972 кВтч в год, если быть точным). В результате американские домовладельцы тратят 1411 долларов на энергию и ежегодно выбрасывают около пяти тонн углерода.

Любой, кто заботится об экономии денег или уменьшении своего углеродного следа, поступил бы разумно, если бы искал способы сократить потребление энергии в своем доме. И хотя это не звучит гламурно, один из лучших способов сделать это — заменить водонагреватель.

Если бы наши водонагреватели были страной, их общие выбросы были бы ответственны за большее количество выбросов парниковых газов, чем Бельгия.

Почему американские водонагреватели потребляют так много энергии

Почти в каждом американском доме есть либо обычный газовый, либо электрический водонагреватель. Несмотря на то, что первые водонагреватели были изобретены более 100 лет назад, конструкция водонагревателя в вашей прачечной или подвале не сильно отличается от первых моделей, разработанных еще в конце 1800-х годов.

Они работают довольно просто. Электричество или газ нагревают большой металлический резервуар с водой, а затем перекачивают ее по всему дому. Но вот проблема: эти водонагреватели не могут предсказать, когда вам понадобится горячая вода, поэтому они нагревают воду каждый час дня. Это означает, что даже если вы в отпуске или спите, ваш водонагреватель нагревает воду.

В результате средняя американская семья тратит 600 долларов в год и выбрасывает около тонны CO2 для нагрева воды, которую они по большей части не используют.На самом деле, если бы наши водонагреватели были страной, их общие выбросы были бы ответственны за большее количество выбросов парниковых газов, чем вся Бельгия.

Но, в отличие от многих других экологических проблем, решить эту очень легко. И если вы домовладелец, это в значительной степени зависит от вас.

Как в других странах нагревают воду

Если вы когда-нибудь путешествовали по Европе, вы, возможно, замечали, что их водонагреватели выглядят иначе, чем в вашем доме. В большинстве европейских домов используются безрезервуарные водонагреватели. Они похожи на обычные баки в том, что они используют электричество или газ для нагрева воды, но вместо того, чтобы нагревать ее в любое время дня, они нагревают ее только по требованию.

Неудивительно, что эти водонагреватели намного эффективнее обычных баков. По данным Национального совета по защите ресурсов (NRDC), безбаковые модели имеют примерно вдвое меньший углеродный след, чем обычные танки.

Проточные водонагреватели доступны в Америке.И по сравнению с обычными танками они намного лучше. Но есть еще более эффективный вариант, который стал доступен в последнее десятилетие, и во многих штатах правительство заплатит вам до 750 долларов за его установку.

Сделайте еще одно простое изменение — переключитесь на чистую энергию.
Проверить наличие
Как работают водонагреватели с тепловым насосом (гибридные)

Для домовладельцев в Америке лучшим вариантом для повышения энергоэффективности является водонагреватель с тепловым насосом (иногда называемый гибридным водонагревателем).

Водонагреватели с тепловым насосом используют тепло окружающего воздуха для нагрева воды, вместо того чтобы полагаться на электричество или газ. Другими словами, они перемещают энергию, а не производят ее. Как говорят исследователи из Министерства энергетики, «тепловые насосы работают как холодильник наоборот. В то время как холодильник извлекает тепло из коробки и выбрасывает его в окружающую комнату, автономный водонагреватель с тепловым насосом с воздушным источником извлекает тепло из окружающего воздуха и сбрасывает его — при более высокой температуре — в резервуар для нагрева воды.

Сегодня большинство водонагревателей с тепловым насосом также включают в себя резервный электрический нагреватель сопротивления на случай, если температура окружающего воздуха недостаточно высока для использования. Вот почему они называются гибридными тепловыми насосами.

Как гибридные водонагреватели сокращают расходы и выбросы

За исключением солнечных водонагревателей (которые в США стоят от 3000 до 10 000 долларов США), тепловые насосы являются наиболее энергоэффективными водонагревателями. Это делает их еще и самыми экологичными. Их углеродный след может быть в два-четыре раза ниже, чем у обычного резервуара.Вот почему экологические группы, такие как NRDC и Rocky Mountain Institute, любят их.

Поскольку тепловые насосы так важны для сдерживания изменения климата, правительство частично оплачивает счет. Федеральное правительство предоставит вам налоговую льготу в размере 300 долларов США на покупку теплового насоса. В некоторых штатах, таких как Мэн, вы получите мгновенную скидку в размере 750 долларов. И многие крупнейшие коммунальные предприятия предоставят вам скидку в размере 500 долларов. Посетите базу данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и эффективности, чтобы узнать, на какие скидки и льготы вы имеете право.

Даже без поощрений лучший тепловой насос на рынке сэкономит средней семье 4800 долларов за 10 лет и сократит их углеродный след на четыре тонны (эквивалентно переходу на веганство на два года или сокращению четырех международных рейсов).

Любой, кто знаком с изменением климата, знает, что есть много сложных проблем, которые нужно решить. Нам нужно изобрести электрические самолеты и грузовые корабли, а также найти способ производить такие вещи, как сталь и алюминий, с гораздо меньшим потреблением электроэнергии.Но некоторые решения — будь то переключение источника питания вашего дома на возобновляемые источники энергии или замена неэффективного водонагревателя — намного проще. А учитывая, что американские дома выделяют столько же углерода, сколько и большинство промышленно развитых стран, эти решения могут иметь большое значение.

Сделайте еще одно простое изменение — переключитесь на чистую энергию.
Проверить наличие

Ваш водонагреватель увеличивает счет за электроэнергию?

Кто не любит горячий душ или долгую горячую ванну? Но ваш водонагреватель потребляет много энергии.Системы водяного отопления являются вторым по величине потребителем электроэнергии в вашем доме. По данным Министерства энергетики США, это в среднем 18% ваших затрат на электроэнергию. Теперь вы, вероятно, задаетесь вопросом, как сэкономить на счетах за электричество, не прибегая к холодному душу.

Вот 6 советов, которые помогут снизить энергопотребление обогревателя и ежемесячно экономить несколько долларов:

Понизьте температуру в баке с горячей водой  

Установив термостат нагревателя на 130-140 градусов, вы можете значительно снизить потребление энергии.

Удаление отложений из резервуара для горячей воды

Многие домовладельцы не знают, что накопление отложений в вашем оборудовании может снизить эффективность нагревательных элементов. Дважды в год используйте вентиль сбоку нагревателя для слива осадка.

Изоляция резервуара для горячей воды

Установите изоляционную оболочку и изолируйте первые шесть футов трубопровода, отходящего от нагревателя, чтобы предотвратить потерю тепла. Вы можете приобрести изоляционную оболочку в большинстве хозяйственных или крупных магазинов.

Установка таймера резервуара для воды

Большинство оборудования нагревает воду весь день и всю ночь. Вы можете установить таймер нагревателя и настроить оборудование на работу только тогда, когда вам это нужно. Это может сэкономить до 12% затрат на электроэнергию вашего обогревателя.

Стирка белья в холодной воде и стирка при полной загрузке

Использование холодной воды в стиральной машине позволяет значительно сэкономить. Знаете ли вы, что 90% энергии, потребляемой вашей стиральной машиной, уходит на нагрев воды. Поверните регулятор на холодную и стирайте только при полной загрузке, чтобы снизить счет за электроэнергию.

Установка безбакового водонагревателя

Экономия энергии за счет безрезервуарных водонагревателей или водонагревателей по требованию огромна. Это может снизить затраты на электроэнергию для нагрева воды до 35%. Безбаковая модель может предложить бесконечный запас горячей воды, когда вам это нужно, даже для нескольких задач одновременно. Нет больше холодного душа или отсутствия горячей воды. Вашей семье понравится постоянный поток горячей воды.

Огайо Отопление , продажа и обслуживание водонагревателей:

  • Оценка правильного размера бака
  • Профессиональная установка
  • Удаление старого оборудования
  • Обслуживание всех марок и моделей
  • Аварийная служба доступна

Позвоните нам по телефону 614.863.6666 или заполните форму слева… никогда больше не оставайтесь без горячей воды.

 

Жизнь в гармонии | Энергия

Нагрев воды

Нагрев воды является третьим по величине расходом энергии в вашем доме после отопление и охлаждение. Более 50% горячей воды используется в душе и стиральная машина. Вот несколько способов сэкономить энергию и сократить сумма к расходу на подогрев воды:

Фокус на вашем водонагревателе

Оберните снаружи бак водонагревателя изоляционным кожухом. Они относительно недороги, просты в установке и их можно найти на в любом хозяйственном или хозяйственном магазине. Во время установки не закройте клапан аварийного сброса давления, сливной клапан, термостат, и панели доступа. Изолируйте первые 3-4 фута холодного и горячего трубы, подсоединенные к агрегату.

Понижение настройки температуры на водонагревателе до 120°F также позволяет экономить энергию.На каждые 10 градусов снижения температуре потребление энергии может быть снижено на 3-5 %.

Один раз в год слив около галлона воды со дна бака кран Это удалит осадок, который может увеличить время, необходимое для нагревать воду и увеличивать коррозию бака.

Проверьте аварийный предохранительный клапан и линию. Если труба теплая на расстоянии более 18 дюймов от бака, у вас может быть утечка энергии (и денег), которая требует быстрого ремонта.

Обратитесь в свою электроэнергетическую компанию и узнайте, не предлагают ли они более низкие тарифы на потребление электроэнергии в непиковые часы. Некоторые компании предлагают стимулы для клиентов, которые разрешают устанавливать устройства управления, отключающие водонагреватели в часы пикового спроса.

Альтернативные методы нагрева

Солнечное отопление: эта система использует солнечную энергию для нагрева воды. Существует два типа систем солнечного отопления: активные и пассивные.К узнайте, какая система лучше для вас, свяжитесь с Орландо Коммунальная комиссия по телефону (407)-957-7373. Эти системы могут обеспечить для 50-75% ваших потребностей в горячей воде.

Установки утилизации тепла (HRU): эта система работает с центральный кондиционер или тепловой насос за счет рекуперации тепла, обычно отводимого на улицу. Пока ваша система кондиционирования работает, «бесплатное» тепло используется для нагрева воды.Установка стоит около 300-500$, но может сэкономить вам 100-140 долларов в год. Это 50% отопления вашего дома. расходы!

Водонагреватель с тепловым насосом (HPWH): эта система отбирает тепло напрямую из воздуха и переносит его в воду в резервуаре для хранения. Система работает независимо от центральной системы кондиционирования, поэтому может производить вода круглый год. Модернизация существующего водонагревателя может стоить около 600-1000 долларов, но это может сэкономить вам 100-150 долларов в год.

Потребительские (безбаковые или проточные) водонагреватели: эта система нагревает воду напрямую без использования накопительного бака. Таким образом, они избегают потерь тепла в режиме ожидания, связанных с накопительными водонагревателями. При открытии крана горячей воды холодная вода по трубе поступает в агрегат. Либо газовая горелка, либо электрический элемент нагревает воду. В результате водонагреватели по требованию обеспечивают постоянную подачу горячей воды. Вам не нужно ждать, пока накопительный бак наполнится достаточным количеством горячей воды.

Обязательно уточните в местной коммунальной компании предложения о скидках на альтернативные методы отопления, а также информацию о подрядчике и установке.

Посетите веб-сайт Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США, чтобы получить дополнительную информацию о различных типах водонагревателей.

 

 

Водяное отопление :: Энергоэффективная жизнь :: Жизнь в гармонии

Дом >>> Энергия >>> Отопление и охлаждение
 
Водяное отопление

Нагрев воды является третьим по величине расходом энергии в вашем доме после отопление и охлаждение. Более 50% горячей воды используется в душе и сушилка для белья. Вот несколько способов сэкономить энергию и сократить сумма к расходу на подогрев воды:

Фокус на вашем водонагревателе

Оберните снаружи бак водонагревателя изоляционным кожухом . Они относительно недороги, просты в установке и их можно найти на в любом хозяйственном или хозяйственном магазине.Во время установки не закройте клапан аварийного сброса давления, сливной клапан, термостат, и панели доступа. Изолируйте первые 3-4 фута холодного и горячего трубы, подсоединенные к агрегату.

Понижение настройки температуры на водонагревателе до 120°F также позволяет экономить энергию. На каждые 10 градусов снижения температуре потребление энергии может быть снижено на 3-5 %.

Один раз в год слив около галлона воды со дна бака кранЭто удалит осадок, который может увеличить время, необходимое для нагревать воду и увеличивать коррозию бака.

Проверьте аварийный предохранительный клапан и линию. Если труба теплая на расстоянии более 18 дюймов от бака, у вас может быть утечка энергии (и денег), которая требует быстрого ремонта.

Обратитесь в свою электроэнергетическую компанию и узнайте, не предлагают ли они более низкие тарифы на потребление электроэнергии в непиковые часы. Некоторые компании предлагают стимулы для клиентов, которые разрешают устанавливать устройства управления, отключающие водонагреватели в часы пикового спроса.

 
Альтернативные методы нагрева

Солнечное отопление: эта система использует солнечную энергию для нагрева воды. Существует два типа систем солнечного отопления: активные и пассивные. К чтобы узнать, какая система лучше для вас, свяжитесь с Gainesville Regional Utilities по телефону (352)-334-3434. Эти системы могут обеспечить для 50-75% ваших потребностей в горячей воде.

Установки утилизации тепла (HRU): эта система работает с центральный кондиционер или тепловой насос за счет рекуперации тепла, обычно отводимого на улицу.Пока ваша система кондиционирования работает, «бесплатное» тепло используется для нагрева воды. Установка стоит около 300-500$, но может сэкономить вам 100-140 долларов в год. Это 50% отопления вашего дома. расходы!

Водонагреватель с тепловым насосом (HPWH): эта система напрямую извлекает тепло из воздуха и переносит его в воду в резервуаре для хранения. Система работает независимо от центральной системы кондиционирования, поэтому может производить вода круглый год.Модернизация существующего водонагревателя может стоить около 600-1000 долларов, но это может сэкономить вам 100-150 долларов в год.

Быть обязательно проконсультируйтесь с местной коммунальной компанией об альтернативном отоплении метод скидки предлагает и информацию о подрядчике и установке.

 

Водяное отопление | Green Home Technology Center

В Соединенных Штатах на нагрев воды приходится около 18% счетов за коммунальные услуги дома каждый год. 1  Цель этой веб-страницы – снизить энергопотребление путем обсуждения важной терминологии, связанной с оценкой водонагревателей, выбора водонагревателей, типов водонагревателей, источников энергии для нагрева воды, размера резервуара для горячей воды, стоимости. различных водонагревателей, уменьшите потери тепла из существующей системы горячего водоснабжения, сократите потребление горячей воды и рекуперацию тепла из систем горячего водоснабжения. Если вы ищете простые модификации для вашей системы водяного отопления, мы также включаем раздел модернизации водяного отопления, который служит порталом для веб-сайтов, которые представляют стратегии энергосбережения для вашей существующей системы водяного отопления.

Коэффициент энергии (EF)

Отношение произведенной полезной горячей воды к количеству энергии, подведенной к водонагревательному элементу. 1.0 будет означать, что вся подаваемая энергия (газовая или электрическая) превращается непосредственно в тепло без потерь во внешнюю среду. Эффективность выше 1,0 может быть достигнута с использованием тепловых насосов, но другие источники топлива ограничены диапазоном 0-1. Чем выше КВ, тем выше КПД водонагревателя. 20

Значение R

Показатель для измерения способности резервуара для хранения воды противостоять потерям тепла.Более высокое значение R указывает на меньшие потери тепла из бака с горячей водой.

Рейтинг первого часа (FHR)

Это количество горячей воды, которое может быть поставлено из системы хранения горячей воды в первый час работы. В эту величину входит начальный объем бака, а также объем воды, который можно нагреть за час. Приобретая накопительную систему водяного отопления, вы должны учитывать, сколько горячей воды может потребоваться вашей семье в утренние часы, а показатель первого часа должен превышать потребность вашей семьи.

Время восстановления

Время, за которое накопительный бак пополняет запас горячей воды при опорожнении.

Потери в режиме ожидания

Среднее количество энергии, используемой в час для поддержания требуемой температуры хранимой воды, выраженное в БТЕ в час.

Циклические потери

Потери тепла при распределении воды через резервуар и трубы, выраженные в БТЕ в час.

 

Первым шагом к выбору водонагревателя с низким энергопотреблением является определение типа водонагревателя, который вам нужен, исходя из доступности вашего типа топлива.В большинстве систем в качестве источника топлива используется накопитель горячей воды с электричеством или природным газом. Для этих систем вам нужно будет определить, сколько горячей воды вам нужно, чтобы вы могли определить размер водонагревателя (для обычных водонагревателей накопительного типа), который требуется. Наконец, вы можете определить стоимость установки водонагревателя для вашего дома. 2

Доступно множество типов водонагревателей, в том числе: накопительный бак, безбаковый, гибридный, солнечный и безбаковый непрямой нагреватель горячей воды.Плюсы и минусы этих водонагревателей обсуждаются следующим образом.

Резервуар для хранения

В большинстве домов в США используются водонагреватели с накопительным баком. В этих установках используется небольшая газовая горелка, тепловой насос или электрический резистивный элемент для нагрева воды, хранящейся в изолированном резервуаре. Эффективность водонагревателя измеряется энергетическим коэффициентом (EF). Чтобы уменьшить потери тепла в режиме ожидания, рассмотрите возможность использования изоляции с R-12 или выше. 6,12

Pros

2 • Доступны широкое количество горячей воды
• Более низкая стоимость установки
• Потенциал использования невыполненного электричества

минус

; потери
     • Потери тепла через подающий и отводящий трубопроводы

Проточный водонагреватель

Нагревает воду по требованию. Они могут быть расположены в центре с распределительными трубами, или они могут быть расположены в месте использования (ванная комната или кухня). Безрезервуарные водонагреватели могут работать как на газе, так и на электричестве. Для электрических агрегатов стоит отметить, что потребляемая мощность довольно велика, как и требования по току и напряжению. С учетом этих требований в сервисной панели требуются очень большие и дорогие выключатели и проводка. Не рекомендуется использовать электрические безрезервуарные водонагреватели для целых домов, хотя они могут быть значительными в небольших моделях для обогрева мест использования. 4,12

Плюсы
     • Отсутствие потерь тепла в режиме ожидания
     • Эффективность на 8–34 % выше, чем у систем хранения
     • Шум, создаваемый вентиляторами подачи воздуха для газовых систем
     • Более высокие первоначальные затраты

Гибридный водонагреватель

Эти системы относительно новые на рынке. Эти модели включают нагрев по требованию и буферный резервуар, который меньше, чем обычные резервуары для хранения. Примечание. Гибрид также может относиться к водонагревателям с тепловым насосом.

Плюсы
     • Небольшой буферный бак, снижающий ограничения безрезервуарной системы
     • Высокая эффективность

Минусы
     • Очень высокая стоимость
        00 Потери тепла в режиме ожидания

солнечный водонагреватель

Солнечное отопление использует солнечную энергию для нагрева воды. Вы можете использовать активный солнечный нагрев воды в дополнение к нагреву воды природным газом или электричеством, с экономией энергии до 50%.(«Оценка стоимости и энергоэффективности солнечного водонагревателя») Посетите нашу веб-страницу, посвященную солнечному горячему водоснабжению, для получения дополнительной информации об этих системах или см. «Солнечные водонагреватели» Министерства энергетики для получения дополнительной информации. 12

Плюсы
     • Более высокая эффективность по сравнению с газовыми или электрическими водонагревателями
     • Ожидаемый срок службы

Минусы
     • Высокая начальная стоимость
       • Требуется модернизация существующих систем
          • Требуется резервная система отопления

 

Для нагрева воды можно использовать: электричество, мазут, геотермальную энергию, природный газ или пропан.Чаще всего используются электричество и природный газ. Пропан и мазут являются наиболее дорогими вариантами, но их можно использовать на удаленных участках, где нет доступа к природному газу. Если у вас есть несколько доступных источников топлива, рекомендуется сравнить стоимость и потребление энергии для каждого типа топлива. Министерство энергетики предоставляет онлайн-калькулятор стоимости топлива для сравнения природного газа с электричеством.

Электрические нагреватели сопротивления

Хотя электрическое сопротивление имеет почти 100% КПД, стоимость электроэнергии высока из-за потерь при производстве и передаче, связанных с электричеством. Еще одним недостатком электрических агрегатов является то, что на змеевиках теплообменника может произойти загрязнение, если в вашей воде много солей и минералов. Большинство производителей рекомендуют периодически промывать теплообменники и очищать их от накипи, что увеличивает затраты на установку и техническое обслуживание. 26

Тепловые насосы

При нагреве воды тепловым насосом тепло обычно передается из пространства вокруг теплового насоса в бак горячей воды. Тепловые насосы имеют самый высокий рейтинг EF, который также можно назвать коэффициентом полезного действия (COP). 26

Мазут

Источник нагрева на жидком нефтяном ископаемом топливе с низкой вязкостью обычно используется только тогда, когда природный газ и электрическое отопление недоступны. 26

геотермальная энергия

Водонагреватели используют тепло Земли для нагрева воды. Как правило, для достижения желаемой температуры горячей воды необходимы дополнительные нагревательные устройства, такие как электрический нагреватель или тепловой насос. 26   Посетите нашу веб-страницу о геотермальной энергии для получения дополнительной информации.

Природный газ

Природный газ, также известный как метан, является распространенным дешевым топливом, используемым для нагрева воды. Природный газ требует, чтобы газопровод был доступен в вашем доме. 26

Пропан

Пропан — это ископаемый топливный газ, который можно использовать для нагрева воды. Пропан можно хранить в жидком виде в резервуарах, поэтому его легче транспортировать, чем природный газ, что делает его более доступным для отдаленных районов. Обычно он используется только тогда, когда природный газ недоступен, и может быть дешевле электрического нагрева сопротивления. 26

 

Если вы решите приобрести водонагреватель с накопительным баком, вам потребуется правильно подобрать размер бака. Вообще говоря, для 1-2 человек вы можете получить резервуар на 30-40 галлонов, для 3-4 человек вам потребуется резервуар на 40-50 галлонов, а для 5 и более человек вам потребуется резервуар на 50-80 галлонов. Для безрезервуарных водонагревателей, водонагревателей по потребности, солнечных и накопительных водонагревателей вы можете узнать, как определить размер вашей системы, в разделе «Расчеты» на веб-странице Министерства энергетики. 24  

Для водонагревателей накопительного типа (наиболее распространенных) газовые нагреватели имеют лучшее FHR и время восстановления, поэтому эти устройства позволяют использовать резервуары меньшего размера с тем же рейтингом EF. 26  Вам нужно будет выбрать размер резервуара в соответствии с предполагаемой пиковой потребностью в воде. Чтобы получить более точную оценку вашей пиковой потребности в нагреве воды, вы можете оценить количество галлонов горячей воды, необходимое для каждой домашней задачи, используя следующие числа:

Задача

Использование горячей воды (галлон/задача)

Душ

10

Ванна

9

Бритье

2

Шампунь

4

Мытье посуды вручную

4

Посудомоечная машина

14

Приготовление пищи

4

Стиральная машина

7

Источник: как работает. com и «Определение параметров нового водонагревателя» Министерства энергетики

.

По данным homeadvisor.com, водонагреватели традиционного накопительного типа имеют среднюю стоимость с установкой в ​​размере 889 долларов США (бак на 40-50 галлонов), а водонагреватели без резервуара имеют среднюю стоимость с установкой в ​​размере 3000 долларов США.

Обратитесь к ресурсам, чтобы получить представление о том, сколько будет стоить установка или простая окупаемость для различных типов водонагревателей.

Потери тепла из системы горячего водоснабжения включают потери тепла из бака и распределительных труб.Подсчитано, что современные электрические водонагреватели могут терять 1,4 кВтч тепла из-за потерь в режиме ожидания из накопительного бака, в то время как газовый водонагреватель с аналогичной изоляцией будет иметь 8,3 кВтч потерь в режиме ожидания из бака. Разница между ними заключается в том, что на газовом блоке всегда горит контрольная лампочка. Распределительные трубы также могут привести к потерям энергии, поскольку, по оценкам, температура воды между источником и точкой потребления падает на 2–4 °F. Подумайте о том, чтобы добавить дополнительную изоляцию или установить специальные трубы, чтобы уменьшить потери тепла (это проект, который вы можете сделать сами). 15  Кроме того, вы можете уменьшить потери тепла, понизив заданную температуру воды. 14 Уезжая из дома на несколько дней, обязательно уменьшите температуру в резервуарах для хранения воды для экономии энергии.

Нагрев воды — это вторая по величине статья расходов в вашем доме, поэтому полезно по возможности сокращать потребление горячей воды. Основной способ снизить потребность в горячей воде — установить приборы с низким расходом. В качестве альтернативы можно уменьшить потребление горячей воды, принимая душ короче, выключая воду при чистке зубов и другие изменения в поведении.Используя меньше горячей воды, вы можете уменьшить размер резервуара для горячей воды, что также снизит потребность в отоплении. 10

Узнайте больше о том, как можно сократить потребление горячей воды, чтобы еще больше уменьшить требуемую емкость резервуара для горячей воды.

Каждый раз, когда вы принимаете горячий душ, вся тепловая энергия, содержащаяся в воде, уходит в канализацию. Эта потеря тепла должна быть восполнена в вашем резервуаре для горячей воды, что требует использования энергии. По этой причине выгодно установить систему рекуперации тепла для горячей воды.В этих системах горячая вода, выходящая из ванны, будет предварительно нагревать входящую холодную воду из города, в результате чего более теплая вода будет поступать в вашу систему горячего водоснабжения. Это простое приспособление может привести к значительной экономии (150–200 долларов США в год для систем электрического отопления) и окупится примерно через 2–7,5 лет. Узнайте больше на веб-странице Министерства энергетики «Рекуперация тепла дренажной воды».

Министерство энергетики разработало серию материалов, посвященных самоделкам, в которых показано, как можно улучшить систему водонагревателя, снизив температуру горячей воды, изолировав трубы горячей воды или изолировав бак водонагревателя.

 


Ресурсы

 

  1. «Водяное отопление» Министерства энергетики — вводная страница для изучения мер по энергосбережению при водяном нагреве.
  2. «Выбор нового водонагревателя» Министерства энергетики — Введение в типы водонагревателей и критерии выбора для нагрева воды.
  3. «Определение размеров» Министерства энергетики — Обсуждение размеров водонагревателей без резервуара или водонагревателя по требованию, систем солнечного нагрева воды и систем нагрева накопительной воды.
  4. «Безбаковые водонагреватели или водонагреватели по требованию» Министерства энергетики — Введение в водонагреватели по требованию с подробными критериями выбора, а также информацией об установке и обслуживании.
  5. «Водонагреватели с тепловым насосом» Министерства энергетики — Введение в водонагреватели с тепловым насосом с подробными критериями выбора, а также информацией об установке и обслуживании.
  6. «Накопительные водонагреватели» Министерства энергетики — введение в водонагреватели накопительного типа с подробными критериями выбора, а также информацией об установке и обслуживании.
  7. «Безбаковые змеевики и косвенные водонагреватели» Министерства энергетики — Введение в безбаковые змеевики и косвенные водонагреватели с подробными критериями выбора, а также информацией об установке и обслуживании.
  8. «Солнечные водонагреватели» Министерства энергетики — введение в солнечные водонагреватели с подробными критериями выбора, информацией об установке и обслуживании, а также возможными улучшениями эффективности с помощью системы.
  9. «Рекуперация тепла сточных вод» от Министерства энергетики — Введение в рекуперацию тепла сточных вод с информацией о стоимости и установке.
  10. «Сокращение использования горячей воды» Министерства энергетики — Информация о том, как сократить общее потребление горячей воды.
  11. «Подогрев плавательных бассейнов» Министерства энергетики — Введение в меры по энергосбережению для снижения потребности в энергии для обогрева бассейнов.
  12. «Какой водонагреватель вам подходит?» Министерство энергетики — Сравнение плюсов и минусов различных типов водонагревателей.
  13. «#AskEnergySaver: Домашнее водонагревание» от Министерства энергетики — часто задаваемые вопросы о том, как сократить потребление энергии горячей водой.Хорошее обсуждение простых мер по энергосбережению, связанных с использованием горячей воды.
  14. «Проект экономии: более низкая температура нагрева воды» Министерства энергетики — видео проекта «Сделай сам» о том, как сэкономить энергию за счет снижения температуры горячей воды.
  15. «Проект экономии: изоляция труб горячего водоснабжения для экономии энергии» Министерства энергетики — видеоролик о том, как сделать своими руками экономию энергии путем изоляции труб горячего водоснабжения в вашем доме.
  16. «Проект экономии: изоляция бака водонагревателя» Министерства энергетики — видеоролик о том, как сделать своими руками, как сэкономить энергию за счет изоляции бака горячей воды в вашем доме.
  17. «Оценка стоимости и энергоэффективности солнечного водонагревателя» Министерства энергетики — хорошая оценка того, сколько солнечный водонагреватель может сэкономить вам, и как долго будет простой период окупаемости.
  18. «Новая инфографика и проекты по защите ваших счетов за электроэнергию от горячей воды» Министерства энергетики — инфографика о водяном нагреве.
  19. «Как выбрать новый водонагреватель» от Howstuffworks.com — Обсуждение источников топлива для водяного отопления, безрезервуарных водонагревателей и размеров водонагревателей накопительного типа.
  20. «Требования программы ENERGY STAR Спецификация продукта для коммерческих водонагревателей» от ENERGY STAR® — информация о критериях продукта ENERGY STAR®, включая ключевую терминологию для водонагревателей.
  21. «Бытовые водонагреватели ENERGY STAR®: окончательный анализ критериев» от ENERGY STAR® — информация о технологиях водонагревателей, а также об экономии и окупаемости, связанных с каждой технологией.
  22. «Высокоэффективные водонагреватели» от ENERGY STAR® – отличный документ, показывающий экономию энергии для различных типов высокоэффективных водонагревателей.
  23. «Калькулятор стоимости энергии для электрических и газовых водонагревателей» Министерства энергетики — отличный инструмент для оценки экономии затрат на новые электрические или газовые водонагреватели по сравнению с вашим текущим водонагревателем.
  24. «Стоимость замены водонагревателя» на сайте costhelp.com — типичные затраты, связанные с различными типами водонагревателей.
  25. «Сколько стоит установка водонагревателя» от Homeadvisor.com — Типичные расходы, связанные с приобретением различных типов водонагревателей.
  26. «Как выбрать новый водонагреватель» на сайте howstuffworks.com — подробное обсуждение того, как выбрать новый водонагреватель.

Сколько электроэнергии потребляет проточный водонагреватель? (в час, месяц, год)

«На водонагреватели приходится почти 17 процентов энергопотребления дома, они потребляют больше энергии, чем все остальные бытовые приборы вместе взятые». (DOE по водонагревателям)

Электрические проточные водонагреватели требуют большого количества электроэнергии (во время работы) .Удивительно, но они очень энергоэффективны и экономичны. Мы рассмотрим , а именно , сколько электроэнергии потребляет безбаковый водонагреватель (используя уравнение мощности P = I * V и уравнение стоимости Стоимость = кВтч * т (ч) ).

Мы также рассмотрим несколько примеров того, насколько дорого обходится эксплуатация безрезервуарных нагревателей мощностью 8–30 кВт при 100% тепловой мощности:

  • В час. В среднем 1,06 долл. США за небольшой нагреватель мощностью 8 кВт и 3,96 долл. США за большой нагреватель мощностью 30 кВт.
  • В месяц. От 18,55 до 69,03 долларов США (подробнее в таблице ниже) , в среднем для семьи из 4 человек 43,94 долларов США в месяц .
  • В год. От 222,60 до 831,60 долларов США (подробнее в таблице ниже) , в среднем для семьи из 4 человек 527,10 долларов США в год .

Посмотрим правде в глаза:

Нагрев воды — один из самых энергоемких процессов . Проточные водонагреватели нагревают воду за секунд (15 секунд с холодной на горячую воду) .Для этого нам нужно невероятное количество электроэнергии.

Означает ли это, что безрезервуарные обогреватели потребляют много электроэнергии?

Да и нет. Когда они «включены», электрические безбаковые нагреватели потребляют до 30 000 Вт электроэнергии. Для сравнения, средней стиральной машине для работы потребуется чуть больше 1000 Вт (и она будет работать 1-2 часа). Однако электрические проточные водонагреватели работают не постоянно. Вся эта энергия используется для нагрева воды только при использовании горячей воды .

Пример: 10-минутный обжигающий душ с горячей водой увеличит ваш счет за электроэнергию не более чем на 1 доллар. Вы можете проверить, действительно ли проточные водонагреватели того стоят и экономят ли они ваши деньги здесь.

На самом деле, даже по данным Министерства энергетики США, безбаковые водонагреватели могут значительно сократить ежемесячные счета за электроэнергию:

«Для домов, потребляющих 41 галлон или меньше горячей воды в день, водонагреватели по требованию могут быть 2 на 4–34 % более энергоэффективными , чем обычные водонагреватели с накопительным баком.(DOE по энергоэффективности безбаковых водонагревателей)

Большинство домохозяйств используют менее 41 галлона воды в день. 24% – 34% – это довольно много экономии энергии. С точки зрения электроэнергии безбаковые водонагреватели являются разумным вложением средств (они также служат 10-15 лет ).

Но как такой энергоемкий прибор может уменьшить счет за электроэнергию?

Все сводится к тому, сколько ампер потребляет безбаковый водонагреватель (поскольку напряжение всегда одинаковое: 220/240В).Давайте немного подсчитаем, сколько электроэнергии потребляет проточный водонагреватель:

Сколько стоит запустить электрический проточный водонагреватель?

Рассчитать максимальные эксплуатационные расходы безбаковых водонагревателей довольно просто. Ключевая информация здесь сколько ватт потребляет безбаковый водонагреватель. Мы сделаем здесь один быстрый пример, за которым последуют другие.

Пример: У вас есть электронагреватель без бака мощностью 20 кВт.Сколько стоит запустить его?

Решение: Нагреватель мощностью 20 кВт потратит 20 кВтч электроэнергии, если вы включите его на 1 час. Средняя цена за кВтч в США составляет $0,1319. Это означает, что нагреватель без бака мощностью 20 кВт будет расходовать в среднем 20 кВт·ч x 0,1319 долл. США за кВт·ч = 2,64 долл. США за час работы .

Звучит немного, правда? Очевидно, что есть много факторов, которые вступают в игру, такие как температура воды на входе, потребность в горячей воде и так далее. Для безбакового водонагревателя мощностью 20 кВт 2,64 доллара США в час составляют максимальное потребление электроэнергии (при 100% тепловой мощности).Скорее всего, вы будете запускать нагреватель на 100% мощности в течение первых 15 секунд, а затем процент нагрева (и, следовательно, затраты на водонагреватель) падает.

Теперь реальный вопрос таков:

Сколько часов в день вы используете проточный водонагреватель? Вот сколько стоит эксплуатация безбакового электронагревателя мощностью 20 кВт из нашего примера в разные периоды времени:

  • 20 кВт при 100% мощности на 10 минут (душ): 0,66 $ .
  • 20 кВт при 100% мощности в течение 30 минут : 1,32 $ .
  • 20 кВт при 100% мощности в течение 1 час : 2,64 $ .
  • 20 кВт при 100% мощности на 2 часа : 5,28 $ .
  • 20 кВт при 100% мощности в течение 5 часов : 13,20 $ .

Имейте в виду, что мы всегда устанавливаем цену на электроэнергию на уровне 0,1319 долларов за киловатт-час.

Не у всех есть встроенный проточный водонагреватель мощностью 20 кВт. Давайте посмотрим на две очень важные цифры, касающиеся использования электрических проточных водонагревателей:

.
  • Сколько электроэнергии потребляет проточный водонагреватель в час?
  • Сколько электроэнергии потребляет проточный водонагреватель в месяц? Ежемесячный счет за электроэнергию.

Потребление электроэнергии безрезервуарным водонагревателем по часам

Есть только две переменные, когда дело доходит до расчета потребления электроэнергии безбаковыми водонагревателями в час.Это:

  1. Сколько Вт потребляет проточный водонагреватель?
  2. Какова стоимость электроэнергии (стоимость кВтч) в вашем районе?

Опять же, мы исходим из того, что средняя цена на электроэнергию составляет 0,1319 долл. США за кВтч, а безрезервуарный нагреватель работает на 100% тепловой мощности.

Вот таблица с максимальными эксплуатационными расходами электронагревателей разных размеров в час:

Мощность электрического безбакового нагревателя Стоимость работы Час
8 кВт 1,06 $
9 кВт 1,19 $
10 кВт 1,32 $
11 кВт 1,45 $
12 кВт 1,58 $
13 кВт 1,71 $
14 кВт 1,85 $
15 кВт 1,98 $
16 кВт 2,11 $
17 кВт 2,24 $
18 кВт 2,37 $
19 кВт 2,51 $
20 кВт 2,64 $
21 кВт 2,77 $
22 кВт 2,90 $
23 кВт $3,03
24 кВт 3,17 $
25 кВт 3,30 $
26 кВт 3,43 $
27 кВт 3,56 $
28 кВт 3,69 $
29 кВт 3,83 $
30 кВт 3,96 $

Имейте в виду, что эти номера действительны только в том случае, если электрический проточный водонагреватель работает на 100% тепловой мощности.Большую часть времени он работает на менее чем на 100% . Эта информация пригодится при расчете того, сколько электроэнергии потребляет проточный водонагреватель в месяц:

Ежемесячное потребление электроэнергии безрезервуарным водонагревателем

Ежемесячный счет за электроэнергию расскажет наиболее реалистичную историю о том, сколько электроэнергии тратит электрический безбаковый водонагреватель. Вот почему может быть полезно посмотреть, сколько электроэнергии потребляют различные безбаковые водонагреватели в месяц.

Настоящая проблема здесь в том, что очень сложно оценить, сколько часов в день мы используем проточный нагреватель и какова его средняя мощность (заметьте, она не всегда равна 100%).

Мы можем использовать очень приблизительную оценку: средняя семья из 3-7 человек будет использовать эквивалент 35  мин использования безрезервуарного водонагревателя при 100% тепловой мощности . Это основано на потребностях в 16-60 галлонов в день при температуре воды на входе 52°F. Также учитывается средний КПД безбакового водонагревателя 97%.

Исходя из этого предположения и стоимости электроэнергии в размере 0,1319 долл. США за кВтч, мы можем рассчитать, сколько стоит эксплуатация электрического безрезервуарного нагревателя в месяц и в год:

Мощность электрического безбакового нагревателя Стоимость В месяц (приблизительная оценка) Стоимость В год (приблизительная оценка)
8 кВт 18,55 $ 222,60 $
9 кВт 20,83 $ 249,90 $
10 кВт 23,10 $ $277,20
11 кВт 25,38 $ $304,50
12 кВт 27,65 $ $331,80
13 кВт 29,93 $ $359,10
14 кВт $32,38 $388,50
15 кВт 34,65 $ 415,80 $
16 кВт 36,93 $ 443,10 $
17 кВт 39,20 $ 470,40 $
18 кВт 41,48 $ 497,70 $
19 кВт 43,93 $ $527,10
20 кВт 46,20 $ $554,40
21 кВт 48,48 $ 581,70 $
22 кВт 50,75 $ $609,00
23 кВт $53,03 636,30 $
24 кВт $55,48 665,70 $
25 кВт 57,75 $ $693,00
26 кВт 60,03 $ 720,30 $
27 кВт 62,30 $ 747,60 $
28 кВт 64,58 $ 774,90 $
29 кВт 67,03 $ $804,3
30 кВт 69,03 $ $831,60

Очевидно, что существует множество переменных, которые определяют, сколько именно стоит эксплуатация электрического безбакового нагревателя.Тем не менее, по данным Министерства энергетики, безрезервуарные водонагреватели расходуют меньше электроэнергии, чем обычные водонагреватели, работающие от электричества.

Чтобы максимально сократить расходы на электроэнергию, обратите внимание на этикетку Energy Star. В нашем списке лучших и наиболее энергоэффективных электрических безрезервуарных обогревателей вы увидите, что эти устройства могут иметь энергоэффективность до 99%.

Также важно правильно подобрать размер безбакового обогревателя. Вы можете прочитать больше о подходящем размере безбакового водонагревателя здесь.Вы найдете карту температуры воды на входе и 2 примера того, насколько большой безбаковый водонагреватель вам нужен.

Несколько слов о том, сколько электроэнергии потребляет газовый проточный водонагреватель

Газовые обогреватели без баллона — это совсем другая история. Они работают на газе – пропане или природном газе. Газовые безрезервуарные установки требуют минимального (незначительного) количества электроэнергии. Электричество используется только для обслуживания электрической цепи; не для фактического нагрева воды.

Если вы прочитаете статью о газовых и электрических обогревателях без бака, вы увидите, что газовые обогреватели могут быть на 1000 долларов дороже, чем электрические.Вам также нужно добавить еще 1000 долларов за установку. Однако с точки зрения экономичности нагрева воды газовые водонагреватели без бака более экономичны.

Это потому, что газ – пропан или природный газ – примерно в 3 раза дешевле (в расчете на тепловую мощность), чем электричество. Вы можете проверить, сколько пропана использует пропановый водонагреватель здесь.

Если среднегодовая стоимость эксплуатации электрического безбакового водонагревателя составляет 527,10 долларов США, то эксплуатация безбакового водонагревателя, работающего на газе, будет стоить всего около 175,70 долларов из-за более низкой стоимости газа.

Количество электроэнергии, необходимой для обслуживания проточного газового водонагревателя, составляет менее 10 долларов в год .

Ваш водонагреватель потребляет слишком много энергии?

Энергия необходима, и ее нельзя тратить впустую. Возможно, вы не поймете, что ваш счет за коммунальные услуги неуклонно растет, пока не станет слишком поздно. Во многих случаях виноват водонагреватель. Если вы имеете дело с большими счетами за газ, электричество или воду — будьте осторожны. Ваш водонагреватель может быть причиной проблемы с эффективностью.Ознакомьтесь с этими экономичными хитростями с водонагревателями:

 

Один: понизить температуру

 

В частности, понизьте его до 120°F для любого снижения температуры на 10 градусов. При этом вы можете сократить от трех до пяти процентов ваших общих расходов на отопление. Будьте активны в этом вопросе, потому что постоянная температура при снижении или повышении температуры в доме может дорого обойтись в долгосрочной перспективе.

 

Два: устранить утечки

 

Утечки в вашем доме повредят не только интерьер.На самом деле, одна капля в секунду может стоить до долларов в месяц . Таким образом, при 60 каплях в минуту вы можете терять до 8,64 галлона в день, что составляет примерно 3153 галлона в год. Проверьте этот калькулятор капель воды, предоставленный DrinkTap.org.

 

Три: обновите стиральную машину

 

Установив прибор, сертифицированный ENERGY STAR, вы можете значительно сократить расходы на нагрев воды. Эксперты считают, что использование водонагревателя сравнимо с тратой воды на пару бассейнов в год.Используя энергоэффективную стиральную машину, вы можете значительно снизить нагрузку на водонагреватель.

 

Четыре: установка смесителей с малым расходом

 

Многие современные федеральные нормы требуют установки кранов с низким расходом воды, и на это есть веские причины. Любые смесители, созданные в начале 90-х годов, используют 90 314 в два раза больше воды, чем современные смесители с низким расходом. Инвестиции того стоят, и они могут сократить четвертую часть вашего счета за электроэнергию для нагрева воды.

 

Пять: мойте свой Landry холодной водой

 

Горячая вода убивает бактерии, как и стиральный порошок. На самом деле, вы не получите большого импульса, используя горячую воду. Вы также используете тонну энергии водонагревателя. Поверьте нам: ваш цикл полоскания заслуживает большего количества холодной воды, как и ваш ежемесячный счет за коммунальные услуги.

 

Также изолируйте бак водонагревателя. Электрические, газовые и масляные баки должны быть защищены, но не закрывайте термостат, основание или отсек горелки.Со временем вы увидите разницу в энергопотреблении. Если вы можете управлять своим счетом за нагрев воды с помощью тепловых ловушек, вы можете максимизировать эффективность своего дома. Поговорите с номером «Сантехника и отопление Стива» , чтобы узнать о дополнительных возможностях и поддерживать энергию вашего дома с нуля.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*