Расчет стоимости электричества для нагрева воды

Irina1970

Здравствуйте, уважаемые физики.
Задача - необходимо оценить, сколько стоит нагреть воду.
Есть проточная система, на входе поток воды q (кг/с) с комнатной температурой, на выходе поток воды q (кг/сек) с температурой T. Нагрев происходит с помощью, допустим, электрических тенов. Известно, что для нагрева воды до температуры T необхдимо Q Дж/кг.
Таким образом, нам известно, какое количество теплоты необходимо подводить для нагрева каждую секунду - q*Q*t Дж.
Праильно ли считать, что для этого нам потребуется нагрватель мощностью q*Q/n Вт? Где n - электро-тепловое КПД нагревателя.
И в рублях мы заплатим за каждую секунду работы нагревателя, соответственно, k*q*Q*t/n руб, где k - стоимость 1 Вт*секунды.
Вопрос: правильно ли проведена оценка? Какое обычно КПД у электронагревателей?
Потерей тепла за счет остывания воды в окружающую среду пренебречь.
зы. Поправил "мощность нагревателя"

stm7543347

Праильно ли считать, что для этого нам потребуется нагрватель мощностью q*Q*t/n Вт? Где n - электро-тепловое КПД нагревателя.
Ну я бы предположил, что это и есть определение КПД нагревателя.
И в рублях мы заплатим за каждую секунду работы нагревателя, соответственно, k*q*Q*t/n руб, где k - стоимость 1 Вт*секунды.
Ну я бы предположил, что так и считается стоимость электричества. :)
Можешь, конечно, еще потери в сети учесть, от счетчика до установки, для более точных рублей...

Irina1970

Ну я бы предположил, что это и есть определение КПД нагревателя.
В смысле КПД будет 100% ? Сколько Вт электричества "ушло", столько Вт тепла "пришло"?

dmitry131

В смысле КПД будет 100% ?
КПД нагревателя очевидно будет 100%*.
А вот сколько энергии потратится на испарение воды, нагрев чайника и окружающего воздуха - другое дело.
* а при желании можно передать объекту тепла больше, чем затратить электроэнергии. Этим занимаются холодильные машины ;)

Irina1970

а при желании можно передать объекту тепла больше, чем затратить электроэнергии. Этим занимаются холодильные машины
Сумливаюсь, что таким образом можно нагревать скажем 1 кубометр в секунду до температуры градусов 400 ;)

dmitry131

Сумливаюсь, что таким образом можно нагревать скажем 1 кубометр в секунду до температуры градусов 400
Кубометр, простите, чего? Воздуха? Не думаю, что это большая проблема (особенно если воздуха) - главное подобрать соответствующий хладагент ;)

Brina

Тут надо учитывать теплопроводность воды. И скорость ее течения. Будь все стационарно, формулы, вроде, верны. Но течет...

meles

Таким образом, нам известно, какое количество теплоты необходимо подводить для нагрева каждую секунду - q*Q*t Дж.
Праильно ли считать, что для этого нам потребуется нагрватель мощностью q*Q/n Вт? Где n - электро-тепловое КПД нагревателя.
И в рублях мы заплатим за каждую секунду работы нагревателя, соответственно, k*q*Q*t/n руб, где k - стоимость 1 Вт*секунды.
если заменить выделенное на "время t", то все правильно.
КПД имхо близко к 100%. Чтобы посчитать, надо учесть сколько тепла уходит через стенки трубы с водой в комнату.

Irina1970

Тут надо учитывать теплопроводность воды. И скорость ее течения. Будь все стационарно, формулы, вроде, верны. Но течет...
Пока речь не идет о какой-то конкретной технической реализации.
Вопрос оценить порядок стоимости хотябы энергии.
Задача на самом деле более сложная. Нагреть воду до определенной Т на определенное время (секунды-минуты потом ее надо охлаждать.
Очевидно, что тут необходима рекуперация - воду на входе греть водой с выхода. И опять же ясно, что придельные случаи эффективности рукеперации дают нам 0 и 100%.
Какая реальная эффективность рекуперации может быть достигнута и потоках ~ 1 м3/с? И сколько примерно железа необходимо для организации работы такой рекуператорной системы?

Mausoleum

КПД нагревателя очевидно будет 100%
Очевидно, нет. Даже с тем, как на часть причин этого ты забил.

Mausoleum

Теоретически эффективность твоей рекуперации может быть весьма близка к 100%. Реализация проста: на встречных курсах достаточно протяженный участок с достаточно хорошим теплообменом. Но кубометр в секунду...

Brina

Из общих соображений советую тебе полученный результат по простым формулам умножить на 20. Типа от греха.

dmitry131

Очевидно, нет.
Обоснуй, как КПД нагревателя может быть меньше 100%? Если даже включить в понятие нагреватель провод от розетки до собственно нагревателя - эти потери будут ничтожны.

Brina

Я бы думал о большом числе трубочку для улучшения теплообмена...

seeknote

КПД нагревателя
если посчитать входную мощность и [math]$$\Delta Q$$[/math] воды, то ты заметишь, что кпд не 100%

dmitry131

если посчитать входную мощность и воды
Не понял - dQ(воды+окружения воды) или просто воды? Но потери воды к нагревателю отношения не имеют как бы, не?

Irina1970

Теоретически эффективность твоей рекуперации может быть весьма близка к 100%. Реализация проста: на встречных курсах достаточно протяженный участок с достаточно хорошим теплообменом. Но кубометр в секунду...
Теоретически, согласен. Или много трубочек, как уже писали.
Но интересно, реально насколько эффективно такие вещи могут работать, хотя бы при сопоставимых расходах.

demiurg

Какая реальная эффективность рекуперации может быть достигнута и потоках ~ 1 м3/с? И сколько примерно железа необходимо для организации работы такой рекуператорной системы?
Я бы сказал, что это очень сложно, и электричество тут самая последняя проблема
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: