Как нагреть воду до 600 градусов

Расчет расходов на нагрев воды

Сколько кВт·ч энергии тратится на нагрев воды

Справка

Этот калькулятор высчитает сколько денег, электроэнергии и времени тратится на нагрев воды. Вам не потребуется ни формул, ни коэффициентов: просто введите ваши данные и получите ответ.

Для расчета потребленной электроэнергии надо указать температуру холодной и горячей воды, а также её объём (массу). Вы можете указать КПД нагревательного прибора, если он вам известен. Если задать КПД 100%, то расчет покажет только полезную мощность затраченную на нагрев воды. При указании реального КПД расчет выдаст полную мощность, потребленную от сети.

Чтобы высчитать полную стоимость нагрева воды, необходимо задать ваш тариф на электроэнергию в рублях.

Чтобы оценить сколько времени занимает нагрев, укажите мощность электроприбора, которым вы греете воду, в киловаттах (кВт). Мощность часто указана на корпусе прибора, а также в его руководстве по эксплуатации или паспорте.

Примеры

Кипячение воды в электрочайнике

Обычно я наливаю в чайник воду комнатной температуры 20°C до отметки 1 литр и всегда довожу до кипения (до 100 градусов). Мощность чайника 2 кВт. Простейший расчет показывает, что на кипячение потратится примерно 0,1 кВт ч (киловатт часов) электроэнергии, 3 минуты времени, и, по московским тарифам, пятьдесят копеек денег.

Значит, каждое чаепитие прибавляет пол рубля в счет за электроэнергию, но это значительно меньше цены порции чая или кофе.

Подогрев воды в накопительном водонагревателе

Принимая душ, я каждый раз полностью опустошаю всю горячую воду из накопительного нагревателя, потому как в конце вода становится холодной. Зимой нагреватель греет холодную водопроводную воду от 5 до 45 градусов. Объем бачка 80 литров. При мощности тэнов 2 кВт, свежая вода в бачке будет нагреваться 2 часа, при этом потратится примерно 4 кВт электроэнергии и 20 рублей денег на её оплату. Летом вода греется от 18 до 45.

Значит, зимой каждое принятие душа обходится семейной казне в 20 рублей, а летом — в 15 рублей, если не считать стоимость холодной воды.

Замечание о кпд нагрева воды

Существует распространенное ошибочное мнение о том, что водяные электронагреватели имеют кпд равный 100%. Это вызвано тем, что в теоретических расчётах потерями энергии нередко пренебрегают из-за их малой величины. Но когда расчёты имеют практическое применение, то нетрудно заметить, что в действительности потери энергии при нагреве воды происходят уже с первых секунд. В зависимости от нагревательного прибора это могут быть следующие основные виды потерь:

• на разогрев самого нагревательного элемента (особенно много для электроплиты),
• на нагрев стенок ёмкости (чайника, бака),
• теплопередача и тепловое излучение энергии в окружающую среду от стенок ёмкости и непогружного нагревательного элемента),
• испарение с поверхности воды в открытых емкостях (кастрюлях и чайниках без крышки),
• потери на парообразование при кипении (самый мощный канал потерь).

Исходя из направлений основных потерь, нетрудно определить мероприятия по повышению кпд процесса нагрева воды:

• использование погружного нагревательного элемента,
• использование закрытой ёмкости,
• теплоизоляция ёмкости,
• использование минимально необходимой температуры нагрева,
• отключение при возникновении кипения.

В качестве дополнительных потерь можно отметить:

• потери в электрических проводах и контактах (разогрев проводов и штепсельной вилки электроприбора).
• потери на побочных электрохимических процессах (ионные нагреватели, электрохимическое разложение воды, электрохимическое растворение анода),
• потери на звук (шум, издаваемый пузырьками пара в месте контакта нагревателя или горячей поверхности с водой).

С точки зрения только потерь энергии дополнительные потери являются мизерными и несущественными, однако с точки зрения незапланированных расходов и рисков эти потери требуют особого внимания:

• Разогрев проводов электропитания в лучшем случае приводит к временной поломке проводов/розетки/вилки, в худшем — к пожару, поражению электрическим током, ожогу.
• Электрохимические процессы насыщают воду ионами металлов, разъедают бак и погружной нагревательный элемент. Первое делает воду непригодной для питья, второе сокращает срок службы водонагревателя и может вызвать потоп, если бак проржавеет насквозь.
• Шум при нагреве воды является индикатором того, что на поверхности контакта воды с горячим металлом происходит парообразование. Этот процесс приводит к образованию накипи. Из-за того, что накипь плохо проводит тепло, нагревательный элемент начинает перегреваться, приходя в негодность ускоренными темпами (также немного увеличивается время нагрева). Поломка нагревательного элемента может привести к поражению людей электрическим током). Также, шум сам по себе может мешать окружающим, вызывая шумовое загрязнение.

Исходя из направлений дополнительных потерь, выделяются мероприятия по избеганию и снижению их негативных последствий:

• Использование исправной электросети (исправного заземления), периодическая проверка нагрева питающих проводов, своевременное устранение проблем.
• Нагрев питьевой воды только специально предназначенными для этого приборами.
• Своевременная замена анода в водонагревателях (магниевый анод, алюминиевый анод).
• Отключение нагревателя от водопровода и электросети на время отсутствия людей.
• Использование активных систем защиты от протечек (автоматический клапан перекрывает подачу воды при намокании пола там, где установлен датчик).
• Использование УЗО (устройство защитного отключения) для водонагревателей, и периодическая проверка работоспособности этого устройства 1 раз в полгода.
• Снижение температуры поверхности горячего металла в месте контакта с водой (для снижения образования накипи и шума) следующими способами или их комбинациями:
  — снижение мощности нагревателя без снижения площади контакта;
  — увеличение площади контакта нагревателя с водой без увеличения мощности (например, предпочесть тен с бОльшей удельной площадью, если позволяет пространство);
  — активное регулирование (ограничение) температуры нагревателя симисторным (транзисторным) блоком управления;
  — установка дополнительных тенов, работающих одновременно, но со сниженной мощностью (последовательное включение);
  — периодическая проверка наличия накипи, своевременная очистка;
  — увеличение скорости потока воды около тена или нагревательной поверхности.

Источник

Самый быстрый способ передачи энергии в мире способен нагреть воду до 600 С за триллионную долю секунды

Этот метод может работать лишь с небольшими объёмами воды, однако это — быстрейший способ передачи энергии, существующий на Земле на сегодняшний день. Учёные нашли способ нагреть одну миллиардную литра воды до 600 градусов Цельсия за одну триллионную долю секунды.

Суть метода заключается в мгновенном воздействии на воду короткой, интенсивной вспышкой терагерцового излучения – электромагнитных волн, попадающих в интервал между микроволнами и инфракрасным светом. На мгновение, которое длится меньше миллисекунды, вода остаётся в своей исходной плотности, а затем её молекулы разлетаются в стороны. За это время учёные должны суметь зафиксировать любые химические реакции, которые будут инициированы этим экстремальным нагревом.

Команда немецких исследователей, разработавшая этот метод, пока ещё не провела его полноценных испытаний. Они лишь опубликовали статью с его описанием в журнале «Angewandte Chemie International Edition». Этот метод должен позволить физикам проводить эксперименты с термальными реакциями – например, исследовать то, как тепло заставляет молекулы рекомбинировать, образуя новые вещества.

Чтобы зафиксировать настолько малые и быстрые реакции, учёным понадобятся ультракороткие рентгеновские лучи. И в Гамбурге, Германия скоро появится установка, которая позволит проделать именно это. «Европейская рентгеновская лазерная установка на свободных электронах», которая в настоящий момент находится в стадии строительства, сможет генерировать достаточно короткие рентгеновские вспышки, которые сумеют зафиксировать различные стадии химических реакций. Как ожидается, установка будет готова к работе к 2015 году.

Источник

Ученым удалось нагреть воду до 600 градусов Цельсия за одну триллионную долю секунды

Ученые-физики из германской исследовательской организации Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) добились успеха в том, чтобы нагреть крошечное количество воды до температуры в 600 градусов Цельсия за одну триллионную долю секунды. И хотя такая технология работает с крошечным количеством воды, с миллионной долей литра, это является случаем самой быстрой на сегодняшний день передачей энергии воде. Следует отметить, что этот эксперимент проводился учеными не ради достижения какого-нибудь гипотетического рекорда, в течение короткого промежутка времени, в течение которого происходил нагрев воды, ученые изучали некоторые особенные химические реакции, которые протекают лишь в условиях высокой температуры.

Столь быстрого нагрева воды за столь короткий промежуток времени ученые добились с помощью интенсивных импульсов терагерцового излучения, электромагнитных волн, частота которых лежит в промежутке межу микроволновым излучением и диапазоном инфракрасного света. Но главным фокусом данного эксперимента являлось то, что вода, нагретая до 600 градусов, в течение одной миллисекунды времени сохраняла свою оригинальную плотность, прежде чем взорваться крошечным облачком пара. Именно в этом момент времени ученые производили запись всех без исключения химических реакций, которые происходят лишь при высокой температуре и при нормальном значении плотности воды.

Этот метод, разработанный тремя учеными из DESY, еще не был проверен до конца экспериментальным путем, что будет сделано немного позже. Но и без этого ясно, что с помощью такого метода физики смогут отследить процессы разрыва молекул определенных веществ под влиянием высокой температуры и процессы их повторного объединения, в результате которых образуются отличные от исходных химические соединения.

Для того, чтобы произвести запись хода химических превращений исследователи нуждаются в источнике сверхкоротких импульсов рентгеновского излучения. Этим источником вскоре станет рентгеновский лазер на свободных электронах European X-ray Free-Electron Laser, сооружение которого ведется сейчас в Гамбурге, Германия. И его сооружение будет закончено к 2015 году, после чего ученые вплотную приступят к изучению высокотемпературных химических реакций.

Источник

Температура горячей воды в кулере: максимальный показатель, функция турбонагрева

Бытовые приборы, помогающие нагреть или охладить воду до нужной температуры, называются кулерами. Они заменяют электрические чайники, причем для удобства потребителей производители выпускают эти устройства в настольном и напольном вариантах. В эти приборы часто встраиваются различные фильтрующие модули, которые очищают жидкость от ненужных примесей.

Как работает нагрев воды в кулере

Хотя рынок заполнен различными видами оборудования для нагрева воды, у всех устройств один и тот же принцип работы.

Большинство кулеров состоит из следующих частей:

• Теплоизолированный бак, который используется для размещения нагреваемой воды. Емкость сосуда может колебаться от 600 мл до 3 л. Тепловой экран позволяет сохранить жидкость в горячем виде на протяжении нескольких часов.
• Для подогрева воды применяется специальный нагревательный элемент. В различных типах кулеров его мощность колеблется от 0,4 до 1,2 кВт.
• Для обеспечения нормального функционирования устройства применяются платы с электронными компонентами. Модульная конструкция позволяет быстро поменять вышедшие из строя контрольные элементы.
• Для получения нужной температуры нагрева в прибор установлены 2 датчика. Первый из них настроен на нижний порог срабатывания при температуре 68-85 ºC, а второй вступает в действие при достижении уровня в 90-95 ºC.

В начальный период разогрева процесс идет до срабатывания термодатчика с высоким уровнем температуры. После этого кулер отключается, а жидкость постепенно охлаждается до порога срабатывания датчика с нижним уровнем температуры. Подогрев воды до максимально возможной температуры происходит за 60-120 секунд. Затем система выключается, простаивая от 10 до 20 минут.

Чем чаще потребитель будет сливать из бака горячую жидкость, тем быстрее будут нагреваться последующие партии воды. Но инструкцией запрещается включение прибора без установки в нем бутыли, так как это быстро приводит к повреждению и выходу из строя нагревательных элементов.

Чтобы прибор работал весь срок эксплуатации, указанный в паспорте, нужно использовать воду хорошего качества. Рекомендуется своевременно менять фильтры и проводить мероприятия по обслуживанию оборудования.

До какой температуры кулер нагревает воду

Потребители часто интересуются, какая температура в кулере горячей воды, сколько градусов покажет термометр, если его опустить в бак устройства. Выпускаемые разными производителями приборы подогревают жидкость до 95 ºC.

После срабатывания термодатчика и отключения оборудования температура немного уменьшается. Практически жидкость в баке нагревается до 85-90 ºC.

Что такое функция турбонагрев

В большинстве продающихся на рынке приборов появилась дополнительная функция «Турбонагрев». Это означает, что в оборудовании есть запас мощности, который можно использовать для ускоренного разогрева. Такие устройства оснащены жидкокристаллическим экраном, показывающим температуру и время нагрева, и специальной кнопкой, включающей и отключающей дополнительный нагревательный модуль.

Если в старых образцах приборов были установлены ТЭН мощностью от 0,4 до 0,6 кВт, то при наличии функции турбонагрева в корпус вмонтирован еще один нагреватель, увеличивающий общую мощность до 0,7-1,2 кВт.

Можно ли водой из кулера заваривать чай

Любители чая заинтересованы получить ответ на вопрос, возможно ли заварить напиток, используя очищенную воду из кулера. Образующаяся на поверхности жидкости белая пенка отпугивает многих потребителей чая.

Но беспокоится не надо, так как это налет практически безопасен для здоровья человека. Он появляется из-за наличия в воде растворенных газов, которые при кипячении выходят на поверхность жидкости, а затем испаряются . В кулере температура чуть ниже порога вскипания, поэтому для выхода газообразных фракций нужно после засыпания чая в жидкость подождать несколько минут. За это время пенка исчезнет, а жидкость приобретет цвет заварки.

Качество полученного напитка зависит от используемых компонентов, поэтому лучше всего брать для заварки чистую воду и натуральный чай. Но после использования прибора на стенках бака скапливаются остатки, которые могут стать причиной какого-либо заболевания. Это происходит из-за появления в баке различных бактерий.

Источник