|
#вопрос #физика?
Дано: недавно купленный-установленный (буквально 2 недели назад) бойлер 50 л воды. На бойлере круговой переключатель температуры без указания, но с отметками (без понятия, имеют ли они смысл). Бойлер используется дважды в неделю (суббота и воскресенье - когда приходим мыться, по сути). Включается на нагрев в пятницу вечером, ну да не суть важно, это всё мелочи. Вопрос в чём. Мама предпочитает выкручивать на предпоследнюю метку на шкале, чтобы экономить электричество. Я ставлю на максимум. Ну допустим, там разница будет в десяток градусов, непринципиально. Вопрос: а насколько эта разница на самом деле экономит электроэнергию? По идее, при разница на чистом нагреве не очень велика. Ну там теплоёмкость * разница в градусах * массу. То есть, 4200 * 10 * 50 = 2,1 мегаджоуль = 0,583 кВт*ч. Что очень мало. После нагрева бойлер только поддерживает температуру. Как насчёт тепловых потерь, которые компенсирует эта поддержка? По идее, излучением должно теряться мало. Но насколько мало? Можно пренебречь или нельзя? Но ладно излучение, остальное должно, по идее, теряться от контактной теплопередачи. Можно как-то посчитать _разницу_ потерь? Понятно, что саму потерю посчитать нельзя - ну разве что выключить холодильник, свет, etc и просто засечь, сидя рядом с счётчиком, т.е. когда потребляет чисто бойлер. Но можно ли как-то прикинуть, насколько больше (в джоулях или в число раз) теряется при поддержании двух температур, одна из которых на десять градусов больше другой? По идее, есть формула зависимости скорости теплопередачи от разницы температур. Но до меня не доходит, можно ли её использовать, а если да, то как? Там вроде бы скорость теплопередачи, т.е. первая производная тепла по времени зависит от как раз разницы температур помножить на коэффициент. Надо проинтегрировать с обеих сторон, получается, по времени? Или я что-то не так понимаю? Если проинтегрировать и потом поделить для обеих случаев, то получится, что при потери при двух разных разницах температур (по отношению к температуре среды) относятся друг как разница этих самых температур, т.е. Q1/Q2 = разница1/разница2, т.е. при температуре доме в 20 градусов мне для понимания, насколько больше будет потеряно электроэнергии надо только будет узнать (отыскать инструкцию!), до какого максимума нагревает бойлер. Если, допустим, до 80 градусов, а мама ставит на 70 градусов, то отношение будет 7/6, то есть. Правда, остаётся вопрос, на какое число умножать это 7/6, т.е. всё-таки надо как-то замерять потерю в любом из двух режимов. Видимо, только по счётчику, отключив всё лишнее? вчера в 16:44
3 |
|
trionix, спс, понял.
финикийский_торговец Можно посчитать только теплотдачу, зная температуру стенки и температуру воздух (т.е. температурный напор будет их разницей) О! Звучит как план. Бойлер чуть теплее воздуха, судя по ощущениям, т.е. теплоотдача от него должна быть очень маленькой, по идее. Надо приложить к нему градусник.1 |
|
|
trionix
Но в общем - ставьте максимум, там разница очень мала, так как в формуле Т в кельвинах, Передача тепла излучением ничтожна тут, имеет значение теплоотдача к воздуху. Там разница и не важно в чём она в кельвинах или цельсиях. |
|
|
финикийский_торговец
Что она задаёт? Мощность нагревателя? Целевую температуру воды в баке? Последнее.то чем выше разница между температурой окружающей среды, тем выше потери Знаю; о том и пишу в посте.Примерно пропорционально разнице Именно, отсюда я и сделал вывод в конце. |
|
|
финикийский_торговец, да ну блин! Почему так не измерить? Градусник же примет температуру поверхности, на которой лежит, по идее? Нет?
|
|
|
Матемаг
да ну блин! Почему так не измерить? Градусник же примет температуру поверхности, на которой лежит, по идее? Нет? Нет. Его и воздух омывает. Процесс нагрева нелинеен по времнни. Термопары не просто так замуровывают в месте где что-то измеряют на предмет температуры. Получите +- лапоть. |
|
|
Матемаг
Показать полностью
А как это работает? Мощность тока – это сила тока, умноженная на напряжение. Небольшая сложность состоит в том, чтобы измерять моментальные значения и того, и другого в цепи переменного тока под нагрузкой, но современные датчики и АЦП-преобразователи позволяют проводить тысячи измерений в секунду, вычислять скользящее среднее с заданными параметрами, контролировать среднеквадратичное отклонение и другие параметры такого рода, что позволяет контролировать точность измерений и расчётов на уровне, вполне достаточном для бытовых нужд.В смысле, это типа минисчётчик? Вот так выглядит, например. Там есть большие технические различия с большими счётчиками по активной и реактивной мощностям, но в случае достаточно равномерно потребляющих электроэнергию приборов, таких как бойлеры, как раз таки, этим всем можно смело пренебречь. разница на поддержание настолько мала? При 10 градусах разницы температуры теплоносителя? Если у вас бойлер нормально теплоизолирован, да. Ну, в смысле, в сравнении с затратами тепла на нагрев 50 литров воды от комнатной температуры (или ниже, в водопроводе почти всегда температура воды ниже привычных нам 20 градусов) до 70-80 градусов, её поддержание в нормально термоизолированном "термосе" при не сильно большой разнице температур с окружающей средой ограниченное время стоит совсем немного. А разницу на нагрев между 70 и 80 градусов вы сами посчитали в посте. Думаю, максимум разница между поддержанием 70 и 80 градусов по теплопотерям достигнет того же значения, что и разница на нагрев. Сколько там полкиловатт-часа стоит у вас, рубля три? Ну, вот и ответ. Но тогда цена ваттметра "до тысячи рублей" получается, что не окупает возможную выгоду, хех. Само собой, но она удовлетворяет ваше любопытство.2 |
|
|
ReznoVV
ограниченное время Сутки - это не такое уж большое время? Или всё-таки большое?финикийский_торговец Если есть желание именно разделить сколько тратиться на нагрев, а сколько на поддержание температуры, предлагаю измерять счётчиком Есть желание понять, имеет ли смысл, как говорит мама, оставлять на немаксимуме бойлер, чтобы сэкономить деньгу, или там реально десятки рублей разницы, как говорит товарищ Резнов. |
|
|
Матемаг
Вам нужно как-то точно измерить температуру воздуха и стенки бойлера (много раз в течении недели) чтобы оценить потери которые примерно равны затратам электроэнергии. Потому что иначе вам считать слишком много. |
|
|
значение теплоотдача к воздуху А она зависит от квадрата скорости сквозняка, так что нафиг расчеты, ставьте температуру на максимум. |
|
|
Матемаг
Сутки - это не такое уж большое время? Или всё-таки большое? Сферический средний 50-литровый бойлер имеет теплопотери на уровне 0.8-1.2 кВт*ч/сутки, если верить этому сайту. Это все теплопотери, полагаю, рассчитанные для некоторого среднего соотношения температуры нагретой воды и температуры помещения. Если считать, что выбор вашей мамы – это то самое среднее значение, а ваш выбор – превышение над ним, как предложил финикийский_торговец выше, увеличение теплопотерь составит 22%, то есть около 0.2 кВт*ч за сутки. Рубль-два, в сутки, рублей десять в месяц.1 |
|
|
финикийский_торговец, короче, проще затраты электроэнергии посчитать ваттметром, я понял.
ReznoVV, спасибо! Всё, короче, забью и скажу ей ставить на максимум, не париться и мне мозги не парить-с. 2 |
|
|
Короче.... Зря я физику сдавать собралась.
Ни черта не поняла 😅 |
|
|
Indil_, а что тут сложного? Вопрос скорее в недостатке данных. "уравнение теплообмена" или как оно там, ну, где скорость изменения тепла пропорциональна разности температур - это точно в школе изучается. То, что подводимая из розетки в бойлер мощность должна быть равна теплоотдаче бойлера вовне - это школьный же закон сохранения энергии. Сколько тепла надо, чтобы нагреть вещество с температуры 1 до температуры 2, если известна теплоёмкость и процесс плавный - это тоже школьная формула. Т.о. в посте исключительно школьные вопросы. Наверное, в отличие от меня, любознательный школьник сам знает о существовании ваттметра, я вот не знал, потому что тупее школьника:) Что ещё? Интеграл брать от обеих частей уравнения - это тоже 11 класс, так даже такой тупица, как я, умею, а уж школьники со всяких физико-математических классов так вообще!
|
|
|
Матемаг
Я физмат, но мой мозг летом вообще отрубается, жизнерадостно. А кто делал на протяжении всего года проект, рассчитывая теплопотерю? Яяя 1 |
|
|
Indil_, *пожатие плечами* Слишком жарко, что ли?
1 |
|
|
Матемаг
где скорость изменения тепла пропорциональна разности температур Задача стационарная, тут вернее говорить о тепловом потоке, а не скорости изменения чего-либо. |
|