Электрический чайник нагревает воду за 2 минуты

Обновлено: 17.05.2024

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:

Странные дела, никогда не считал себя человеком мыслящим стереотипами, но жизнь не раз доказывала обратное. Это и понятно, мало кто признает, что проще воспользоваться накопленным опытом прошлых поколений, чем напрячься и начать думать своей головой :)

Один из стереотипов, уходящий корнями в советское прошлое, гласит: "газом все греть дешевле, а электричество дорогое". В те времена это было действительно так, за газ очень часто платили фиксированную сумму, вне зависимости от потребления, а электроэнергия оплачивалась только по счетчику.

Сейчас времена другие. В квартирах на газ стали требовать установку счетчика, тарифы на электроэнергию меняются в зависимости от времени суток и уже сказать, что однозначно выгодней сходу не получится. Все нужно считать в каждом конкретном случае.

Наш дом подключен к газу. На газу почти все: отопление, горячая вода, приготовление пищи. Когда встал вопрос какой покупать чайник, размышлять особо не стали - конечно обычный для конфорок газовой плиты, как завещали деды :)

Но так ли это на самом деле, кто-нибудь задумывался, считал?

С учетом высокой скорости получения кипятка электричеством, возможно газом и нет смысла греть, особенно когда этот газ тоже оплачивается по счетчику.

Приобрел новый электрочайник мощностью 2 кВт и честно говоря очень надеюсь по результатам тестов его оставить, надоело греть газом - долго.

По условиям эксперимента буду нагревать один литр воды электрочайником и чайником на газу. Замерю потребление электричества и расход газа на литр, доведенный до кипения. И еще. Обязательно посчитаю сколько времени потребуется на нагрев.

Электрочайник.

Измерять потребление энергии буду с помощью специально прибора, важно получить цифру в кВт*ч, чтобы потом умножить на тариф.

Прибор показывает много значений, в том числе потребляемую мощность, 1924 Вт, практические паспортные 2 кВт.

Каждый из нас довольно часто пользуется чайником или обычным, или электрическим, чтобы довести воду до кипения. Это необходимо для приготовления двух замечательных напитков: чая и кофе. Однако не вся электрическая энергия, если чайник – электрический, или энергия горящего газа, если чайник – обычный, идет на нагревание воды. Каждый раз, когда мы, приготавливая кипяток, греем воду, вместе с ней нагревается и сам чайник, а также и воздух на кухне. При этом возникает вопрос: сколько лучше наливать воды? Если воды налить немного, то, с одной стороны, она быстро закипит, и потери теплоты на нагревание воздуха на кухне будет самыми небольшими. Но, с другой стороны, на нагревание самого чайника уйдёт почти столько же энергии, сколько и на нагревание воды. Если воды налить много, то энергия, потраченная на нагревание чайника, будет незначительной, но при этом чайник будет нагреваться долго и, следовательно, гораздо больше энергии будет передано окружающей среде. Давайте попробуем разобраться и определить оптимальное количество воды, при котором отношение потерь тепла к полезной работе по производству кипятка при помощи электрического чайника будет минимально.

При проведении расчетов будем считать, что вода, нагреваемая в чайнике, имеет комнатную температуру, а выделение тепла нагревательным элементом чайника в единицу времени неизменно и равно, соответственно, мощности, указанной производителем электрического чайника.

Для определения оптимального коэффициента полезного действия можно провести экспериментальное исследование, воспользовавшись электрическим чайником с мощностью нагревательного элемента 2400 Вт и объемом 1.5 л. Полезная работа по производству кипятка равна количеству теплоты, необходимому для нагревания воды от комнатной температуры до температуры кипения воды (100 0 С):

где – теплоемкость воды, – масса нагреваемой воды, – температура кипения воды, – начальная температура воды перед нагреванием (25 0 С).

Выделяемое нагревательным элементом количество теплоты определяется формулой:

где – мощность нагревательного элемента, – время закипания воды. Тогда коэффициент полезного действия электрического чайника определяется соотношением:

а потери энергии:

При помощи секундомера делаем измерения времени закипания воды разной массы, а результаты заносим в таблицу:

Выделяемое нагревательным элементом количество теплоты определяется формулой:

а потери энергии:

Читайте также: