Калькулятор - водонагреватель

1. Общие сведения

• Название:
  • Калькулятор времени нагрева водонагревателя
  • Калькулятор мощности водонагревателя
• Назначение:
  • Расчёт времени, необходимого для нагрева воды в водонагревателе до заданной температуры.
  • Расчёт мощности водонагревателя, необходимой для нагрева заданного объёма воды за указанное время.
• Дата составления: 12 апреля 2025 года.

2. Калькулятор времени нагрева водонагревателя

2.1. Входные параметры

• Объём бака:
  • Единица: л
  • Диапазон: ≥1, шаг 1
  • Пример: 50 л
• Мощность ТЭНа:
  • Единица: Вт
  • Диапазон: ≥100, шаг 100
  • Пример: 2000 Вт
• Начальная температура воды:
  • Единица: °C
  • Диапазон: 0–100, шаг 1
  • Пример: 15°C
• Желаемая температура воды:
  • Единица: °C
  • Диапазон: 1–80, шаг 1
  • Пример: 60°C

2.2. Выходной параметр

• Время нагрева:
  • Единица: мин
  • Описание: Время, необходимое для нагрева воды до желаемой температуры.

2.3. Методика расчёта

Расчёты основаны на ГОСТ Р 51594-2000 ("Нагреватели воды электрические накопительные") и физических законах теплопередачи.

• Разница температур:
  • Формула: \( \Delta T = T_{end} - T_{start} \)
  • Где:
    • \( T_{end} \) — желаемая температура (°C),
    • \( T_{start} \) — начальная температура (°C).
  • Источник: Общая физика (закон нагрева массы).
• Масса воды:
  • Формула: \( m = V \cdot \rho \)
  • Где:
    • \( V \) — объём бака (л),
    • \( \rho = 1 \) кг/л — плотность воды.
  • Источник: ГОСТ Р 51594-2000, п. 4.2 (учёт объёма воды).
• Требуемая энергия:
  • Формула: \( Q = \frac{m \cdot c \cdot \Delta T}{\eta} \)
  • Где:
    • \( c = 4.186 \) кДж/кг·°C — удельная теплоёмкость воды,
    • \( \eta = 0.9 \) — КПД нагревателя (90%).
  • Источник: ГОСТ Р 51594-2000, п. 5.3 (учёт КПД); физика теплопередачи.
• Время нагрева:
  • Формула: \( t = \frac{Q \cdot 1000}{P \cdot 60} \)
  • Где: \( P \) — мощность ТЭНа (Вт), результат в минутах, округлённый вверх.
  • Источник: Физика (перевод энергии в время нагрева).

2.4. Пример расчёта

• Входные данные:
  • Объём: 50 л
  • Мощность: 2000 Вт
  • Начальная температура: 15°C
  • Желаемая температура: 60°C
• Расчёты:
  • Разница температур: \( \Delta T = 60 - 15 = 45 \) °C
  • Масса: \( m = 50 \cdot 1 = 50 \) кг
  • Энергия: \( Q = \frac{50 \cdot 4.186 \cdot 45}{0.9} = 10465 \) кДж
  • Время: \( t = \frac{10465 \cdot 1000}{2000 \cdot 60} = 87.21 \approx 88 \) мин
• Результат:
  • Время нагрева: 88 мин

3. Калькулятор мощности водонагревателя

3.1. Входные параметры

• Объём бака:
  • Единица: л
  • Диапазон: ≥1, шаг 1
  • Пример: 50 л
• Желаемое время нагрева:
  • Единица: мин
  • Диапазон: ≥1, шаг 1
  • Пример: 60 мин
• Начальная температура воды:
  • Единица: °C
  • Диапазон: 0–50, шаг 1
  • Пример: 15°C
• Желаемая температура воды:
  • Единица: °C
  • Диапазон: 20–80, шаг 1
  • Пример: 60°C

3.2. Выходной параметр

• Мощность водонагревателя:
  • Единица: кВт
  • Описание: Необходимая мощность ТЭНа для нагрева воды за заданное время.

3.3. Методика расчёта

Расчёты основаны на ГОСТ Р 51594-2000 и физических законах теплопередачи.

• Разница температур:
  • Формула: \( \Delta T = T_{end} - T_{start} \)
  • Источник: Общая физика.
• Масса воды:
  • Формула: \( m = V \cdot \rho \)
  • Где: \( \rho = 1 \) кг/л.
  • Источник: ГОСТ Р 51594-2000, п. 4.2.
• Требуемая энергия:
  • Формула: \( Q = \frac{m \cdot c \cdot \Delta T}{\eta} \)
  • Где:
    • \( c = 4.186 \) кДж/кг·°C,
    • \( \eta = 0.9 \).
  • Источник: ГОСТ Р 51594-2000, п. 5.3.
• Мощность:
  • Формула: \( P = \frac{Q \cdot 1000}{t \cdot 60 \cdot 1000} \)
  • Где: \( t \) — время нагрева (мин), результат в кВт, округлённый до двух знаков.
  • Источник: Физика (перевод энергии во мощность).

3.4. Пример расчёта

• Входные данные:
  • Объём: 50 л
  • Время: 60 мин
  • Начальная температура: 15°C
  • Желаемая температура: 60°C
• Расчёты:
  • Разница температур: \( \Delta T = 60 - 15 = 45 \) °C
  • Масса: \( m = 50 \cdot 1 = 50 \) кг
  • Энергия: \( Q = \frac{50 \cdot 4.186 \cdot 45}{0.9} = 10465 \) кДж
  • Мощность: \( P = \frac{10465 \cdot 1000}{60 \cdot 60 \cdot 1000} = 2.907 \approx 2.91 \) кВт
• Результат:
  • Мощность водонагревателя: 2.91 кВт