Oppvarming av vann kalkulator
Om beregning av oppvarming av vann
Denne kalkulatoren for oppvarming av vann beregner hvor mye energi i kWh som trengs for å varme vann mellom to temperaturer, energiforbruket fra varmekilden med virkningsgrad tatt med i beregningen, oppvarmingstiden og kostnaden for én oppvarmingssyklus. For naturgass beregner kalkulatoren også gassforbruket og varmtvannskapasiteten i liter per minutt. Beregningen passer for elektriske varmtvannsberedere, gasskjeler og varmtvannssystemer.
Veiledende verdier og anbefalinger
Varmeenergi som kreves for å varme opp vann
Temperaturforskjell. Først beregnes den nødvendige temperaturøkningen som forskjellen mellom vannets sluttemperatur og starttemperatur. Hvis sluttemperaturen ikke er høyere enn starttemperaturen, settes temperaturøkningen som brukes i energiberegningen til 0 °C.
ΔT = max(T2 - T1, 0)
Vannets tetthet og spesifikke varmekapasitet. Beregningen bruker tilnærmingen 1 liter vann = 1 kg og en spesifikk varmekapasitet for vann på 4,186 kJ/(kg·°C). Etter omregning fra joule til kilowattimer tilsvarer dette en faktor på 0,0011627778 kWh/(l·°C).
Q = V · ΔT · 0.0011627778
Her er Q varmeenergien som må overføres til vannet, kWh, V er vannvolumet, l, og ΔT er temperaturøkningen, °C. Hvis for eksempel vannvolumet eller temperaturforskjellen dobles, dobles også den nødvendige varmemengden.
Virkningsgrad og energiforbruk fra varmekilden
Virkningsgrad. Virkningsgraden angir hvor stor del av energien fra kilden som omdannes til nyttig varme som overføres til vannet. Når virkningsgraden tas med i beregningen, beregnes energiforbruket fra kilden ved å dele den nødvendige varmeenergien på virkningsgraden uttrykt som en desimalverdi fra 0 til 1.
Qsource = Q / η
Ved en virkningsgrad på 90 % er for eksempel η = 0.90, slik at det kreves omtrent 5,56 kWh energi fra kilden for å overføre 5 kWh varme til vannet. Hvis virkningsgraden ikke tas med, bruker beregningen η = 1, noe som betyr at ingen ekstra tap inkluderes.
Typiske virkningsgrader. For elektrisk motstandsoppvarming regnes virkningsgraden ved direkte oppvarming av vann ofte som nær 100 %. For gasskjeler er et vanlig veiledende område omtrent 85-95 %, men verdien fra den tekniske dokumentasjonen for det aktuelle apparatet bør brukes når den er tilgjengelig. Når naturgass velges, bruker kalkulatoren som standard en virkningsgrad på 90 %.
Forbruk av naturgass
Gassens brennverdi. Volumet av naturgass beregnes ut fra mengden brenselenergi som varmeapparatet trenger. Standard brennverdi er 10,5 kWh/m3. Det faktiske energiinnholdet i naturgass avhenger av sammensetningen og leverandøren, derfor bør verdien fra gassleverandøren brukes for et mer nøyaktig resultat.
Vgas = Qsource / Hgas
Her er Vgas forbruket av naturgass, m3, Qsource er nødvendig brenselenergi inkludert tap som tas hensyn til gjennom virkningsgraden, kWh, og Hgas er gassens brennverdi, kWh/m3. Jo høyere virkningsgrad apparatet og brennverdien til gassen har, desto lavere blir det beregnede gassvolumet.
Varmeeffekt og oppvarmingstid
Nyttig varmeeffekt. I denne beregningen betyr effekt hvor raskt varmeapparatet kan overføre varme til vannet. Oppvarmingstiden bestemmes derfor ut fra varmeenergien som vannet trenger og den nyttige varmeeffekten, mens virkningsgraden separat påvirker hvor mye energi som forbrukes fra kilden.
t = Q / P
Her er t oppvarmingstiden, h, Q er varmeenergien som vannet trenger, kWh, og P er den nyttige varmeeffekten, kW. Den beregnede tiden omregnes også til minutter ved å multiplisere med 60. Når elektrisitet velges, bruker kalkulatoren en standardeffekt på 2 kW, mens den bruker 20 kW for naturgass. Dette er startverdier som kan erstattes med effekten til det faktiske apparatet.
Effekt for gasskjele. For en kombikjele eller gjennomstrømningskjele for gass bør effekten som er tilgjengelig for produksjon av varmt tappevann brukes. Hvis produsenten oppgir en separat effekt for varmtvannsproduksjon, er denne verdien å foretrekke i beregningen.
Varmtvannskapasitet
Vannmengde i liter per minutt. For et gassdrevet varmeapparat beregner kalkulatoren også hvor mye vann apparatet teoretisk kan varme kontinuerlig ved den angitte effekten og temperaturøkningen. Dette resultatet avhenger ikke av det totale vannvolumet som er angitt for energiberegningen.
q = P / (60 · ΔT · 0.0011627778)
Her er q varmtvannskapasiteten, l/min. Ved samme varmeeffekt øker den tilgjengelige vannmengden når den nødvendige temperaturøkningen reduseres. Den samme kjelen kan for eksempel levere høyere vannmengde når vannet varmes opp med 30 °C enn når det varmes opp med 45 °C.
Beregning av kostnad
Elektrisitet. Kostnaden beregnes ved å multiplisere energiforbruket fra kilden i kWh med tariffen per 1 kWh.
Cel = Qsource · tariffel
Naturgass. For gass beregnes kostnaden ut fra det estimerte brenselvolumet i m3 og tariffen per 1 m3.
Cgas = Vgas · tariffgas
Kalkulatoren knytter ingen bestemt valuta til tariffen. Sluttkostnaden vises i samme valutaenhet som tariffen ble angitt i.
Temperaturer og europeiske standarder
Typiske temperaturer. For kaldt vann fra vannledningsnettet brukes ofte et veiledende område på 5-15 °C, avhengig av årstid og region. For lagret varmtvann brukes ofte verdier på omtrent 50-60 °C. For et bestemt system bør faktiske eller dimensjonerende temperaturer brukes når de er tilgjengelige.
Europeiske standarder. Ved prosjektering av varmtvannssystemer og vurdering av deres energiytelse brukes blant annet følgende relaterte europeiske standarder:
- EN 806 - «Spesifikasjoner for installasjoner inne i bygninger som fører vann beregnet for menneskelig konsum».
- EN 12831-3:2017 - «Bygningers energiytelse. Metode for beregning av dimensjonerende varmebelastning. Del 3: Varmebelastning for varmtvannssystemer og karakterisering av behov».
- EN 15316-3:2017 - «Bygningers energiytelse. Metode for beregning av systemenes energibehov og virkningsgrad. Del 3: Distribusjonssystemer for varmt tappevann, oppvarming og kjøling».
Disse dokumentene brukes ved valg av parametere og prosjektering av vannforsynings- og varmesystemer. Den grunnleggende energiberegningen i denne kalkulatoren er basert på vannets varmebalanse, den angitte nyttige varmeeffekten og, når det er relevant, virkningsgraden og brennverdien til naturgass.
FAQs
Hvorfor påvirker virkningsgraden gass- eller strømforbruket, men ikke oppvarmingstiden?
Oppvarmingstiden beregnes ut fra den nyttige varmeeffekten, altså effekten som faktisk overføres til vannet. Virkningsgraden uttrykker hvor mye ekstra energi fra kilden som kreves for å levere denne nyttige effekten. Lavere virkningsgrad øker derfor forbruket av gass eller elektrisitet, men endrer ikke den beregnede oppvarmingstiden når den nyttige varmeeffekten er den samme.
Hvorfor påvirker ikke vannvolumet kapasiteten til en gasskjele i l/min?
Vannmengden fra en gjennomstrømningsvarmer bestemmes av kjelens effekt og den nødvendige temperaturøkningen. Det totale vannvolumet påvirker det samlede energibehovet, gassforbruket og driftstiden, men ikke hvor mange liter kjelen kan varme opp per minutt under konstante forhold.
Hvilken brennverdi for naturgass bør jeg bruke?
For et første estimat kan standardverdien på 10,5 kWh/m3 brukes. For en mer nøyaktig beregning av naturgassforbruket bør brennverdien fra gassleverandøren eller verdien som er angitt for det lokale gassnettet brukes.
Hvilken effekt skal jeg angi for en kombikjele på gass?
Bruk den nyttige effekten som er tilgjengelig i modus for produksjon av varmt tappevann. På enkelte kjeler er denne forskjellig fra effekten for romoppvarming, så hvis den tekniske dokumentasjonen oppgir en egen effekt for varmtvannsproduksjon, bør denne verdien brukes.
Hvorfor kan faktisk varmtvannskapasitet og oppvarmingstid avvike fra de beregnede verdiene?
I praksis påvirkes oppvarmingen av varmetap fra apparatet og rørene, endringer i temperaturen på innkommende vann, effektmodulering og reguleringssystemets virkemåte. Ved gjennomstrømningsoppvarming har også de faktiske strømningsforholdene og varmevekslerens ytelse betydning, derfor bør det beregnede resultatet betraktes som et teknisk estimat for de angitte inngangsforholdene.