Wie lange muss man Wasser im Pufferspeicher erwärmen?
Hallo ich bin nicht so gut in Mathe / Physik Wenn ich einen Pufferspeicher mit 800l Inhalt habe das Wasser eine Temperatur von 40 Grad hat das ganze mit einem 3kw Heizstab erwärmen will wie lange würde es dauern
Jetzt kommen natürlich besser wisser die dann sagen aber der Heizstab sitzt doch eher mittig und kann nur den oberen Teil erwärmen oder so was daher würde selbst wenn es nur 400 Liter wären gut zu wissen sie lange würde es dauern bei 40 Grad Wasser Temperatur das Wasser auf 60 Grad mit 3kw zu erwärmen
Da im unteren Bereich nicht so die Wärme hin käme denk ich würde also die gute Mitte mit 400l über den Heizstab bzw heizpatrone reichen für meine Rechnung
4 Antworten
Bei der Erwärmung spielt die Verteilung keine Rolle.Das ganze Wasser wird ausreichend durchmischt,weil ja das heiße Wasser am Heizstab nach oben steigt und dadurch wird das Wasser gemischt.
1. Schritt : Alles in SI-Einheiten umwandeln
800 l=800 kg und 3kw=3000 W (Watt)
c=4,19 KJ/(kg*K)=4190 J/(kg*K) dies ist die spezifische Wärmekapazität von Wasser. man braucht 4.19 KJ (Kilojoule) Energie,um 1 kg Wasser um 1° Celsius zu erwärmen.
also zugeführte Energie Qzu=m*c*(t2-t1) mit t2-t1=60°-40°=20°
Heizleistung P=Qzu/t zugeführte Energie pro Zeiteinheit
t=Qzu/P=m*c*(t2-t1)/P=800 kg*4190 J/(kg*K)*20°/3000 W=22346,66 s (Sekunden)
oder 22346,66/60=372,44 min (Minuten)
Im Normalfall muss man noch die Verluste berücksichtigen,weil ja während der Erwärmung auch Energie an die Umgebung abfließt.
Um 100 Liter Wasser um 10°C zu erwärmen, werden rund 1,163 kWh aufgewandt. Bei 800 Litern und 20°C Erwärmung sind das dann 18,6 kWh. Tatsächlich muss natürlich noch die Energie aufgebracht werden für die Wärmeverluste an der Behälterwand während der Aufheizung nach Maßgabe der Wärme-Isolierung. Diesen Teil vernachlässige ich hier.
Mit dem 3-kW-Heizkörper wird die Energie von 18,6 kWh in 18,6 / 3 Stunden = 6 Stunden und 12 Minuten umgestzt. Das ist also die Aufheizzeit unter Vernachlässigung der Wärmeverluste an der Behälterwand.
Beim Pufferspeicher sind die "Wärmeverluste" an der Behälterwand nicht kostenwirksam, wenn sie als Nutzwärme an die Umgebung geleitet werden. Das gilt jedenfalls bei Einheitstarif.
Wasser benötigt eine Energie von 4,182kJ um 1kg um 1K zu erwärmen.
800 liter um 20 Grad zu erwärmen wäre demnach 4,182kJ/kgK*800kg*20K=
66912kJ oder kWs.
66912kWs/3kW=22304s bzw. gut 6 Stunden.
Und wenn der Teufel drin badet, dann geht's a bissl schneller.
Hausaufgabe? Dann lies' nochmal das Kapitel über spezifische Wärme.
Bastelarrbeit? Dann reicht Dir zu wissen, dass man, um 1 g Wasser um 1 K zu erwärmen, 4,2 Ws benötigt. Und vielleicht noch als kleine Hilfestellung: Bei 3 kW liefert die Heizung jede Sekunde 3000 Ws.
Hausaufgabe mit 30? wohl kaum es sind Ferien davon mal ab! aber danke für nix bin halt nicht gut in Mathe Physik
Das ist nicht nix, sondern die ausreichende Angabe, um mittels Dreisatzrechnung Deine Frage zu beantworten.
Aber nur theoretisch, bei totaler Wärmeisolierung des Wasserbehälters! Bei schlechter Isolierung wird unter Umständen die Zieltemperatur nie erreicht!