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如何计算热水器的效率?

热水器的效率可以通过以下公式计算:,,效率 = (有用热量 / 输入能量) × 100%,,有用热量是水加热后获得的热量,输入能量是热水器消耗的总能量。
如何计算热水器的效率?-图1

热水器的效率计算方法因热水器的类型(燃气热水器、电热水器等)和所使用的能源不同而有所差异,以下是几种常见热水器效率的计算方法:

一、燃气热水器效率计算

1、确定相关参数

热负荷:指单位时间内产生的热量,单位通常为千瓦(kW),对于燃气热水器,热负荷可以通过测量燃气流量和燃气的热值来计算,使用天然气时,其低热值约为35.87MJ/m³,高热值约为39.84MJ/m³。

燃气热值:分为高热值和低热值,国标计算热效率以低热值为准,高热值与低热值的差值即所谓的潜热,在以前工业中认为不可利用,但是现在的冷凝式换热技术有效利用这部分潜热,所以热效率会大于100%。

燃气流量:单位时间内消耗的燃气体积,单位为立方米每小时(m³/h)。

2、计算公式

热水器的热效率 = 热负荷KW × 3.6 ÷ (燃气热值MJ/m³ × 燃气流量m³/h)。

3、实际测量步骤

如何计算热水器的效率?-图2

测试水温:打开水龙头,让水流出,测试出水起始温度并记录,然后记录气表起始读数,打开机器,待热水器点燃后开始接水,等待2分钟或3分钟,测量热水出水温度并关水龙头,记录气表读数。

计算热量

用量筒量出桶内的水量q(单位:kg,1升≈1kg)。

计算起始和最终水的温差T(摄氏度)。

计算单位时间内(每分钟)机器产出热量Q,引用常数C(水的比热容),C = 4.2KJ/(kg·℃),计算公式为Q = C×q×T / 测量时间(即2分钟或3分钟),单位:KCal。

计算燃气消耗热负荷:所消耗的燃气热负荷 = [气表最终读数 气表起始读数(立方米)] × 天然气热值(热值通常为8500Kcal/立方米) / 测量时间(2分钟或3分钟),单位:KCal。

计算效率:效率 = 机器单位时间产出热量 / 单位时间所消耗的燃气热负荷。

二、电热水器效率计算

1、确定相关参数

如何计算热水器的效率?-图3

有效功率:电热水器的实际输出功率,单位为瓦(W)。

输入功率:电热水器从电网中获取的功率,单位为瓦(W)。

2、计算公式

电热水器的效率η = 有效功率 / 输入功率 × 100%。

3、实际测量步骤

测量有效功率:将电热水器连接到一个负载箱上,设置不同的负载条件,测量电热水器在不同负载下的实际输出功率,可以使用功率计等仪器进行测量。

测量输入功率:同时测量电热水器在不同负载下的输入功率,即从电网中获取的功率。

计算效率:根据上述公式计算出电热水器在不同负载条件下的效率。

三、太阳能热水器效率计算

1、确定相关参数

水箱得热量:太阳能热水器水箱在一定时间内获得的热量,单位为焦耳(J)或千焦(kJ)。

太阳辐照量:单位面积上接收到的太阳辐射能量,单位为焦耳每平方米(J/m²)或千焦每平方米(kJ/m²)。

集热器采光面积:太阳能热水器集热器的有效采光面积,单位为平方米(m²)。

2、计算公式

太阳能热水器的效率η = 水箱得热量 / (太阳辐照量 × 集热器采光面积) × 100%。

3、实际测量步骤

测量水箱得热量:通过测量水箱内水温的变化和水箱的容积,计算出水箱在一定时间内获得的热量,可以使用温度传感器和流量计等仪器进行测量。

测量太阳辐照量:使用太阳辐照仪等仪器测量太阳能热水器所在位置的太阳辐照量。

测量集热器采光面积:测量太阳能热水器集热器的有效采光面积。

计算效率:根据上述公式计算出太阳能热水器的效率。

四、空气能热水器效率计算

1、确定相关参数

制热量:空气能热水器在一定时间内产生的热量,单位为焦耳(J)或瓦时(Wh)。

输入功率:空气能热水器从电网中获取的功率以及压缩机消耗的功率之和,单位为瓦(W)。

运行时间:空气能热水器的运行时间,单位为小时(h)。

2、计算公式

空气能热水器的效率η = 制热量 / (输入功率 × 运行时间) × 100%。

3、实际测量步骤

测量制热量:通过测量水箱内水温的变化和水箱的容积,计算出空气能热水器在一定时间内产生的热量,可以使用温度传感器和流量计等仪器进行测量。

测量输入功率:使用功率计等仪器测量空气能热水器从电网中获取的功率以及压缩机消耗的功率之和。

测量运行时间:记录空气能热水器的运行时间。

计算效率:根据上述公式计算出空气能热水器的效率。

五、实例分析

1、某款燃气热水器

假设其热负荷为20kW,燃气流量为2m³/h,使用天然气作为燃料,天然气的低热值为35.87MJ/m³,则该热水器的热效率 = 20 × 3.6 ÷ (35.87 × 2) ≈ 0.99,即99%,这意味着该热水器能够将99%的燃气化学能转化为热能,具有较高的能源利用效率。

2、一台额定功率为1500W的电热水器

在额定电压下运行时,其输入功率为1500W,经过实际测量,其有效功率为1350W,则该电热水器的效率η = 1350 ÷ 1500 × 100% = 90%,这表明该电热水器在转换电能为热能的过程中存在一定的能量损失。

总的来看,不同类型的热水器效率计算方法各有特点,准确计算热水器效率对于评估其性能、能源利用和运行成本都具有重要意义,在选择和使用热水器时,可参考这些计算方法和相关参数,综合考虑各种因素,以找到最适合自己需求的热水器产品。

小伙伴们,上文介绍了“热水器的效率该怎么算”的内容,你了解清楚吗?希望对你有所帮助,任何问题可以给我留言,让我们下期再见吧。

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