Каковы расходы на электроэнергию при использовании водонагревателя?

Расчет ежемесячных затрат на электроэнергию при использовании накопительного водонагревателя для нагрева горячей воды

Для определения приблизительной суммы ежемесячных расходов на электроэнергию при использовании накопительного водонагревателя для нагрева горячей воды одним человеком, необходимо выполнить следующие расчеты на основе предоставленных исходных данных.

Исходные данные:

• Норма потребления горячей воды на одного человека по Московской области в месяц составляет 4,75 кубических метра (м³) или 4750 килограммов (кг).

• Диапазон температуры горячей воды, согласно СанПиН 2.1.3684-21, составляет от 60 до 75 градусов Цельсия (°C).

• Температура холодной воды, используемая для расчетов, принимается равной +20°C.

• Тариф на электроэнергию в Московской области составляет 5,57 рубля за киловатт-час (кВт·ч).

• 1 киловатт-час соответствует 3 600 000 джоулей (Дж).

Расчет производится в двух вариантах:

• а) Нагрев воды до температуры 60°C.

• б) Нагрев воды до температуры 75°C.

1. Определение количества теплоты, необходимой для нагрева воды:

а) Для нагрева воды до 60°C: [ Q = V \cdot c \cdot (T_{гор} - T_{хол}) ] где:

• ( V ) — объем нагреваемой воды (4,75 м³),

• ( c ) — удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг·°C)),

• ( T_{гор} ) — температура горячей воды (60°C),

• ( T_{хол} ) — температура холодной воды (20°C).

[ Q = 4750 \cdot 4200 \cdot (60 - 20) = 798 000 000 \text{ Дж} ]

б) Для нагрева воды до 75°C: [ Q = V \cdot c \cdot (T_{гор} - T_{хол}) ] где:

• ( V ) — объем нагреваемой воды (4,75 м³),

• ( c ) — удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг·°C)),

• ( T_{гор} ) — температура горячей воды (75°C),

• ( T_{хол} ) — температура холодной воды (20°C).

[ Q = 4750 \cdot 4200 \cdot (75 - 20) = 1 097 250 000 \text{ Дж} ]

2. Перевод количества теплоты в киловатт-часы:

а) Для нагрева воды до 60°C: [ 798 000 000 \text{ Дж} / 3 600 000 = 221,7 \text{ кВт·ч} ]

б) Для нагрева воды до 75°C: [ 1 097 250 000 \text{ Дж} / 3 600 000 = 304,8 \text{ кВт·ч} ]

3. Расчет ежемесячных расходов на электроэнергию:

а) Нагрев воды до 60°C: [ 221,7 \text{ кВт·ч} \cdot 5,57 \text{ руб./кВт·ч} = 1234,87 \text{ руб.} ]

б) Нагрев воды до 75°C: [ 304,8 \text{ кВт·ч} \cdot 5,57 \text{ руб./кВт·ч} = 1697,74 \text{ руб.} ]

4. Анализ дополнительных затрат на нагрев воды от 60°C до 75°C:

Увеличение затрат на электроэнергию при нагреве воды от 60°C до 75°C составляет: [ (1697,74 - 1234,87) / 1234,87 \cdot 100 = 37,5% ]