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Calcul de puissance du chauffe-eau électrique – première partie ~ Connaissances électriques


La plupart des immeubles d’habitation et de bureaux ont besoin d’un système de service d’eau chaude. Selon le type de bâtiment, ce système peut aller d’un petit chauffe-eau sous l’évier à un système de réservoir d’eau chaude de 10 000 gallons utilisé dans une buanderie d’hôpital.

Cet article est destiné à aider les concepteurs à sélectionner le type approprié et à calculer la puissance de sortie requise pour le type sélectionné de chauffe-eau électrique.

Avant de procéder à nos calculs, nous devons vous donner un bref résumé des points suivants:

  • Composants du système d’eau chaude,

  • Différents types de chauffe-eau utilisés dans les bâtiments domestiques et commerciaux,
  • Comment choisir le meilleur type de chauffe-eau pour toute application?

Avec ce dossier, vous vous familiariserez avec les types et la construction de chauffe-eau courants.


1-
Composants du système d’eau chaude
Le système de chauffage à eau chaude comprend (4) composants principaux (voir Fig.1):
  1. Source de chaleur,
  2. Équipement de transfert de chaleur,
  3. Système de distribution,
  4. Dispositifs terminaux pour l’utilisation d’eau chaude

Composants du système d'eau chaude
Sl. (1): Système d’eau chaude
Composants
Les composants les plus importants sont le premier et le second.
1.A- Sources de chaleur, ils
peut être:
  1. Combustion de carburant,
  2. Collecte d’énergie solaire
  3. Conversion électrique,
  4. Chaleur résiduelle récupérée.

1.B- Équipement de transfert de chaleur, ils
peut être:
Le transfert de chaleur direct (voir figure 2) se produit par la combustion de carburant
ou la conversion directe de l’électricité en chaleur,
Chauffe-eau direct
Sl. (2): Chaleur directe
Transfert
Le transfert de chaleur indirect (voir figure 3) utilise l’énergie thermique
à partir de sources de chaleur éloignées, telles que des chaudières, des capteurs solaires,
refroidissement par cogénération ou chaleur perdue.
Chauffe-eau indirect
Sl. (3): Chaleur indirecte
Transfert
2- Types de chaudières dans les immeubles d’habitation et de bureaux
Types courants d’équipement pour le chauffage de l’eau commercial et industriel
comprendre:
  1. Chauffe-eau à accumulation (type réservoir)
  2. Chauffe-eau instantanés (sans réservoir),
  3. Chauffe-eau hybrides.

2.1- Chauffe-eau
(Type de réservoir)
Ce type de chauffage contient un brûleur, un réservoir, un
veste, isolation et contrôles dans une seule unité et sont normalement installés
sans dépendance à l’égard d’autres équipements de stockage d’eau chaude (voir figure 4).
Un chauffe-eau à accumulation typique
Sl. (4): Stockage typique
Chauffe-eau (réservoir d’eau).
Ils sont disponibles en électrique,
modèles au propane liquide (LP) et au gaz naturel. Radiateurs au gaz naturel et au propane
ils consomment généralement moins d’énergie et sont moins chers que les électriques
modèles de même taille.
Il existe deux types de stockage
chauffe-eau (type Réservoirs) qui sont:
  1. Chauffe-eau quantitatifs
    (Type de réservoir),
  2. Petits chauffe-eau
    (Type de réservoir).

2.1.Un volume de chauffe-eau à accumulation (type de réservoir)
Ils sont généralement verticaux,
réservoirs cylindriques, généralement debout sur le sol ou sur une plate-forme
une courte distance au-dessus du sol (comme dans la figure 4). Ils peuvent être montés dans des maisons
au plafond au dessus de la buanderie. Tailles de ménage typiques
gamme utilisable de 75 à 400 litres (20 à 100 gallons).
2.1.B Petits chauffe-eau (chauffe-eau)
Petits chauffe-eau,
connu sous le nom de point d’utilisation (POU), les chauffe-eau collectifs ou mobiles dans la maison sont bons
le choix d’ajouter de l’eau chaude dans les petits bâtiments, magasins ou garages (voir Fig.5).
Petits chauffe-eau
Sl. (5): Petits chauffe-eau
(Type de réservoir)
Ces chauffe-eau se déplacent généralement
tailles de 2,5 à 19 gallons. La plus grande de ces unités miniatures peut également
il est utilisé pour fournir de l’eau chaude aux salles de bains secondaires qui peuvent être situées loin
du chauffe-eau principal de votre maison.
Petit point d’utilisation (POU)
chauffe-eau électriques d’une capacité de 8 à 32 litres (2
jusqu’à 6 litres) sont conçus pour être installés dans ou sur les armoires de cuisine ou de salle de bain
mur au-dessus de l’évier. Ils utilisent généralement des éléments chauffants de faible puissance, environ
1 kW à 1,5 kW et peut fournir de l’eau chaude assez longtemps pour la main
lavage ou, s’il est installé dans une conduite d’eau chaude existante, à l’eau chaude
arrive d’un chauffe-eau à distance de grande capacité.
Chauffe-eau pour le stockage de l’eau ils ont un type spécial qui sont des chauffe-eau solaires.
2.1.C Chauffe-eau solaires
Chauffe-eau solaires
ont deux composants principaux (voir Fig.6):
  1. Capteurs solaires,
  2. Réservoir de stockage.

Sl. (6): Composants de chauffe-eau solaires
Des capteurs solaires sont installés
à l’extérieur des appartements, généralement sur ou près du toit ou des murs,
Eau chaude
le réservoir de stockage est généralement de l’eau conventionnelle existante ou nouvelle
chauffe-eau ou chauffe-eau spécialement conçu pour la chaleur solaire.
Types de chauffe-eau solaires
Chauffe-eau solaires
ont deux types principaux:
  1. Type de profit direct,
  2. Type en boucle indirecte ou fermée.

Dans ce type (voir figure 7), le
l’eau potable est envoyée directement au collecteur. Beaucoup de ces systèmes disent
utiliser le stockage collecteur intégré (ICS) comme systèmes à gain direct
ils ont généralement un stockage intégré à l’intérieur du collecteur.
Chauffe-eau solaire à gain direct
Sl. (7): Chauffe-eau solaire à gain direct
L’eau de chauffage est directe
intrinsèquement plus efficace que le chauffage indirect à l’aide d’un échangeur de chaleur, mais
ces systèmes offrent une protection contre le gel très limitée (le cas échéant), ils se réchauffent facilement
conduire à des températures dangereuses pour un usage domestique, et les systèmes ICS souffrent de
pertes de chaleur importantes les nuits froides et les jours froids et nuageux.
B- Type de boucle indirecte ou fermée:
Cette espèce ne permet pas la question
l’eau à travers les plaques, plutôt pomper le fluide caloporteur (n’importe quelle eau)
ou un mélange d’eau / d’antigel) à travers les plaques (voir Figure 8). Après la collecte
la chaleur dans les panneaux, le fluide caloporteur circule à travers la chaleur
échangeurs, transférant leur chaleur à l’eau chaude potable.
Chauffe-eau solaire en circuit fermé
Sl. (8): Chauffe-eau solaire en circuit fermé
Lorsque les plaques sont plus froides que
réservoir de stockage ou lorsque le réservoir a déjà atteint son maximum
la température, le régulateur dans les systèmes en circuit fermé arrêtera la circulation
pompes.
2.2- eau instantanée
Radiateurs (sans réservoir)
Ils peuvent également être appelés sur demande
chauffe-eau, ce type de chauffe-eau a une capacité de stockage minimale, ils n’ont pas
garder l’eau chaude; ils préfèrent chauffer l’eau lorsqu’elle passe à travers la corde
bobines dans l’unité (voir Fig.9). Ils sont disponibles sous forme électrique, LP et naturelle
modèles à gaz. La plupart des unités sans réservoir peuvent fournir jusqu’à 3,5 litres d’eau chauffée
par minute
Chauffe-eau instantanés (sans réservoir)
Sl. (9): Actuellement
Chauffe-eau (sans réservoir)
Ils impliquent généralement un flux
interrupteur dans le cadre du système de commande. Chauffe-eau actuels sans réservoir
ils sont mieux utilisés pour une alimentation en eau chaude ininterrompue et ininterrompue. Radiateurs sans réservoir
peut être installé dans tout le ménage sur plusieurs points (POU),
loin d’un chauffe-eau central ou de modèles centralisés encore plus grands
il est utilisé pour fournir tous les besoins en eau chaude pour toute la maison.
Les principaux avantages sans réservoir
les chauffe-eau sont:
  1. Débit d’eau chaude continu en comparaison
    à un débit limité d’eau chaude chaude à partir d’un réservoir conventionnel
    Chauffe-eau,
  2. Parce que l’unité ne chauffe que l’eau
    Lorsqu’il est utilisé, un appareil de chauffage sans réservoir est généralement plus économe en énergie que
    chauffe-eau à réservoir traditionnel.

Les principaux inconvénients
les chauffe-eau sont:
  1. Les réservoirs d’eau sans réservoirs peuvent
    fournir une quantité illimitée d’eau chaude, mais ne peut fournir qu’un nombre limité
    POU,
  2. Types de chaudières courants
    ne peut pas fournir de l’eau chaude à plus de deux points en même temps.

Un courant célèbre
les chauffe-eau (sans réservoir) sont Pommes de douche électriques
2.2.A Pommes de douche électriques
Élément chauffant électrique
il est intégré dans de telles pommes de douche pour le chauffage instantané de l’eau tel qu’il est
coule à travers (voir Fig.10).
Pommes de douche électriques
Sl. (dix): Pommes de douche électriques
Les douches électriques ont un simple
système électrique, fonctionnant comme une machine à café, mais avec un débit d’eau plus élevé. UNE
le commutateur de débit met en marche l’appareil lorsque l’eau le traverse. Arrosez une fois
arrêté, l’appareil s’éteint automatiquement. Douche électrique ordinaire
il a souvent trois réglages de chaleur: faible (2,5 kW), élevé (5,5 kW) ou froid
(0 W) à utiliser lorsque le système de chauffage central est disponible ou chaud
saisons
Chauffe-eau hybride (voir
Fig.11) est un système de chauffe-eau qui intègre les caractéristiques technologiques des deux
chauffe-eau et chauffe-eau sans réservoir. Cette
Chauffe de l’eau froide avec chauffage électrique
élément et pompe à chaleur aspirés dans l’air extérieur et retirés accessibles
chaleur.
Chauffe-eau hybrides
Sl. (11): Chauffe-eau hybrides
Ils sont également appelés pompes à chaleur
Les chauffe-eau (HPWH) ont de petits réservoirs de stockage qui atténuent le froid entrant
l’eau; Cela signifie que les hybrides doivent seulement augmenter la température de l’eau chaude
chaud par opposition à un réservoir sans lequel l’eau complètement froide doit être soulevée
chaud. Les caractéristiques de définition d’une « chaudière hybride » sont:
  1. UNE
    la combinaison du débit d’eau dans le réservoir et de l’efficacité de la chaudière sans eau,
  2. Intégré
    un petit réservoir de stockage d’eau faisant partie d’un échangeur de chaleur (généralement entre
    deux litres à 20 gallons),
  3. Double
    activation: capteur de débit et contrôle du thermostat.

Les chauffe-eau hybrides peuvent être
au gaz (gaz naturel ou propane), ou à propulsion électrique
une combinaison d’une pompe à chaleur et d’un élément chauffant électrique conventionnel.
3- Comment choisir le meilleur type
chauffe-eau?
De nombreux facteurs déterminent le chauffe-eau qui convient le mieux à votre maison. le
Les trois principaux facteurs à considérer lors du choix de votre chauffe-eau sont:
  1. Capacité de stockage d’eau,
  2. Méthode de chauffage de l’eau,
  3. structure du système de chauffage de l’eau,
  4. système de chauffage de l’eau Type de combustible,
  5. Taux de récupération,
  6. Restrictions d’espace,
  7. Efficacité énergétique.

3.1 Capacité de stockage d’eau (en gallons ou litres)

Un chauffe-eau bas fonctionnera plus fort et aura un plus court
durée de vie. Assurez-vous donc de choisir le chauffe-eau qu’il propose
assez d’eau chaude pour votre maison. Capacités typiques pour différents types
les chauffe-eau sont les suivants:
  • Chauffe-eau quantitatifs
    (Type de réservoir): Les tailles typiques pour un usage domestique vont de 75 à 400 litres (20
    jusqu’à 100 gallons US).
  • Petits chauffe-eau
    (Type de réservoir: plage de tailles de 2,5 à
    19 gallons.
  • Petit point d’utilisation (POU)
    chauffe-eau électriques d’une capacité de 8 à 32 litres (2
    jusqu’à 6 gallons).
  • Chauffe-eau instantanés (sans réservoir): La plupart des unités sans réservoir peuvent fournir
    jusqu’à 3,5 gallons d’eau de chauffage par minute.
  • Chauffe-eau hybrides: Tailles typiques entre deux gallons jusqu’à 20
    gallons.

Selon l’utilisateur
Exigences, la méthode sélectionnée de la méthode de chauffage de l’eau peut être déterminée
comme suit:
  1. Chauffe-eau pour le stockage de l’eau (type réservoir),
  2. Chauffe-eau instantanés (sans réservoir),
  3. Chauffe-eau hybrides.

Chacun offre des avantages uniques, et vous pouvez également comparer les fonctionnalités et
avantages dans le tableau ci-dessous.
Gardez l’eau chaude régulièrement
dans un réservoir d’une taille qui répond aux besoins de l’utilisateur.
  • Économique,
  • Peut être placé dans
    placard, sous-sol ou garage
  • La capacité varie de 20 à
    100 gallons,
  • L’efficacité varie entre
    modèles, marques et
  • sources de carburant.

Ne pas stocker chaud
l’eau; ils préfèrent chauffer l’eau lorsqu’elle passe à travers une série de serpentins à l’entrée
Chaudière.
  • Exiger un investissement initial plus important,
  • mieux utilisé pour
    alimentation en eau chaude continue et ininterrompue,
  • Flux continu de
    eau chaude,
  • Accrochez-le au mur et libérez l’espace du sol,
  • Une excellente option pour les résidences à temps partiel,
  • généralement plus d’énergie
    efficace jusqu’à 30%,
  • peut fournir
    quantité d’eau chaude illimitée, mais pour un nombre limité de POU,
  • Nécessite une ventilation.

Chauffe l’eau froide sur
élément chauffant électrique et pompe à chaleur aspirés dans l’air extérieur et
extrait la chaleur disponible.
  • Exigez un front plus grand
    investissement,
  • Tige d’anode en magnésium
    prolonge la durée de vie du réservoir,
  • La pompe à chaleur apporte plus
    eau chaude, jusqu’à 33
    pour cent plus rapide que l’eau électrique standard chauffe-eau.

3.3 Structure des systèmes de chauffage à eau
De plus, selon l’utilisateur
Les exigences, la structure ou la distribution d’un système d’eau chaude peuvent être
les types suivants:
  1. Système centralisé (maison entière),
  2. Systèmes d’utilisation.

Chaque espèce est expliquée en détail
dans les paragraphes ci-dessus.
3.4 Type de combustible pour le système de chauffage de l’eau
Selon les besoins des utilisateurs,
le combustible sélectionné pour le système de chauffage de l’eau peut être l’un des suivants:
  1. Gaz naturel,
  2. LP (gaz propane liquéfié),
  3. Électrique,
  4. Solaire.

La plupart des chauffe-eau sont alimentés au gaz ou à l’électricité. Regarder
tableau de comparaison:
  • Nécessite un investissement frontal légèrement supérieur,
  • Il doit être ventilé à l’extérieur pour plus de sécurité,
  • Les unités à combustion ou ventilation fermée augmentent la sécurité,
  • Travailler avec moins cher,
  • Ils ne sont pas affectés par les coupures de courant (uniquement sous la forme d’un réservoir).

  • En général
    coûtent moins cher que les modèles à gaz,
  • Facile
    Maintenir,
  • Cela demande
    sans inflammabilité ni ventilation,
  • Chaleurs
    eau rapide,
  • Offre
    scores de facteur énergétique élevés

  • Nécessite un investissement initial plus important,
  • Ne nécessite ni inflammabilité ni ventilation,
  • Il chauffe l’eau jusqu’à 33% plus rapidement que l’électricité standard
    des modèles,
  • La baisse des coûts d’exploitation permet d’économiser des centaines de dollars par an,
  • Le compresseur de 8700 BTU / h est le plus puissant de sa catégorie.

  • Cela demande
    investissement légèrement supérieur,
  • Il doit
    vérifier la sécurité à l’extérieur,
  • Unités
    avec une combustion étanche ou un évent de puissance augmentent la sécurité,
  • Coût
    moins pour le travail que les modèles électriques,
  • Non.
    sous l’influence d’une panne de courant (uniquement sous la forme d’un réservoir).

  • relativement
    bonne période de remboursement, en moyenne entre 5 et 10 ans,
  • faible
    coûts de maintenance,
  • relativement
    coûts initiaux élevés,
  • u
    pour la plupart des régions, ils auront besoin d’électricité ou de gaz ou d’autres combustibles de secours pendant
    période d’hiver,
  • ils
    nécessitent une excellente protection contre la surchauffe et le gel,
  • Alentours
    amical.

C’est la quantité d’un litre ou de litres d’eau chaude
la chaudière est en mesure de fournir dans une période de temps donnée (heure ou
minute).
Alors, Plus la demande d’eau chaude est élevée, plus le taux de récupération est élevé
vous avez besoin.
le
les unités utilisées qui indiquent le taux de retour du chauffe-eau sont:
  • GPH
    (Gallon par heure):
    La quantité d’eau en gallons qu’il utilise toutes les heures
    appareils et accessoires de plomberie, comme les lave-vaisselle.
  • GPM
    (Gallons par minute):
    La quantité d’eau en litres qui coule à travers l’approvisionnement en eau
    nœuds ou à travers le chauffe-eau instantané par minute.

Les taux de retour habituels des chauffe-eau électriques sont répertoriés
la puissance d’entrée est comme dans le tableau ci-dessous:
Taux de récupération en gallons par heure - chauffe-eau électrique
Récupération Prix ​​en gallons par heure – chauffe-eau électrique
Les taux de retour habituels des réchauffeurs à gaz pour le BTU dépensé sont
comme dans le tableau ci-dessous:
Prix ​​de récupération en gallons par heure - chauffe-eau à gaz
Récupération Prix ​​en gallons par heure – chauffe-eau à gaz
BTU (British Thermal Unit): le
la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température d’une livre d’eau à un
degré F.

Une fois que vous connaissez la capacité
chaudière, n’oubliez pas de considérer les dimensions de l’unité. Vous pouvez suivre ces recommandations:

  • La nouvelle unité de remplacement conventionnelle peut être plus grande que l’ancienne
    parce que plus d’isolement est nécessaire pour respecter la dernière alliance stricte
    normes énergétiques. Gardez cela à l’esprit lorsque les unités sont installées dans des armoires ou
    d’autres quartiers proches,
  • Si vous passez à une unité plus grande, vous devrez peut-être exécuter la plomberie
    s’il doit être déplacé. Une façon d’éviter la relocalisation des unités
    consiste à sélectionner un modèle de taille non standard, tel qu’une unité
    un œil plus court mais plus grand, appelé chauffe-eau « low boy ». Les Lowboys vont de 30 à 49 pouces et tiennent le coup
    50 litres d’eau,
  • Les chauffe-eau hauts varient de 50 à 76 pouces et peuvent
    conserver jusqu’à 100 litres d’eau. Ils sont idéaux pour un sous-sol ou un garage où
    la hauteur n’est pas un problème,
  • Si vous achetez un chauffe-eau sans eau, assurez-vous où vous êtes
    choisir d’installer répond aux exigences de ventilation,
  • L’endroit idéal pour une unité sans réservoir est sur le mur extérieur près du gaz
    plomberie, plomberie et source d’électricité. C’est aussi
    la façon la plus simple et la plus rentable de démarrer la ventilation,
  • L’unité doit avoir un support de 1,5 pouces sur les côtés, 12 pouces à l’avant
    et à 18 pouces du sol,
  • Les hybrides offrent un diamètre étroit de 21 pouces pour accéder à des emplacements plus petits.


Quelle que soit la source de combustible, la chaudière peut être la troisième énergie la plus élevée
les utilisateurs de votre maison, vous aurez donc besoin d’une unité qui offre des économies d’énergie et de coûts.
Heureusement, presque tous les chauffe-eau offrent une efficacité accrue
normes énergétiques fédérales de plus en plus strictes.
Le facteur énergétique EF et les coûts d’exploitation annuels sont disponibles à l’adresse
Étiquette Energy Guide sur l’appareil (voir Fig.12).
Étiquette de conducteur d'énergie
Sl. (12): Étiquette de conducteur d’énergie
Le facteur énergétique EF mesure comment
En effet, l’unité convertit l’énergie en chaleur ainsi que la quantité de chaleur qu’elle perd
pendant le stockage.

Plus le facteur énergétique est élevé, plus la chaudière est économe en énergie.
Recherchez les cotes EF aussi proches que possible de 1. Les radiateurs électriques ont généralement
grades EF les plus élevés.

Je vais vous expliquer en détail dans le prochain article calculer la taille et la puissance des chauffe-eau électriques. Veuillez donc respecter les points suivants.



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