Как найти полезную мощность чайника

Мощность и энергопотребление электрочайника

Современный мир может предоставить огромное разнообразие производимой технической продукции, различающейся как по размеру, так и по своей мощности. Электрические чайники не являются исключением. Многих людей интересует вопрос, какова потребляемая мощность чайника и, как следствие, расход электроэнергии данного вида техники.

От чего зависит мощность электрочайника

Хотя мощность является основополагающей характеристикой,  необходимо понимать, что количество потребляемой энергии в месяц зависит от многих факторов:

• объем колбы;
• тип нагревательного элемента;
• качество воды и др.

Потребляемая мощность напрямую зависит от установленного нагревательного элемента. Всего существует 2 типа ТЭНов, используемых в производстве подобного рода техники.

1. ТЭН открытого типа. Такой нагревательный элемент представляет собой спираль, установленную в корпусе устройства и имеющую непосредственный контакт с жидкостью. Аппарат с таким типом нагрева воды будет издавать гораздо меньше шума и выполнять свою задачу гораздо быстрее «закрытого» аналога.
   
2. ТЭН закрытого типа. Обычно данный тип ТЭНов является специальной нагревательной пластиной, которая монтируется на дно корпуса. Хотя показатели времени нагрева воды и уровня шума превышают аналоги «открытого», устройства с таким элементом образуют гораздо меньше накипи.
   

Среднее время нагрева в чайнике с закрытым ТЭНом – около 3 минут. Несмотря на меньшую скорость нагрева, современные модели  представлены именно этой конструкцией. Устройства с открытыми нагревательными элементами нагревают жидкость немного быстрее – за 2-2,5 минуты.

Читайте также: устройство и принцип работы электрического чайника.

На скорость нагрева влияют также и материалы, используемые в изготовлении устройства. Чайники из металла справляются со своей задачей быстрее всего. Но их корпус сильно разогревается при работе, что требует дополнительного расхода электроэнергии (на нагрев металла). Стеклянные чайники тоже греются быстро, но само стекло нагревается не так сильно, как металл. Керамика несколько проигрывает в вопросе скорости нагрева, однако она значительно лучше сохраняет тепло. Вода внутри керамического чайника еще долго будет горячей.

Если стенки чайника покрыты толстым слоем накипи, это тоже влияет на энергопотребление. Время, затрачиваемое на подогрев воды, увеличивается, соответственно, растет и расход энергии.

Читайте также: как избавиться от накипи в электрочайнике.

Мощность электрического чайника

Перед тем, как приобретать чайник, необходимо заранее определиться с мощностью данной техники. Необходимо ориентироваться на то, чтобы она была оптимальной для тех условий, в которых техника будет эксплуатироваться. Делать это очень важно, так как проводка старых домов при одновременном включении нескольких мощных приборов может просто не выдержать нагрузки.

В характеристиках практически всех современных моделей указана мощность от 600 до 3000 ватт. Данный показатель прямо пропорционален объему чайника – чем больше размер, тем выше мощность. Для дома чаще всего приобретаются модели с показателем 1500 ватт. Они без проблем способны вскипятить 1,5-2 литра воды. На весь процесс при этом уходит от 2 до 4 минут. Благодаря таким характеристикам эти модели чайников пользуются большой популярностью.

Если необходим прибор для быстрого нагрева большего объема воды, то рекомендуется приобретать более мощные чайники с показателем 3000 ватт. Они способны выполнить процесс кипячения за две минуты, поэтому пользуются спросом у владельцев заведений, где продают горячий чай и кофе.

Важно помнить, что особо мощные виды техники способны серьезно нагружать даже самую новую проводку, особенно когда вместе с ними одновременно работает стиральная машинка или кондиционер.

Все это приводит к тому, что электрика перегревается и намного быстрее выходит из строя. А ее замена обойдется в крупную сумму. Кроме того, при перегрузках в сети, срабатывает автоматическая защита. А это может оказать негативное влияние на любую электротехнику в доме.

Читайте также: как выбрать электрический чайник.

Как рассчитать расход электроэнергии

Понять, сколько электроэнергии будет расходовать чайник, довольно просто. Для этого достаточно выполнить легкий расчет. За основу можно взять прибор с мощностью 2000 ватт и представить, что он будет кипятить воду 4 раза в день по 4 минуты. За час такой чайник тратит 2 киловатта электричества. Соответственно получается:

• расход за минуту – 33,3 ватт;
• за 4 минуты кипячения – 133,3 ватт;
• в день расходуется – 133,3х4=533,2 Вт или 0,53 кВт;
• в месяц получается 15,9 кВт;

Далее можно просто посчитать затраты. При стоимости 1 кВт в 3 рубля за кипячение воды придется заплатить 1,59 рубля, а за месяц – 47,7 рублей. Одно кипячение будет стоить около 40 копеек.

Данный расчет произведен по максимуму, так как в нем не учитывался тот факт, что при повторном нагреве вода не всегда доводиться до кипения. Если усредненный расчет не устраивает, то можно узнать расход для определенного чайника. Для этого необходимо сделать следующее.

1. Узнать мощность чайника. Она указана на коробке или в инструкции. Если нет ни того, ни другого, то можно посмотреть в интернете.
2. После этого надо засечь, за какое время происходит полный процесс кипячения.
3. Далее 60 минут делится на время закипания (например, 3 минуты). Получится коэффициент 20.
4. После этого мощность чайника делится на полученное число. Пусть у прибора показатель 2400 ватт, тогда 2400/20=120 Вт за 3 минуты кипячения. Или 0,12 кВт. Чтобы получить стоимость одного кипячения, необходимо 0,12 умножить на 3 рубля. Получится 36 копеек.
5. Для подсчета затрат за день следует умножить эту цифру на количество кипячений в день.

Чайник или термопот – что экономичнее

Чтобы выяснить это, можно провести эксперимент. Для этого берутся следующие бытовые приборы:

• чайник Bosh TWK 7801;
• термопот Maxwell MW-1752.

Характеристики чайника: мощность 2200 Вт, объем – 1,7 литра. У термопота соответственно: 890 Вт и 6 литров. Тестирование проводится с помощью ваттметра, а стоимость электроэнергии берется 3 рубля за киловатт-час.

В каждый прибор наливается 1,7 литра воды и доводится до кипения. Чайнику на это понадобилось 6 минут. За это время он израсходовал 0,17 кВт ч на сумму 51 копеек. Термопот выполнил данную задачу за 16 минут, потратив 0,39 кВт или 1,17 рубля.

Однако данный подсчет не совсем справедлив, ведь термопот изначально рассчитан на подогрев и поддержание высокой температуры большого объема воды. Поэтому проводится еще один эксперимент с 6 литрами воды. Термопот вскипятил ее за 40 минут и 3,15 рубля (потратив 1,05 кВт). Чайнику на то, чтобы вскипятить такой же объем воды потребуется около 20 минут. За это время он израсходует 0,6 кВт электроэнергии или 1,8 рубля. То же самое соотношение расхода будет, если провести суточное исследование.

Хотя эксперимент и был весьма приблизительным, все же из него видно следующее: кипятить воду дешевле с помощью чайника, однако термопот необходим в случае, когда необходимо поддерживать высокую температуру воды.

Читайте также: что лучше, чайник или термопот.

Сколько потребляют другие бытовые электроприборы

Для сравнения приведем средний расход энергии основных бытовых электроприборов:

• стиральная машина – 20-25квт/мес;
• компьютер – 30 квт/мес;
• холодильник – 30квт/мес;
• телевизор – 35 квт/час.

Как можно заметить, у чайника не такой уж и большой расход электроэнергии. Но если быть немного внимательнее и посчитать то количество времени, которое работают все устройства, то станет понятно, что чайник и утюг за минимальное количество времени потребляют максимальное количество энергии.

Читайте также: мощность и энергопотребление телевизора.

Как можно сэкономить расход электроэнергии

Итак, чайник можно отнести к достаточно не экономичным приборам в плане экономии электроэнергии. Однако, следуя некоторым рекомендациям, можно немного сократить потребление.

1. Если вы не используете чайник – выключайте его из розетки. Даже в режиме ожидания техника потребляет некоторое количество электроэнергии.
2. Кипятите только тот объем воды, который вам сейчас необходим для чаепития или других целей. Ведь для того, чтобы нагреть 2 литра воды, энергии уйдет в 2 раза больше, чем на нагрев 1 литра. Нет смысла наливать воду до максимальной отметки, чтобы выпить одну чашку чая.
3. Регулярно очищайте ТЭН устройства (да и вообще всю внутреннюю поверхность) от накипи. Наличие отложений делает процесс кипячения воды более длительным и, следовательно, более энергозатратным. Кроме того, ТЭН вообще может выйти из строя при наличии на нем большого слоя накипи.
4. Если вы считаете, что кипятить воду на электроплите экономичнее – вы заблуждаетесь. В этом плане чайник значительно выигрывает – он нагреет воду и быстрее, и с меньшими затратами электроэнергии.

На фоне быстро растущих тарифов на электричество многих волнует: “Сколько потребляет чайник?” В результате простых вычислений оказывается, что сравнительно компактный прибор нуждается в довольно большой мощности.

Воспользовавшись простым методом расчета, приведенным ниже, каждый сможет узнать, сколько ватт потребляет чайник.

Основные преимущества устройства — быстрота нагревания и автоматическое отключение. Благодаря этим полезным свойствам, его можно встретить как в частных домах, так и в служебных кабинетах. И все любители горячего чая и кофе хотели бы знать,

Сколько потребляет электричества электрочайник

Электрочайник — прибор, давно и прочно вошедший в обиход большинства потребителей. Рынок предлагает модели стильного современного дизайна различных материалов, объемов, с дополнительным функционалом.

Однако рост цен на энергоносители вызывает закономерный вопрос: “сколько потребляет электроэнергии чайник?” Расходы на электричество отдельных бытовых приборов определяются техническими параметрами, конструктивными особенностями и эксплуатационными характеристиками.

Чтобы выбрать наиболее экономичное устройство, придется выяснить класс энергоэффективности, мощность потребления, вместимость, учесть обстоятельства, в которых оно действует.

Подсчитано, что электрочайник входит в число самых энергозатратных бытовых приборов. В среднем при мощности от 1,5 до 2,5 кВт/час, работая 4 раза в день по 5 минут, расходует от 20 до 25 кВт в месяц.

Классы энергоэффективности

С 2009 года в Российской Федерации действует ФЗ-261 «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности». По этому закону в технической документации, сопровождающей бытовые электроприборы, должна быть информация о классе энергоэффективности. Некоторые товары обязаны иметь маркировку с индексом КЭ и другими реквизитами на упаковке или корпусе изделия.

Энергосбережением называют общий низкий уровень потребления электричества. Под энергоэффективностью понимают коэффициент полезного действия, который приносит единица мощности (1 Вт).

Маркировке подлежат крупные и мелкие бытовые электроприборы. Индексация представляет собой диаграмму из ступеней разных цветов с буквами латинского алфавита. Последние означают класс энергоэффективности.

Большинство современных изделий соответствует одному из десяти уровней. Чем он выше, тем экономичнее работа прибора. Самый высокий обозначается буквой A и тремя плюсами (А+++), самый низкий — литерой G.

Однако электрочайники классификации не подлежат. Их уровень потребления определяется техническими параметрами и условиями эксплуатации.

Сам по себе КЭ не эквивалентен малому расходу электричества. Вычисляя, сколько кВт потребляет чайник, принимают во внимание множество самых разных факторов.

Технические характеристики

Знание особенностей, параметров, плюсов и минусов различных моделей поможет выбрать энергосберегающий прибор. Поэтому задуматься о том, сколько ватт потребляет электрочайник, лучше заранее, перед покупкой.

Желательно изучить руководство пользователя, в котором приводятся технические характеристики изделия. Они во многом способствуют повышенным или умеренным затратам на электричество.

Параметры, определяющие энергопотребление:

1. Мощность: варьируется в пределах от 600 до 3000 Вт
2. Вместимость колбы: диапазон 0,5-3 л
3. Тип элементов нагревания
4. Материал корпуса

Самый важный показатель, идущий первым — мощность. От этого значения зависит быстрота закипания. Этот же фактор во многом определяет стоимость изделия.

При выборе эксперты рекомендуют ориентироваться на емкость. Для приготовления горячего напитка на одного/двух человек достаточно чайника небольшого объема мощностью 600 Вт. Влияние прочих параметров имеет смысл рассмотреть отдельно.

Расчет потребления

Для того, чтобы узнать, сколько потребляет электрочайник, смотрят в инструкции, какова мощность прибора, находят стоимость 1 кВт/час в регионе; на практике проверяют, сколько времени оборудование затрачивает на выполнение одной операции и прибегают к несложным вычислениям:

1. 60 делят на кол-во минут, затраченных на кипячение энного объема воды. Полученный результат будет искомым коэффициентом.
2. Мощность прибора, означенную в инструкции, делят на полученное выше значение. Итоговая цифра покажет, сколько потребляет электрический чайник энергии за одно кипячение.
3. Полученный результат умножают на стоимость 1 кВт.

Возьмем для примера некие усредненные данные:

1. Мощность: 2000 Вт или 2 кВт/час
2. Время закипания: 5 минут
3. Количество кипячений в день: 6 раз

Действие первое: расчет потребления в минуту. Делим мощность 2000 Вт на 60 минут. 2000 : 60 = 33,3 Вт/мин.

Действие второе: умножаем количество ватт в минуту на время закипания: 33,3 * 5 = 166,5 Вт. Конвертируем в кВт и округляем до 0,167 кВт. Такое количество энергии потребляет чайник за один раз.

Действие третье: умножаем кол-во кВт/5 мин. на число кипячений в день (6): 0,167 * 6 = 1,002 кВт/в день.

Действие четвертое: умножаем полученный результат на 30 дней: 1,002 * 30 = 30,06 кВт/в месяц.

Итого: электрочайник мощностью 2000 Вт (2кВт/час)потребляет 30,06 кВт/часов в месяц.

Умножив полученную цифру на условную стоимость одного кВт/часа, получим: 30,06 * 3,5 р. = 105,21 руб. Такова сумма ежемесячных финансовых расходов за кипячение воды в электрическом чайнике.

Расчет сделан по максимальным значениям. Если в полном объеме прибор используется один раз в день, а затем вода только подогревается, размер потребления значительно уменьшится.

От чего зависит мощность электрочайника

На общий расход энергии влияют тип ТЭНа, емкость сосуда, качество воды, количество нагреваний, материал корпуса и конструкция прибора. Выяснив закономерности их воздействия, какие-то из этих характеристик можно взять под контроль. Осознанное потребление поможет избавиться от лишних трат.

Объем колбы

Вместимость чайника — один из факторов, определяющих коэффициент полезного действия. От объема внутренней колбы зависит, как часто придется кипятить воду. Многократность включений/отключений, соответственно, увеличит количество затрачиваемой энергии. С другой стороны, в большом сосуде вода будет нагреваться дольше, что тоже повысит расходы. Обычно электрочайники встречаются объемом 0,5-1,8 л. Спросом пользуются приборы емкостью 1,5-1,7 л.

Мощность потребления и емкость — взаимозависимые категории. Если внимательнее отнестись к наполнению сосуда и расходованию кипяченой воды, можно сэкономить время, сократив потери электроэнергии и денег.

Для нагрева 0,5 литра достаточно минимальной мощности в 600 Вт. Чтобы вскипятить воду в двухлитровом чайнике, понадобится около 2000 Вт.

Объем 0,5 л используют в качестве дорожного кипятильника. Семье из трех/четырех человек подойдет сосуд емкостью от 1,5 до 2 литров.

Тип нагревательного элемента

Современные модели оснащены одним из двух вариантов трубчатых элементов нагревания: открытым или закрытым.

Первый представляет собой спираль, расположенную в колбе. Вода в таком чайнике непосредственно контактирует с элементами нагревания. Кипячение происходит быстро и бесшумно. Время до закипания составляет 2-2,5 минуты.

Эти устройства стоят дешевле, кипятят воду быстрее закрытых. Недостаток этого варианта в отсутствии предохранителя и в том, что их трудно очищать от налета. Включение при недостаточном объеме воды приводит к выходу элемента из строя.

Второй имеет специальную нагревательную пластину, вмонтированную в днище. Длительность нагревания и уровень шума этих видов выше, чем открытых.

Устройства закрытого ТЭНа легче очищаются от накипи. На кипячение уходит около трех минут. Конструкция большинства современных моделей соответствует этому типу. В них можно наливать меньшее количество жидкости; они имеют функцию автоматического отключения. Стоимость этих приборов несколько выше первых.

Качество воды

Множество минеральных солей, присутствующих в воде, при кипячении выпадает в осадок. Чистота жидкости, идущей по трубам городского водопровода, вызывает немало сомнений. Известно, что в ее составе присутствуют различные вредные примеси. Под воздействием высоких температур все эти нерастворимые частицы оседают на ТЭНе, стенках и днище сосуда.

Осадок в виде белого налета, образуемый в результате кипячения, называется накипью. Присутствие этой субстанции портит вид и вкус напитков, замедляет процесс нагревания воды, увеличивая тем самым расход электроэнергии.

Поэтому использование очищенной воды не только полезно для здоровья, но и выгодно с точки зрения экономии. Если нет возможности фильтровать жидкость, надо вовремя уничтожать налет, очищая чайник раствором лимонной кислоты.

Количество нагреваний

Как показал расчет, частота нагреваний значительно повышает степень затрат электроэнергии. Если пять раз в день включать чайник на три минуты, расход составит 18 кВт. Чтобы понять истинный масштаб потерь, вспомним, что такое количество энергии другие приборы наматывают за 24 часа.

Объем воды

Количество нагреваемой жидкости — еще один фактор, нечасто упоминаемый в разговорах об энергозатратах. Однако он тоже входит в статью расходов. Чем больше в чайнике жидкости, тем длительнее нагрев и тем больше затрачивается энергии. Поэтому специалисты рекомендуют заливать в колбу столько воды, сколько нужно на один раз. Необязательно всякий раз наполнять ее до верхней отметины.

Из какого материала сделан корпус электрочайника

Материал корпуса оказывает заметное влияние не только на внешний вид. Удобство эксплуатации, вкус и аромат напитков зависят от его химических свойств.

Производители предлагают:

• Пластиковые
• Стеклянные
• Стальные
• Керамические электрочайники

Помимо воздействия на эстетические и вкусовые особенности напитка вид материала влияет на энергоэффективность прибора.

Пластиковые агрегаты чаще всего встречаются в бюджетном ценовом сегменте. Если при изготовлении использована некачественная пластмасса, вскипяченная вода может иметь неприятный синтетический привкус и “химический” запах.

Пластик обладает низкой теплопроводностью, поэтому не нагревается так, как металл. Чайники можно брать незащищенной рукой. Материал не держит тепло, поэтому вода в таких сосудах быстро остывает.

Стеклянные отличаются хрупкостью. Они требуют деликатного отношения, так как от любого механического воздействия могут разбиться. Стекло быстро нагревается и столь же быстро теряет температуру. Вода в таком сосуде остывает буквально за несколько минут. Необходимость часто подогревать жидкость способствует увеличению затрат.

Самыми прочными и надежными остаются стальные чайники. Блестящие хромированные поверхности смотрятся современно и стильно. Но самое главное: металлические изделия устойчивы перед термическими и механическими воздействиями.

Особенной энергоемкостью обладают чайники с термоизоляцией, предохраняющей корпус от перегрева. Малое количество затрачиваемой энергии способствует снижению расходов. Благодаря этому дополнению, вода в чайнике долго не остывает. Такие свойства показывают высокую степень энергосбережения.

Керамические в повседневной практике используются нечасто. Они очень эффектно смотрятся и хорошо подходят для сервировки чайного стола. Их нетрудно содержать в чистоте. Керамика — стопроцентно натуральный материал. Вода, вскипяченная в керамическом сосуде, обладает прекрасными вкусовыми качествами. Тепло в таких чайниках держится дольше, чем в стеклянных, но уступает в этом отношении стальным.

Чайник или термопот – что экономичнее

Термопот — универсальный бытовой прибор, выполняющий функции электрочайника, кулера и термоса. Вскипяченная в таком приборе вода остается горячей 12-18 часов.

Устройство широко применяется в общественных, служебных, коммерческих учреждениях, выступая конкурентом привычному электрическому чайнику.

Термопот отличается:

• Большими объемами
• Наличием термоизолятора
• Автоматическим подогревом

Принцип действия аналогичен работе бойлера, постоянно подогревающего воду. Сравнение энергоэффективности электрочайника и термопота не представляется корректным, так как каждый из них имеет свое предназначение. Если в чайнике быстро кипятят воду для чая или кофе, то термопот используется в качестве термоса, поддерживающего определенную температуру содержимого длительное время.

Поэтому это оборудование успешно используется в заведениях общепита: кафе, столовых, барах. Термопот хорошо подходит для обеспечения горячей водой большого количества людей. Этот стильный современный прибор уместен в офисах, гостиницах, залах ожидания. В домашних условиях его использование оправдано, если есть маленькие дети или люди, которым регулярно нужна теплая вода.

Чтобы узнать, какой прибор экономичнее, посчитаем затраты одного и другого устройства. Для участия в сравнительном тестировании берем условный чайник «А» с такими характеристиками:

• Объем: 1,7 л
• Мощность: 2200 Вт
• Дисковый нагреватель закрытого типа

Противником выступает термопот «Б», обладающий следующими параметрами:

• Объем: 6 л
• Мощность: 890 Вт
• Дисковый нагреватель закрытого типа

Для эксперимента в оба сосуда вливаем холодную воду одинаковой температуры и объема. В результате оказывается, что чайник «А» вскипятил 1,7 л за 6 минут, израсходовав за это время 0,17 кВт/ч. В то время как термопот «Б» затратил на кипячение такого же количества воды 16 минут и 0,39 кВт/ч энергии.

Мощность потребления электричества термопотами в два или более крат ниже, чем у чайников. Причина в том, что они разработаны не для быстрого нагревания, а для сохранения жидкости в горячем состоянии продолжительное время.

Чайник справился с работой почти в 2,5 раза быстрее. Если перевести энерготраты в деньги, то по тарифу 5,03 рубля за 1 кВт/час, получится, что за кипяток из чайника придется заплатить 85 копеек. Напиток, приготовленный в термопоте, обойдется в 1 рубль 96 коп.

Отсюда следует, что в электрочайнике вода доводится до кипения в 2,5 раза быстрее. При этом он расходует меньше энергии, что выгодно отражается на бюджете.

А как обстоит дело с нагреванием большого количества жидкости? Ведь термопот предназначен для единовременного кипячения шести литров.

Чтобы согреть такой объем воды в чайнике, пришлось его включать/отключать трижды. На все операции потрачено около 18 минут. Стоимость кипятка в этом случае составила 2 рубля 55 копеек.

Термопот нагревал 6 литров в течение 40 минут. За это время потрачено 1,05 кВт/ч. За горячую воду, вскипяченную в нем, придется заплатить 5 рублей 28 копеек.

Термопот мощностью 890 Вт кипятит 6 литров 40 минут, затрачивая на это 1,05 кВт/ч. Сделанные вычисления показывают преимущества электрочайника перед термопотом.

Однако эксперимент на этом не заканчивается. Этот прибор предназначен, как известно, для поддержания воды горячей в течение долгого времени.

То есть после того, как шесть литров за 40 минут были доведены до кипения, прибор оставляют включенным в режиме сохранения температуры. За двадцать четыре часа термопот израсходовал 3,06 кВт. Заплатить за горячий напиток в этот день пришлось 15 рублей 39 копеек.

Прибор	1,7 л	6 л	24 часа
Чайник	6 минут, 0,17 кВт/час	три раза по 6 минут, 0,85 кВт	—
Термопот	16 мин, 0,39 кВт	40 мин, 1,05 кВт	3,05 кВт

Подсчеты показали, что один стакан (200 мл) кипятка из чайника обойдется в 10 копеек, из термопота в 17 копеек. Расходы за год в первом случае составят 1551 рубль, во втором 5617 рублей. Расчет сделан по условным данным максимального использования обоих приборов.

Как сократить расходы на электроэнергию

Рост цен на энергоносители вынуждает потребителей более осознанно подходить к их использованию. Электрический чайник давно стал предметом первой необходимости. Однако этот довольно скромный прибор по годовым затратам на электричество догоняет таких монстров, как холодильник, компьютер, стиральная машина и телевизор. Вспомним, что его средняя мощность составляет 1,5-3 кВт/ч и если кипятить в нем воду несколько раз в день, получается весьма значительная цифра.

Поэтому каждый рачительный хозяин задумывается о способах экономии энергоресурсов и сокращения расходов за оплату кипяченой воды.

Эксперты советуют:

1. Отключать от электросети неработающий чайник, так как техника даже в режиме ожидания потребляет некоторое количество энергии.
2. Не заливать жидкость до максимальной отметки без надобности. На кипячение двух литров воды потребуется много энергии. Если не использовать всю за один раз, придется нагревать еще неоднократно. И каждый раз счетчик будет накручивать киловатты, увеличивая расход.
3. Систематически очищать трубчатый элемент нагревания, как открытый, так и закрытый, а также все внутренние полости прибора. Отложения на поверхности замедляют процесс кипячения, длительность работы увеличивает энергозатраты. Большой слой накипи грозит выходом ТЭНа из строя.

Ошибочно полагать, что кипятить воду экономнее на электроплитке. В этом противостоянии чайник уверенно выигрывает: нагревает жидкость быстрее, потребляя меньшее количество энергии.

В завершении обзора можно сделать вывод о немалых энергозатратах, которые несет потребление электрочайника. Решить проблему можно, если задуматься о покупке энергосберегающего агрегата. Зная основные технические характеристики и их влияние на увеличение расходов, проще подобрать оптимальный вариант.

Грамотная эксплуатация, внимание к качеству воды, своевременное и регулярное очищение сосуда от накипи, привычка вынимать вилку неработающих электроприборов из розетки: простые, но действенные способы экономии, заметно сокращающие уровень потребления энергии электрочайником.

Условие задачи:

В электрическом чайнике мощностью 800 Вт можно вскипятить 1,6 л воды, имеющей температуру 20 °C, за 20 мин. Найти КПД чайника.

Задача №5.1.16 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

(N=800) Вт, (V=1,6) л, (t=20^circ) C, (tau=20) мин, (eta-?)

Решение задачи:

Коэффициент полезного действия (eta) (КПД) равен отношению полезной работы (A_п) к затраченной работе (A_з).

[eta  = frac{{{A_п}}}{{{A_з}}};;;;(1)]

Полезная работа чайника (A_п) заключается в том, что он нагревает воду, поэтому полезная работа равна количеству теплоты, требующемуся для нагревания воды до кипения. Напомним, что температура кипения (t_к) равна 100 °C.

[{A_п} = cmleft( {{t_к} – t} right)]

Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C).

Выразим массу нагреваемой воды (m) через плотность воды (rho) и объем (V). Плотность воды равна 1000 кг/м³.

[{A_п} = crho Vleft( {{t_к} – t} right);;;;(2)]

Затраченную работу (A_з) определим как произведение мощности чайника (N) на время (tau).

[{A_з} = Ntau ;;;;(3)]

Подставив выражения (2) и (3) в формулу (1), получим такую конечную формулу:

[eta  = frac{{crho Vleft( {{t_1} – t} right)}}{{Ntau }}]

Переведём объем чайника (V) и время нагревания воды (tau) в систему СИ.

[1,6;л = 1,6 cdot {10^{ – 3}};м^3]

[20;мин = 1200;с]

Посчитаем ответ:

[eta  = frac{{4200 cdot 1000 cdot 1,6 cdot {{10}^{ – 3}} cdot left( {100 – 20} right)}}{{800 cdot 1200}} = 0,56]

Ответ: 0,56.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

5.1.15 Тепловая нагрузка горелки водонагревателя равна 25 МДж/ч, вместимость бака 80 л
5.1.17 Для закалки стальную деталь, нагретую до 1073 К, массой 0,5 кг опустили в воду массой 10 кг
5.1.18 Мощность, развиваемая двигателем самолета на скорости 900 км/ч, равна 3 МВт. При этом

Каждый из нас довольно часто пользуется чайником или обычным, или электрическим, чтобы довести воду до кипения. Это необходимо для приготовления двух замечательных напитков: чая и кофе. Однако не вся электрическая энергия, если чайник – электрический, или энергия горящего газа, если чайник – обычный, идет на нагревание воды. Каждый раз, когда мы, приготавливая кипяток, греем воду, вместе с ней нагревается и сам чайник, а также и воздух на кухне. При этом возникает вопрос: сколько лучше наливать воды? Если воды налить немного, то, с одной стороны, она быстро закипит, и потери теплоты на нагревание воздуха на кухне будет самыми небольшими. Но, с другой стороны, на нагревание самого чайника уйдёт почти столько же энергии, сколько и на нагревание воды. Если воды налить много, то энергия, потраченная на нагревание чайника, будет незначительной, но при этом чайник будет нагреваться долго и, следовательно, гораздо больше энергии будет передано окружающей среде. Давайте попробуем разобраться и определить оптимальное количество воды, при котором отношение потерь тепла к полезной работе по производству кипятка при помощи электрического чайника будет минимально.

При проведении расчетов будем считать, что вода, нагреваемая в чайнике, имеет комнатную температуру, а выделение тепла нагревательным элементом чайника в единицу времени неизменно и равно, соответственно, мощности, указанной производителем электрического чайника.

Для определения оптимального коэффициента полезного действия можно провести экспериментальное исследование, воспользовавшись электрическим чайником с мощностью нагревательного элемента 2400 Вт и объемом 1.5 л. Полезная работа по производству кипятка равна количеству теплоты, необходимому для нагревания воды от комнатной температуры до температуры кипения воды (100⁰С):

где  – теплоемкость воды,  – масса нагреваемой воды,  – температура кипения воды,  – начальная температура воды перед нагреванием (25⁰С).

Выделяемое нагревательным элементом количество теплоты определяется формулой:

где  – мощность нагревательного элемента,  – время закипания воды. Тогда коэффициент полезного действия электрического чайника  определяется соотношением:

а потери энергии:

При помощи секундомера делаем измерения времени закипания воды разной массы, а результаты заносим в таблицу:

№ п.п.	Масса воды, кг	Время закипания, с	КПД , %	Удельная потеря энергии, кДж/кг
1	0,25	58	56,6	241,8
2	0,5	92	71,3	126,6
3	0,75	127	77,5	91,4
4	1	166	79,1	83,4
5	1,25	206	79,6	80,5
6	1,5	255	77,2	93,0

Из таблицы видно, что минимальные потери энергии для используемого в эксперименте чайника будут, если нагревать 1-1,25 кг воды, а максимальные потери будут, если нагревать 0,25 кг воды. Таким образом, разница между максимальными и минимальными потерями составляет 161,3 кДж/кг. Учитывая, что в среднем чайник используется 2-3 раза в день, за год потери энергии будут 176,6 МДж, или 49 кВт/ч. Сама по себе экономия получилась небольшой, но если свести к минимуму все ненужные потери энергии, например, выключая неиспользуемые осветительные приборы и т.д., то эффект получится вполне ощутимым, особенно если посчитать экономию электроэнергии в пределах города Москвы: 150000000 кВт/ч.

По предложенному методу мы предлагаем вам решить задачу.

Проведите экспериментальное исследование и определите оптимальное количество воды, которое нужно наливать в ваш чайник, чтобы минимизировать тепловые потери.

Автор: Матвеев К.В., методист ГМЦ ДО г.Москвы

Электрический чайник – бытовой прибор, который встречается практически в каждом доме. Мощность чайника – важный параметр, от которого зависит количество потребляемой им электроэнергии. Но это значение «скачет» от модели к модели.

В статье будет описано, сколько потребляет электроприбор для кипячения воды, и как на это влияют конструктивные особенности техники: объем колбы, нагревательные элементы. Зная все тонкости, можно будет составить рекомендации, как снизить расход потребляемой энергии.

Параметры электрического чайника

Выпускаются разные модели чайников, значит, расходы на электроэнергию у них тоже разные. Во многом это зависит от конструкции электроприбора, точнее следующих факторов:

• вместимость. По параметру объема выпускаются модели от 0,45 до 3 литров. Для больших семей достаточно чайника объемом в 2 литра. Если проживающий один, то ему, чтобы попить горячий напиток, хватит и 0,45 литра;
• мощность электрочайника. От этого значения зависит то, как быстро чайник будет нагревать жидкость. Средние параметры большинства электроприборов – от 0,85 до 1,5 кВт;
• тип нагревательного элемента. Электрочайник – прибор, питающийся от сети. В него устанавливаются открытые и закрытые ТЭНы. Спираль открытого контактирует с водой, закрытого – нет. Нагревательные элементы первого вида быстрее кипятят жидкость, но со временем покрываются налетом;
• форма и дизайн. На эксплуатацию не влияют, но внешний вид – первое, на что обращают внимание пользователи, покупая технику.

От чего зависит мощность электрочайника

Значения мощности современных электрических чайников – от 700 до 3000 Вт. Основополагающая характеристика – мощность, но на месячное энергопотребление влияют и другие факторы:

• объем;
• тип ТЭНа;
• качество воды и другие.

Объем колбы

Еще одна базовая характеристика, наряду с мощностью. Чем больше объем чайника, тем больше ему потребуется времени и электроэнергии для кипячения воды.

Для любителей путешествовать выгодны «дорожные» модели с объемом в 0,5 литров. Такой компактный чайник легко поместится в сумке, поэтому «под рукой» всегда будет кипяток.

Если любителей чая больше, то рассматриваются модели пообъемнее – 1,7 – 2 литра. Электрочайники с маленьким объемом (до 1 литра), обычно имеют мощность от 650 до 1000 Вт.

Тип нагревательного элемента

Известно, что спираль в конструкции электрочайника, задача которой – нагревать воду, бывает открытой и закрытой.

Открытый ТЭН располагается горизонтально. Он дешевле, чем закрытый, поэтому характерен определенными недостатками:

• чайник придется полностью заполнять водой. При «неполной загрузке» есть шанс, что спираль раньше испортится;
• на нем быстрее образуется накипь. Загрязнение ТЭНа приводит к тому, что чайник дольше кипятит воду, а сама жидкость отдает неприятным вкусом;
• открытый ТЭН не имеет предохранителя. Значит, нет защиты от «холостого» хода. То есть можно включить электрочайник, даже если в его колбе нет воды. Конечно, в результате он выйдет из строя.

В электрочайниках с закрытым ТЭНом дно корпуса выполнено из металла. Стоят эти модели примерно на 10% дороже, чем с открытым нагревательным элементом.

Преимущества такой техники:

• легко удалить накипь;
• можно греть малый объем воды;
• когда жидкость закипит, сработает автоматический выключатель;
• есть предохранитель, благодаря которому техника не включится, если в ней нет воды.

У закрытых нагревательных элементов есть и минусы:

• так как спираль не контактирует с жидкостью напрямую, требуется больше времени для нагрева воды;
• шум во время работы.

Качество воды

В составе некачественной воды немало микроэлементов, которые приводят к быстрому образованию накипи в «теле» чайника. Поэтому его придется чаще чистить.

Если пренебречь этим, то из-за слоя загрязнения вода будет нагреваться дольше, также увеличивается энергопотребление.

Количество нагреваний

Если электрочайник это позволяет (закрытый ТЭН), то лучше вскипятить в нем такое количество воды, которое необходимо в данный момент.

Объем воды

В колбу лучше заливать столько воды, сколько будет сразу использовано, например, для чаепития. Нет необходимости каждый раз заполнять колбу жидкостью до рекомендованной отметки.

Чем больше в чайнике воды, тем дольше он будет ее нагревать, а для этого ему требуется электроэнергия.

Сколько электроэнергии потребляет чайник

Узнать это можно несложными расчетами:

1. Определяется потребляемая мощность электрического чайника. Эти данные указаны на коробке, в инструкции или легко находятся в интернете.
2. Засекают, сколько времени в минутах требуется чтобы закипятить воду.
3. 60 минут делят на полученную цифру (например, 5 минут). Получится 12.
4. К примеру, если мощность 2400 Вт, эту цифру делят на 12. Получается, за 5 минут его расход – 200 Вт. Можно подсчитать сумму за одно кипячение. Ставка за 1 киловатт – 3 рубля. 200 Вт = 0,2 кВт. 3 умножается на 0,2. Полученная цифра и будет суммой одного кипячения.
5. По аналогии считается потребление в час.

Как можно уменьшить расход энергии

Но это не значит, что нужно отказываться от этого удобного способа быстро подогреть воду для чая или кофе. Есть ряд советов, придерживаясь которых можно снизить энергопотребление:

• просто включенный чайник, но не кипятящий воду, все равно будет потреблять свет. Да, расходы несущественны, но они есть. Поэтому, когда электрочайником не пользуются, его отключают от сети;
• лучше кипятить нужное количество воды, чем весь объем. Например, хочется выпить кружку кофе. Необязательно для этого «подготавливать» целый литр кипятка;
• ТЭН – нагревательный элемент, который должен оставаться чистым. За его состоянием нужно следить, очищая от накипи. Если на ТЭНе образуется толстый слой налета, это приведет к тому, что чайнику будет требоваться больше времени на разогрев воды. Значит, увеличатся и расходы. Не говоря о том, что такая техника может быстрее испортиться. Избавиться от налета просто: для этого в колбе кипятят воду, смешанную с лимонной кислотой;
• бытует мнение, что более экономный способ кипячения воды – на электрической плите. По факту – нет, чайник с этой задачей справляется быстрее, да и энергозатраты будут меньше.

Кто считает, что электрочайник – дорогая техника в плане расходов, присматриваются к новинке – термопоту, который еще называют чайником-термосом. Преимущество этого прибора – он подогревает воду и поддерживает ее горячей. Это избавляет от необходимости постоянно включать/выключать прибор.

Количество потребляемой чайником энергии зависит от многих факторов: ТЭНа, объема, качества воды. Зная их, проще скорректировать «правильную» работу техники, снизив тем самым месячные расходы.