hoeveel vermogen nodig om water te verwarmen

Ik heb buiten een met piepschuim 2 cm. geïsoleerd rechthoekig waterreservoir staan van 35 liter.
's Winters kan vers leidingwater via een filter daarom heel koud zijn, ik ga maar uit van 0 gr. C. Ik wil het voor gebruik elektrisch kunnen verwarmen tot even boven 20 graden.
Heeft iemand een idee voor het vermogen (Watt) van een verwarmer? Ik denk aan een soort aquarium staafverwarming.

Hoeveel water moet er hoe snel opgewarmd worden - alle 35 liter ineens? Wat is het warmteverlies door de isolatie?

Moet het echt zo warm worden? 20 graden is voor tapwater vrij warm.

35 liter water 20 graden omhoog brengen zou, zonder verliezen, 2940 000 J kosten.
Om dat in een uur te doen heb je dus 820 W nodig.

Echter, naarmate het water boven de omgevingstemperatuur komt krijg je verliezen. In werkelijkheid duurt het dus langer, of heb je voor dezelfde tijd meer vermogen nodig.

de temperatuur van 35 liter zuiver water met een graad verhogen kost 35 Cal oftewel 35x4,184 kJ = 146kJ. Voor 20 graden heb je dus 20x146=2920kJ (zeg maar even 3000kJ) nodig.
1kW = 1kJ/s, dus als je het in 5 minuten (300s) op temperatuur wil hebben is dat 3000/300=10kW.
Als het in een half uur mag is het dus 3000/1800=1,7kW.

De vraag is dus, hoe lang mag het duren?

Hierbij zijn je verliezen door slechte isolatie niet meegerekend maar het geeft een idee.

Als je een thermostaat gebruikt, dan maakt het vermogen van het verwarmingselement niet veel meer uit, zolang het element het water maar op 20 graden krijgt. Met een element voor een aquarium dat veel groter is dan jouw reservoir moet dat geen enkel probleem zijn.

Waarom staat dat reservoir buiten?

Warmte verlies is maximaal iets van 10 40 watt.
Lambda van EPS is 0,040
Dikte 2cm=0,02m Dus R=0,5 [watt/m2/graad(verschil) m2 x graad/Watt.
Kubus van 35 liter is ongeveer 0,6 m2
Om het water bij -10 op 20 graden te houden kom je dan op.
0,50 x0,6 x 30= 9 watt 0,6 x 30/0,5=36 watt!

Doorvoeren en imperfecties zorgen voor meer verlies. Overgangsweerstand lucht en eps etc helpen nog iets.

Het gaat dus voornamelijk over de doorstroomsnelheid/verbruik wat het element bepaald.
Verlies is wel erg groot eigenlijk.

[Bericht gewijzigd door ArjanEmm op (11%)]

Op 25 februari 2015 12:34:54 schreef GJ_:
de temperatuur van 35 liter zuiver water met een graad verhogen kost 35 Cal oftewel 35x4,184 kJ = 146kJ. Voor 20 graden heb je dus 20x146=2920kJ (zeg maar even 3000kJ) nodig.
1kW = 1kJ/s, dus als je het in 5 minuten (300s) op temperatuur wil hebben is dat 3000/300=10kW.
Als het in een half uur mag is het dus 3000/1800=1,7kW.

De vraag is dus, hoe lang mag het duren?

Hierbij zijn je verliezen door slechte isolatie niet meegerekend maar het geeft een idee.

Calorien is toch ouderwets? is toch Joules?

Een doorstroomverwarmer lijkt me handiger. Wel hoge stroom, maar slechts zeer kort. (en altijd 'vers' heet water, geen legionellavat nodig... ;) )
http://www.budgetheat.eu/249-clage-smb-3-doorstroomverwarmer-3500watt-…

Op 25 februari 2015 13:33:19 schreef mel:
[...]
Calorien is toch ouderwets? is toch Joules?

1 Calorie is per definitie de energie nodig om 1 gram water van 14,5 tot 15,5 graden te verwarmen. Niet zo'n gekke keuze in deze :)

Op 25 februari 2015 12:04:12 schreef havol:
ik ga maar uit van 0 gr. C.

Lijkt me een pessimistische aanname. Leidingwater zal zelden kouder zijn dan 10 gr. C.
En verder vraag ik me ook af waarom dat vat buiten moet staan.

Op 25 februari 2015 13:33:19 schreef mel:
Calorien is toch ouderwets? is toch Joules?

Je moet ofwel onthouden dat 1 liter 1 graad verwarmen 1 kCal cost, en dat die kCal 4.2kJ is, ofwel dat 1 liter 1 graad verwarmen 4.2KJ kost. In beide gevallen is er 1 "magic number" wat je moet onthouden.

Water tappen kan met iets van 5L/min. oftewel 0.083L/sec.
P = d * deltaT * Cwater = 0.083L/sec * 20 graden * 4.2kJ/L/graad = 7.0kW.

[Bericht gewijzigd door rew op (17%)]

Op 25 februari 2015 14:41:08 schreef rew:
1 kCal

Even om de puntjes op de i te zetten: het is kcal, niet kCal
1Cal = 1kcal (hoewel Cal volgens mij behalve ouderwets ook nog eens erg ongebruikelijk is)

Ik gebruikte calorieën inderdaad omdat dat gemakkelijk rekent.

Sorry voor die rommelige post hier boven. Bij isolatie ofwel warmteweerstand wordt R en U door elkaar gebruikt. U vooral voor glas. R voor isolatie materialen. R=1/U. Beetje hetzelfde verhaal als Ohm en Siemens.

Op 25 februari 2015 14:59:48 schreef GJ_:
[...]Even om de puntjes op de i te zetten: het is kcal, niet kCal

Zo zie je maar weer dat je mij maar beter niet alleen kan laten met die oude eenheden. :-)

Ik merk dat er enige toelichting nodig is. Inderdaad is mijn eerste beschrijving wel erg mager.

Voor het verversen van aquariumwater heb ik nog al wat voorbereid water nodig op een temperatuur van zo'n 22 gr. C.
Door copd (longziekte) ben ik niet goed in staat te slepen met emmers.

Daarom zocht ik naar een mogelijkheid van een reservoir van waaruit ik met een pompje en slang water naar het aquarium kan pompen in plaats van sjouwen. Ik ben nu bezig met een opstelling die niet alleen naar wens filtert (osmose) en pompt maar ook afhevelt.

De meest voor de hand liggende plek waar ruimte genoeg is en water en afvoer niet moeilijk zijn: in de tuin tegen de achtergevel.

Het duurt, als ik het osmosefilter gebruik, een paar uur om 30 liter in het vat te laten druppelen. De verwarming schakelt in zodra er een voldoende laag water in het vat zit.

Dat brengt me op een bijbehorende vraag: de opstelling staat in een houten kast van zowat 100 x 30 x 70 cm. Wat zou er nodig zijn om alles vorstvrij te houden? Er zijn leuke en niet dure verwarmingen voor hobby kweekkastjes.

Zodra alles redelijk toonbaar klaar is zal ik een foto maken.

Ligt de tuin naar het zuiden en uit de wind?
Is die kast winddicht?
Staat het reservoir geïsoleerd van de grond?

Op 26 februari 2015 10:03:44 schreef havol:
Het duurt, als ik het osmosefilter gebruik, een paar uur om 30 liter in het vat te laten druppelen. De verwarming schakelt in zodra er een voldoende laag water in het vat zit.

Als we "een paar uur" interpreteren als "120 minuten", dan heb je 4.2mL/sec. Volgens de formule krijg je dan:

P = d * deltaT * Cwater = 0.0042L/sec * 20 graden * 4.2kJ/L/graad = 350W. Toch meer dan ik dacht.

Dat ding vorstvrij houden kost in theorie helemaal geen energie, behalve de warmte die je verliest door de wanden en via in en uitblazen van lucht. Kortom, het hangt dus voornamelijk er van af hoe goed je de boel isoleert.

http://i00.i.aliimg.com/wsphoto/v2/1206756708_1/Silicone-Pipe-Heater-f…

http://nl.aliexpress.com/w/wholesale-heating-element-tube.html

Dat is denk ik wat je zoekt...

Bij de "heating element tube" zoekactie had ik gehoopt op doorvoer-buizen waar je de boel mee zou moeten kunnen verwarmen. Maar die zie ik er niet tussen staan.

Een reden kan zijn dat voor "normale" doorloop snelheden (5l/min) een enorm vermogen nodig is, terwijl je pas bij abnormaal lage doorloopsnelheid (300ml/min) een met een normaal vermogen toe kan.

In België worden doorstroom waterwarmers verkocht, zoiets als een geiser, maar dan elekrtisch. Die dringen hebben een vermogen van 3500W, maar verwarme tot douche temperatuur. Het zijn kleine kastjes van, zeg 20×15×8cm.
Misschien kun je dit als inspiratie gebruiken?

Op 2 maart 2015 09:34:36 schreef Tidak Ada:
In België worden doorstroom waterwarmers verkocht, zoiets als een geiser, maar dan elekrtisch. Die dringen hebben een vermogen van 3500W, maar verwarme tot douche temperatuur.

douche temperatuur @ douche debiet? Lijkt me sterk met 3500 Watt, maar even geen zin om het na te tellen.

Op 2 maart 2015 13:14:39 schreef RalcoBe:
douche temperatuur @ douche debiet? Lijkt me sterk met 3500 Watt, maar even geen zin om het na te tellen.

van 10 naar 40 graden verwarmen met 3500Watt geeft een debiet van 1.7 liter/minuut. Dat is 28 ml/sec, oftewel een pul bier in 20s. Een beetje student kan zo snel drinken.

Kun je geen gemengd koud+warm water van een graad of 20 - 25 over je osmose filter laten gaan . Een thermostaat kraan zetten en dan ben je er .
Het buitenoppervlak van de kast is zeg 2 m2 .
Het warmteverlies van de wand met 2 cm isolatie is zeg 1 watt/m2/K . Dus bij een buitentemp van -10 en een temp in de kast van 5 graden is er 2 * 1 * 15 = 30 watt nodig .
Neem wat reserve en dan zit je op 50 watt .
Pas op dat alles heel goed winddicht is , als de wind erbij kan vriest het kapot ( is er veel meer vermogen nodig).

Op 2 maart 2015 13:47:22 schreef blurp:
[...]
Dat is 28 ml/sec, oftewel een pul bier in 20s. Een beetje student kan zo snel drinken.

Ah, vandaar blurp >:)

Ik was lang geleden in een simpel hotelletje in een ver buitenland. Daar hing in de badkamer ook zo'n doorstroomverwarmer aan de douchekop.

50 ampere bij 110V stond er op een label, er gingen 2 losse dikke matig geisoleerde draden naar de contraptie. En onder dat rare energievretende elektrische ding stond je dan te douchen. Ik voelde me er niet echt happy bij :) Er kwam ook maar een flutstraaltje warm water uit de kop.

Dat was voor mij wel een soort van eye-opener over de ongelooflijk hoge warmte capaciteit van water. 5,5kW en dan maar zo weinig net-geen-steenkoud water? Wow.

Sindsdien voel ik me een beetje schuldig als ik b.v. bij het koken een paar liter water van 90 graden weg moet mikken. Jammer van de energie.