Proiectarea și calculul încălzitoarelor electrice

1. Calculul proiectării pentru un încălzitor electric urmează în general trei pași:
1. Calculați puterea necesară pentru încălzirea mediului de la temperatura inițială la temperatura setată într -un timp specificat.
2. Calculați puterea reală necesară pentru a menține temperatura, menținând în același timp temperatura medie.
3. Pe baza rezultatelor acestor două calcule, selectați modelul și cantitatea de încălzitoare. Puterea totală este maximul celor două valori de putere, factorizarea unui coeficient de 1,2.

Formula:
1. Puterea necesară pentru încălzirea inițială
Kw=(c1m1Δt + c2m2Δt) ÷ 864/p + p/2
Unde: C1C2 sunt încălzirile specifice ale recipientului și, respectiv, mediu (grad kcal/kg);
M1M2 sunt masele recipientului și, respectiv, mediu (kg);
ΔT este diferența dintre temperatura dorită și temperatura inițială (gradul);
H este timpul necesar pentru încălzire de la temperatura inițială la temperatura setată (H);
P este căldura disipată din recipient la temperatura finală (KW);
2. Puterea necesară pentru a menține temperatura medie
Kw=c2m3Δt/864 + p
Unde: M3 reprezintă cantitatea de mediu adăugat pe oră (kg/h);

Iii. Exemplu de calcul al proiectării încălzitorului electric:
Un recipient deschis cu dimensiuni de 500 mm lățime, 1200 mm lungime și 600mm înălțime cântărește 150 kg. Conține apă până la o înălțime de 500 mm și este înconjurat de un strat de izolare de silicat de 50 mm. Apa trebuie încălzită de la 15 grade la 70 de grade în 3 ore . 20 kg/h de apă de 70 de grade este apoi pompată dintr -un recipient și se adaugă aceeași cantitate de apă. Câtă putere este necesară pentru a atinge temperatura dorită? Date tehnice:
1. Gravitatea specifică a apei: 1000 kg/m³
2. Căldura specifică a apei: 1 kcal/kg grad
3. Căldura specifică a oțelului: 0,12 kcal/kg grad
4. Pierderea suprafeței apei la 70 de grade: 4000 w/m²
5. Pierdere de izolare (la 70 de grade): 32 w/m²
6. Zona containerului: 0,6 m²
7. Zona de izolare: 2,52 m²
Puterea necesară pentru încălzirea inițială:
Încălzirea apei în recipient: C1M1ΔT=1 × (0,5 × 1,2 × 0,5 × 1000) × (70 - 15)=16500 kcal
Încălzirea containerului în sine: C2M2ΔT=0.12 × 150 × (70 - 15)=990 kcal
Pierdere medie a suprafeței apei: 0,6 m² × 4000 W/m² × 3 ore × 1/2 × 864/1000=3110.4 kcal
Pierdere medie de căldură de izolare: 2,52 m² × 32 w/m² × 3 ore × 1/2 × 864/1000=104.5 kcal
(Având în vedere o marjă de 20%)
Energie inițială de încălzire necesară: (16500 + 990 + 3110.4 + 104.5) × 1.2=70258.8 grad kcal/kg
Puterea necesară în timpul funcționării:
Căldură necesară pentru încălzirea apei de reînnoire: 20 kg/oră × (70 - 15) × 1 kcal/kg grad=1100 kcal
Pierdere de căldură a suprafeței apei: 0,6 m² × 4000 w/m² × 1 oră × 864/1000=2073.6 kcal
Pierdere de căldură de izolare: 2,52 m² × 32 w/m² × 1 oră × 864/1000=69.67 kcal
(Având în vedere o marjă de 20%)
Energia de încălzire de funcționare este: (1100 + 2073.6 + 69.6) × 1.2=6486.54 kcal/kg grad
Puterea de încălzire de funcționare este: 6486.54 ÷ 864 ÷ 1=7.5 kw
Puterea inițială de încălzire este mai mare decât puterea necesară pentru funcționare, astfel încât puterea de încălzire selectată trebuie să fie de cel puțin 27,1 kW.
Puterea finală a încălzitorului selectată este de 35 kW.