Σχεδιασμός και υπολογισμός ηλεκτρικών θερμοσίφωνων

1. Ο υπολογισμός σχεδιασμού για ηλεκτρικό θερμαντήρα ακολουθεί γενικά τρία βήματα:
1. Υπολογίστε την ισχύ που απαιτείται για τη θέρμανση του μέσου από την αρχική θερμοκρασία έως την καθορισμένη θερμοκρασία εντός καθορισμένου χρόνου.
2. Υπολογίστε την πραγματική ισχύ που απαιτείται για να διατηρηθεί η θερμοκρασία διατηρώντας παράλληλα τη μέση θερμοκρασία.
3. Με βάση τα αποτελέσματα αυτών των δύο υπολογισμών, επιλέξτε το μοντέλο και την ποσότητα των θερμαντήρων. Η συνολική ισχύς είναι το μέγιστο των δύο τιμών ισχύος, παράγοντας σε συντελεστή 1,2.

Τύπος:
1. Ισχύς που απαιτείται για την αρχική θέρμανση
KW=(c1m1Δt + c2m2Δt) ÷ 864/p + p/2
Πού: C1C2 είναι οι ειδικές θερμότητες του δοχείου και του μέσου, αντίστοιχα (βαθμός KCAL/kg).
Το M1M2 είναι οι μάζες του δοχείου και του μέσου, αντίστοιχα (kg).
ΔΤ είναι η διαφορά μεταξύ της επιθυμητής θερμοκρασίας και της αρχικής θερμοκρασίας (βαθμός).
Το H είναι ο χρόνος που απαιτείται για τη θέρμανση από την αρχική θερμοκρασία έως τη καθορισμένη θερμοκρασία (Η).
Το P είναι η θερμότητα που διαχέεται από το δοχείο στην τελική θερμοκρασία (KW).
2. Ισχύς που απαιτείται για τη διατήρηση της μέσης θερμοκρασίας
KW=c2m3Δt/864 + p
Πού: Το M3 αντιπροσωπεύει την ποσότητα μέσου που προστίθεται ανά ώρα (kg/h).

Iii. Παράδειγμα υπολογισμού σχεδιασμού ηλεκτρικού θερμαντήρα:
Ένα ανοιχτό δοχείο με διαστάσεις πλάτους 500mm, μήκους 1200mm και ύψους 600mm ζυγίζει 150kg. Περιέχει νερό σε ύψος 500mm και περιβάλλεται από στρώμα μόνωσης πυριτικού 50mm. Το νερό πρέπει να θερμαίνεται από 15 μοίρες σε 70 μοίρες σε 3 ώρες . 20 kg/h από νερό 70 βαθμών αντλείται στη συνέχεια από ένα δοχείο και προστίθεται η ίδια ποσότητα νερού. Πόση ισχύς απαιτείται για την επίτευξη της επιθυμητής θερμοκρασίας; Τεχνικά δεδομένα:
1. Ειδικό βάρος νερού: 1000 kg/m³
2. Ειδική θερμότητα νερού: 1 kcal/kg πτυχίο
3. Ειδική θερμότητα χάλυβα: 0,12 kcal/kg βαθμός
4. Απώλεια επιφάνειας νερού σε 70 μοίρες: 4000 W/m²
5. Απώλεια μόνωσης (σε 70 μοίρες): 32 W/m²
6. Περιοχή εμπορευματοκιβωτίου: 0,6 m²
7. Περιοχή μόνωσης: 2,52 m²
Απαιτείται ισχύς για την αρχική θέρμανση:
Θέρμανση νερού σε δοχείο: C1m1Δt=1 × (0.5 × 1.2 × 0.5 × 1000) × ({7}})=16500 kcal
Θέρμανση του ίδιου του δοχείου: C2M2Δt=0.12 × 150 × (70 - 15)=990 kcal
Μέση απώλεια θερμότητας επιφάνειας νερού: 0,6 m² × 4000 W/m² × 3 ώρες × 1/2 × 864/1000=3110.4 kcal
Μέσος όρος θερμότητας μόνωσης: 2,52 m² × 32 W/m² × 3 ώρες × 1/2 × 864/1000=104.5 kcal
(Λαμβάνοντας υπόψη ένα περιθώριο 20%)
Αρχική ενέργεια θέρμανσης Απαιτείται: (16500 + 990 + 3110.4 + 104.5) × 1.2=70258.8 kcal/kg πτυχίο
Που απαιτείται κατά τη διάρκεια της λειτουργίας:
Θερμότητα που απαιτείται για τη θερμαινόμενη αναπλήρωση νερού: 20 kg/ώρα × (70 - 15) × 1 kcal/kg βαθμός=1100 kcal
Απώλεια θερμότητας επιφάνειας νερού: 0,6 m² × 4000 W/m² × 1 ώρα × 864/1000=2073.6 kcal
Απώλεια θερμομέτρης: 2,52 m² × 32 W/m² × 1 ώρα × 864/1000=69.67 kcal
(Λαμβάνοντας υπόψη ένα περιθώριο 20%)
Η λειτουργική ενέργεια θέρμανσης είναι: (1100 + 2073.6 + 69.6) × 1.2=6486.54 kcal/kg βαθμός
Η λειτουργική ισχύς θέρμανσης είναι: 6486.54 ÷ 864 ÷ 1=7.5 kW
Η αρχική ισχύς θέρμανσης είναι μεγαλύτερη από την ισχύ που απαιτείται για τη λειτουργία, οπότε η επιλεγμένη ισχύς θερμαντήρα πρέπει να είναι τουλάχιστον 27,1 kW.
Η επιλεγμένη ισχύς του τελικού θερμαντήρα είναι 35 kW.