Расчет элементного водонагревателя, производительностью 500 литров в час

      РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТНОГО ВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ

Исходные данные:

1. Производительность водонагревателя: 500 л/ч

2. Начальная температура воды: 5 ⁰С;

3. Конечная температура воды: 80 ⁰С.

Задача расчета:

1. Определить потребляемую мощность водонагревателя;

2. Построить график изменения мощности от момента включения до достижения заданного температурного режима;

3. Выбрать стандартный водонагреватель по результатам расчетов;

4. Привести внешний вид выбранного водонагревателя с указанием габаритных размеров;

5. Построить электрическую принципиальную схему выбранного водонагревателя.

                          Общие теоретические сведения

Для нагрева воды в быту используют электроводонагреватели - емкостные и проточные, которые являются стационарными электроприборами, устанавливаемыми в ванных комнатах и кухнях. Их применяют в домах городской и сельской местности, которые не имеют централизованного горячего водоснабжения или в тех случаях, когда применение газовых и других огневых аппаратов опасно, например, при отсутствии специальной вытяжной вентиляции, дымоходов. Вода в электроводонагревателях нагревается до 80…100 °С. Эти приборы используются широко в учреждениях, лабораториях, промышленных предприятиях и т.д.

Элементные водонагреватели выполняют с герметическими нагревателями (ТЭНами) и применяют для снабжения горячей водой мелких разрозненных потребителей. Элементные водонагреватели по сравнению с электродными  более безопасны в эксплуатации, не загрязняют воду, имеют практически неизменную мощность.

В качестве нагревательных элементов в емкостных электроводо-нагревателях применяются трубчатые электронагреватели или спираль на керамическом основании в водонепроницаемой металлической гильзе. Применение открытых спиралей в бытовых электроводонагревателях запрещено.

По принципу действия элементные водонагреватели подраз-деляются на проточные (быстродействующие) и непроточные (аккумуляционные).

Рабочие баки емкостных электроводонагревателей выполняют коррозийно-стойкими из расчета срока службы прибора не менее 10 лет. В качестве конструкционных материалов рабочих баков применяют обычные стали с покрытием горячими ударопрочными эмалями или цинкованием, медь с лужением, нержавеющие стали, пластмассы (для приборов низкого давления ёмкостью до 15 л).

У аккумуляционных электроводонагревателей КПД составляет

87- 95 %.

Мощность определяют по формуле, кВт:

,

где: Q - производительность водонагревателя, л/ч.

 с = 4,19 - удельная теплоёмкость воды, кДж/(кг·°С).

 τ - время кипячения, с.