تصميم وحساب السخانات الكهربائية

1. حساب التصميم لسخان كهربائي يتبع بشكل عام ثلاث خطوات:
1. احسب الطاقة المطلوبة لتسخين الوسط من درجة الحرارة الأولية إلى درجة حرارة المجموعة خلال فترة زمنية محددة.
2. حساب الطاقة الفعلية المطلوبة للحفاظ على درجة الحرارة مع الحفاظ على درجة الحرارة المتوسطة.
3. بناءً على نتائج هذين الحسابين ، حدد نموذج وكمية السخانات. القدرة الإجمالية هي الحد الأقصى لقيمتين الطاقة ، في معامل 1.2.

صيغة:
1. الطاقة المطلوبة للتدفئة الأولية
kw=(c1m1Δt + c2m2Δt) ÷ 864/p + p/2
حيث: C1C2 هي درجات الحرارة المحددة للحاوية والمتوسطة ، على التوالي (درجة KCAL/KG) ؛
M1M2 هي كتل الحاوية والمتوسطة ، على التوالي (كجم) ؛
ΔT هو الفرق بين درجة الحرارة المطلوبة ودرجة الحرارة الأولية (الدرجة) ؛
H هو الوقت اللازم للتسخين من درجة الحرارة الأولية إلى درجة الحرارة المحددة (H) ؛
P هي الحرارة التي تتبدد من الحاوية في درجة الحرارة النهائية (KW) ؛
2. الطاقة المطلوبة للحفاظ على درجة الحرارة المتوسطة
kw=c2m3Δt/864 + p
حيث: M3 يمثل كمية الوسيلة المضافة في الساعة (كجم/ساعة) ؛

ثالثا. مثال حساب تصميم سخان الكهرباء:
حاوية مفتوحة ذات أبعاد بعرض 500 مم وطولها 1200 مم و 600 مم تزن 150 كجم. أنه يحتوي على الماء على ارتفاع 500 ملم ويحيط بطبقة عزل سيليكات 50 ملم. يجب تسخين الماء من 15 درجة إلى 70 درجة في 3 ساعات . 20 kg/h يتم ضخ المياه من 70 درجة من حاوية ويتم إضافة نفس كمية الماء. ما مقدار الطاقة اللازمة لتحقيق درجة الحرارة المطلوبة؟ البيانات الفنية:
1. ثقل الماء المحدد: 1000 كجم/متر مكعب
2. حرارة محددة من الماء: 1 كيلوغرام/كيلوغرام درجة
3. حرارة محددة من الصلب: 0.12 كيلو كالوري/كجم درجة
4. فقدان سطح الماء في 70 درجة: 4000 واط/متر مربع
5. فقدان العزل (في 70 درجة): 32 واط/م²
6. منطقة الحاوية: 0.6 متر مربع
7. منطقة العزل: 2.52 متر مربع
الطاقة المطلوبة للتدفئة الأولية:
تسخين الماء في الحاوية: c1m1Δt=1 × (0.5 × 1.2 × 0.5 × 1000) × (70 - 15)=16500 kcal
تسخين الحاوية نفسها: c2m2Δt=0.12 × 150 × ({4}})=990 kcal
متوسط ​​فقدان حرارة سطح الماء: 0.6 متر مربع × 4000 واط/م² × 3 ساعات × 1/2 × 864/1000=3110.4 kcal
متوسط ​​فقدان حرارة العزل: 2.52 متر مربع × 32 واط/م² × 3 ساعات × 1/2 × 864/1000=104.5 kcal
(بالنظر إلى هامش 20 ٪)
طاقة التدفئة الأولية المطلوبة: (16500 + 990 + 3110.4 + 104.5) × 1.2=70258.8 kcal/kg درجة
الطاقة المطلوبة أثناء العملية:
الحرارة المطلوبة لتسخين ماء: 20 كجم/ساعة × (70 - 15) × 1 kcal/kg درجة=1100 kcal
فقدان حرارة سطح الماء: 0.6 متر مربع × 4000 واط/م² × 1 ساعة × 864/1000=2073.6 kcal
فقدان حرارة العزل: 2.52 متر مربع × 32 واط/م² × 1 ساعة × 864/1000=69.67 kcal
(بالنظر إلى هامش 20 ٪)
طاقة التدفئة التشغيلية هي: (1100 + 2073.6 + 69.6) × 1.2=6486.54 kcal/kg درجة
قوة التدفئة التشغيلية هي: 6486.54 ÷ 864 ÷ 1=7.5 kw
تكون قوة التدفئة الأولية أكبر من الطاقة المطلوبة للتشغيل ، لذلك يجب أن تكون طاقة السخان المحددة 27.1 كيلو واط على الأقل.
قوة المدفأة النهائية المحددة هي 35 كيلو واط.