Расчёт и выбор основных параметров ЭТУ

Обоснование выбора типа установки

Электродный нагрев воды – прямой способ нагрева, при котором преобразование электрической энергии в тепловую происходит непосредственно в нагреваемом материале, то есть нагреваемый материал – проводник.

В сельскохозяйственном производстве используются проточные (быстродействующие) и непроточные (ёмкостные или аккумулирующие) водонагреватели. В непроточных установках вода нагревается порциями за определённый промежуток каждая. Характеризуются такие установки массой нагреваемого материала m, кг и временем нагрева одной порции , ч.

Аккумуляционные нагреватели воды имеют ряд преимуществ по сравнению с проточными:

- возможность аккумулирования теплоты и способность работать в часы провалов в графиках нагрузки электрических подстанций, что обеспечивает высокие экономические показатели электроподогрева воды;

- благодаря большой длительностью нагрева происходит снижение потребляемой мощности.

Вместе с тем аккумуляционные водонагреватели имеют существенные недостатки:

- занимают большие производственные площади;

- существенно увеличивается продолжительность нагрева по сравнению с проточными водонагревателями;

- при равномерной тепловой нагрузке мощность аккумуляционной установки будет такой же, как и проточной.

Для обеспечения санитарно-гигиенических мероприятий выбираем аккумуляционную установку со стержневой трех электродной системой.

Расчёт и выбор основных параметров ЭТУ

Основным параметром ЭТУ является мощность, которая определяется на основе уравнения теплового баланса. Для установок периодического действия мощность установки определяем по формуле:

, (1.1)

где - время нагрева одной порции воды, ч; определяется технологическим процессом с учётом периодичности проведения мероприятий;

- коэффициент запаса; для электродных ЭТУ ;

- полезное количество теплоты, кДж.

– термический КПД ЭТУ; для электродных водонагревателей периодического действия .

Расход теплоты на санитарно-гигиенические мероприятия, определяется по формуле:

(1.2)

где - общая масса воды, нагреваемая за сутки; определяется в зависимости от требуемых норм на одну голову животного за сутки .

- удельная массовая теплоемкость вод;

- конечная и начальная температуры нагрева воды, начальная температура воды принимается из условия использования подземных вод . Конечная температура выбирается в соответствии с технологическим процессом .

Общее необходимое количество теплоты с учетом числа циклов , кДж:

(1.3)

где количество технологических циклов

Исходя из полученного потребного количества теплоты, определяется расчетная мощность установки (принимаем , ):

Общая масса воды, нагреваемой за один цикл:

Разовый объём воды, нагреваемой за один цикл: