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: