Мощность тэна по сопротивлению онлайн. Как рассчитать мощность тэна для нагрева воды

Онлайн расчет и подбор электрических калориферов производства ООО
Т.С.Т. Онлайн-калькулятор мощности электрических калориферов для приточной вентиляции

Нагреваемая среда – воздух

Для нагрева воздуха используется два типа ТЭНов:

• ТЭНы для «спокойного» воздуха. Маркировка таких ТЭНов по ГОСТ 13268-88 – «S» и «T». Удельная мощность на единицу поверхности соответственно 2,2 ватт/кв. см и 5,0 ватт/кв. см. Максимальная температура на поверхности – 450 и 650 градусов. Съем тепла с поверхности нагревателя происходит за счет конвекции «спокойного» воздуха, контактирующего с нагретой поверхностью.
• ТЭНы для «подвижного» воздуха, еще их называют «обдуваемые», с маркировкой «О» и «К», удельной мощностью 5,5 Вт/кв. см и 6,5 Вт/кв. см. Съем тепла с поверхности нагревателя осуществляется подвижной струей воздуха, создаваемой, например вентилятором и движется эта струя со скоростью не менее 6 м/с (по ГОСТ). Естественно, что «обдуваемый» ТЭН по сравнению со «спокойным», имея одинаковые характеристики (размеры, материал, напряжение и пр.), может иметь значительно большую мощность и генерировать на своей поверхности больше тепла. При этом «обдуваемый» ТЭН не перегревается, т.к. избыток тепла интенсивно отбирается движущимся воздухом.

Когда речь идет об обогреве обычных помещений, в которых температуру воздуха нужно поднять до уровня 20-25 градусов, выбор ТЭНов не представляет затруднений: из таблицы ТЭНов на сайте выбирается ТЭН нужного типоразмера, мощности и напряжения, количество ТЭНов определятся общей необходимой мощностью из расчета (в среднем) 1 кВт на 10-12 кв. м площади помещения при стандартной высоте потолка 3 м и общепринятой утепленности здания. При этом температура ТЭНа повышается незначительно, т.е. это собственная температура ТЭНа плюс 20-30 градусов. Иначе обстоит дело, когда температуру воздуха нужно поднять до 150, 200 и даже 250 градусов. Это происходит в сушилках, печках-пекарнях, окрасочных камерах. В этом случае общая температура ТЭНа будет очень высокая: собственная температура ТЭНа плюс 250 градусов окружающего воздуха. Такая температура может неблагоприятно сказаться на «здоровье» ТЭНа – он может попросту перегреться.

Рассмотрим конкретный пример. Допустим, в камере для порошковой окраски изделий необходимо создать температуру +200 градусов. Опуская детали расчета, используем для этой цели ТЭН 140 В13/2,5 Т 220 (трубка длиной 140см, диаметром 13мм, мощностью 2,5кВт, из нержавеющей стали). Этот ТЭН имеет удельную мощность около 4,8 Вт/кв. см, а собственную температуру около 600 градусов. В рабочем режиме температура ТЭНа достигает 600+200=800 градусов, что превышает максимально допустимую температуру ТЭНа. А если учесть «разрешенные» скачки напряжения (+10%), разрешенное отклонение по мощности ТЭНа (+5%), то общая температура ТЭНа может быть еще выше. Долговечность такого ТЭНа становится под вопросом.

Возьмем ТЭН 140 В13/2,0 Т 220 (такой же, как и предыдущий, только мощностью ниже -2,0 кВт вместо 2,5 кВт). У этого ТЭНа удельная мощность равна 3,86 Вт/кв. см, собственная температура – примерно 480 градусов, суммарная температура ТЭНа около 680 градусов, что уже не так критично.

Очевидно, первый ТЭН, как более мощный, разогреет камеру быстрее, количество этих ТЭНов, исходя из необходимой общей мощности для разогрева камеры до нужной температуры, потребуется меньше. Но в конечном итоге эти «плюсы» могут перекрыться «минусами»: более мощные, но перегретые ТЭНы будут чаще выходить из строя, а это потребует более частой остановки окрасочной камеры и сборки-разборки ТЭНовых узлов.

ВЫВОД: при подборе воздушных ТЭНов необходимо увязывать такие параметры, как:

• размеры и материал трубки ТЭНа;
• мощность и собственную температуру ТЭНа;
• эксплуатационные условия – температуру воздуха, качество обдува и др.

Формула расчета мощности тэна по сопротивлению

Причиной написания данной статьи явилась не сложность этих формул, а то, что в ходе проектирования и разработки каких-либо схем часто приходится перебирать ряд значений чтобы выйти на требуемые параметры или сбалансировать схему. Данная статья и калькулятор в ней позволит упростить этот подбор и ускорить процесс реализации задуманного. Также в конце статьи приведу несколько методик для запоминания основной формулы закона Ома. Эта информация будет полезна начинающим. Формула хоть и простая, но иногда есть замешательство, где и какой параметр должен стоять, особенно это бывает поначалу.

В радиоэлектронике и электротехнике закон Ома и формула расчёта мощности используются чаше чем какие-либо из всех остальных формул. Они определяют жесткую взаимосвязь между четырьмя самыми ходовыми электрическими величинами: током, напряжением, сопротивлением и мощностью.

Закон Ома. Эту взаимосвязь выявил и доказал Георг Симон Ом в 1826 году. Для участка цепи она звучит так: сила тока прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна сопротивлению

Так записывается основная формула:

Путем преобразования основной формулы можно найти и другие две величины:

Мощность. Её определение звучит так: мощностью называется произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-либо участке электрической цепи.

Формула мгновенной электрической мощности:

Ниже приведён онлайн калькулятор для расчёта закона Ома и Мощности. Данный калькулятор позволяет определить взаимосвязь между четырьмя электрическими величинами: током, напряжением, сопротивлением и мощностью. Для этого достаточно ввести любые две величины. Стрелками «вверх-вниз» можно с шагом в единицу менять введённое значение. Размерность величин тоже можно выбрать. Также для удобства подбора параметров, калькулятор позволяет фиксировать до десяти ранее выполненных расчётов с теми размерностями с которыми выполнялись сами расчёты.

Когда мы учились в радиотехническом техникуме, то приходилось запоминать очень много всякой всячины. И чтобы проще было запомнить, для закона Ома есть три шпаргалки. Вот какими методиками мы пользовались.

Первая — мнемоническое правило. Если из формулы закона Ома выразить сопротивление, то R = рюмка.

Вторая — метод треугольника. Его ещё называют магический треугольник закона Ома.

Если оторвать величину, которую требуется найти, то в оставшейся части мы получим формулу для её нахождения.

Третья. Она больше является шпаргалкой, в которой объединены все основные формулы для четырёх электрических величин.

Пользоваться ею также просто, как и треугольником. Выбираем тот параметр, который хотим рассчитать, он находиться в малом кругу в центре и получаем по три формулы для его расчёта. Далее выбираем нужную.

Этот круг также, как и треугольник можно назвать магическим.

Источник

2. Выбор спирали нагревательного элемента

Зная температуру и мощность спирали, размеры проволоки можно подобрать из табл. 2.1.

Таблица 2.1. Выбор нихромовой проволоки в зависимости от температуры и мощности

Температура, °C	Мощность и длина проволоки	Диаметр, мм
Спирали в изоляции из периклаза в канавках конфорки	Спирали в керамической изоляции пластинчатого элемента	Открытые спирали в воздухе	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5
916	—	600	кВт	0,58	0,82	1,19	1,46	1,75	2,07	2,4	2,66	3,02	3,36	3,74	4,08
м	7,5	8,6	9,6	10,7	11,6	12,5	13,3	14,5	15,3	16,0	16,7	17,5
686	1140	450	кВт	0,55	0,75	0,95	1,16	1,39	1,62	1,88	2,13	2,33	2,66	2,93	3,23
м	9,1	9,5	12,0	13,3	14,5	15,8	17,9	18,2	19,3	20,3	21,4	22,2
610	886	350	кВт	0,47	0,62	0,82	1,03	1,16	1,35	1,55	1,75	1,95	2,18	2,41	2,66
м	10,8	11,0	14,2	15,9	17,5	19,1	20,5	22,1	23,5	24,7	26,1	26,9
457	750	300	кВт	0,42	0,57	0,72	0,89	1,05	1,21	1,39	1,58	1,76	1,98	2,18	2,4
м	11,8	12,9	15,5	17,4	19,2	21,0	22,7	24,2	25,9	27,2	28,8	29,7
382	638	250	кВт	0,37	0,48	0,65	0,76	0,91	1,05	1,21	1,37	1,53	1,7	1,9	2,0
м	13,6	15,7	18,2	20,4	22,5	24,7	26,6	28,4	30,5	32,0	33,7	40,1
305	507	200	кВт	0,33	0,42	0,54	0,66	0,78	0,9	1,03	1,16	1,3	1,45	1,6	1,74
м	15,4	18,5	20,9	23,5	25,9	28,4	30,6	32,8	35,2	36,8	38,6	45,5

Как рассчитать мощность ТЭНа калькулятором онлайн

Расчет мощности ТЭНа с помощью онлайн-калькулятора выполняется учетом объема бака самодельного водонагревателя. Кроме того, учитывается начальная и конечная (требуемая) температура воды, а также предполагаемое время нагрева. На точность результатов оказывает влияние фактическое напряжение электрической сети и особенности конструкции данного ТЭНа. Все эти исходные данные вводятся в онлайн-калькулятор расчета мощности.

Основой всех расчетов служит формула, определяющая математические показатели мощности: P=0,0011m(tk-tн)/T, где:

• Р — это мощность ТЭНа,
• m — масса воды, подлежащей нагреву,
• tk-tн — температура воды в начале и конце нагрева,
• Т — время, необходимое для нагрева воды.

Калькулятор позволяет вычислить мощность нагревательного элемента без учета потерь тепла, различающихся в соответствии с конструкцией той или иной емкости. Кроме того на тепловые потери влияет температура окружающей среды и другие факторы.

Во время расчетов ТЭНа следует учитывать показатели фактического напряжения электрической сети, значительно отличающиеся от предполагаемого номинала. Например, пониженное напряжение может привести к снижению расчетной температуры рабочей поверхности ТЭНа. Поэтому времени для нагрева одного и того же объема воды потребуется значительно больше.

Во время расчетов в окне калькулятора «Объем нагреваемой воды» может быть вставлено значение массы этой воды с учетом ее удельного веса, составляющего 1 г/см3. Нередко холодная вода для нагрева поступает из городских систем водоснабжения. В этих случаях предусмотрена ее начальная температура, которая рекомендуется в летний период примерно 5-8 градусов, а в зимний период — 13-18 градусов. Конечный результат расчетной мощности Р в формуле подходит не только для одного ТЭНа, но и для нескольких элементов, соединенных параллельно.

Виртуальная Абхазия: Абхазский государственный музей

02.10.2020

Китайские имена мужские Где у китайцев имя где фамилия

02.10.2020

Значение пиктограммы. Пиктографическое письмо. Что такое пиктограмма в пиктографическом письме

02.10.2020

Расчет расхода отдельных видов топлива

Рассчитаем требуемое количество топлива для здания площадью 250 м2, с высотой потолков 3 м, то есть V=750 м3.

Для России отопительный сезон реально длится не менее 250 дней. За это время газовые котлы и котлы на жидком топливе работают примерно 6 часов в сутки, то есть всего 250×6=1500 ч.

Для этих котлов воспользуемся формулой (1), считаем, что γ=0,02 кВт·ч/м3.

Принцип работы пиролизного котла.

газовый котел обычный;

Часовой расход равен:

Sг=(750·0,02/(9,45×0,9)=1,764 м3, что за 1500 часов работы составит 2645 м3.

Для газового конденсационного котла объем потребленного газа составит 2480 м3.

котел на дизельном топливе;

Часовой расход равен:

Sдт кг=(750·0,02/(11,7×0,85)=1,51 кг, что за 1500 часов работы составит 2262 кг.

Расход дизельного топлива в литрах будет равен:

Sдт л=(750·0,02/(9,33×0,85)=1,89 л, что за 1500 часов работы составит 2837 л.

Для котлов на твердом топливе такой режим работы не подходит. Эти котлы работают непрерывно, только для пиролизных котлов необходимо учитывать перерывы на закладку новой порции дров.

обычный котел на дровах;

Работая непрерывно в течение всего отопительного сезона, то есть время работы (в часах) за отопительный сезон составит 250×24=6000 ч. По формуле (1) имеем:

Sдр=(750·0,02/(2,78×0,7)=7,7 кг, что за 6000 ч работы составит 46.2 т.

Рисунок 1. Процесс горения в обычном и конденсационном котле.

пиролизный котел на дровах.

Обычный пиролизный котел имеет камеру сгорания, объем которой равен 0,1 м3. Требуемый часовой расход дров составит:

Sдр пир=(750·0,02/(4×0,9)=4,17 кг.

Чтобы определить расход за отопительный сезон, необходимо рассчитать время работы котла на одной закладке дров. В камеру объемом в 0,1 м3 войдет примерно 20 кг дров. То есть одной загрузки достаточно на 5 ч работы. Если время на загрузку равно 30 мин, то в течение суток необходимо выполнить 4 загрузки по 20 кг каждая, всего 80 кг в сутки. За отопительный сезон это составит 20 т. То есть пиролизный котел более чем в два раза эффективнее обычного.

Теперь, зная стоимость каждого вида топлива, легко сориентироваться, каким топливом выгодно пользоваться в районе проживания.

Как проверить электронагреватель (ТЭН) тестером? Узнаём его мощность по сопротивлению.

Электронагреватели (ТЭНы) применяются в быту очень широко. Они есть в водонагревателях, плитах, чайниках, духовках, обогревателях, сушилках и др. При ремонте таких приборов необходимо проверять их на целостность и пробой на корпус. Для таких измерений будем использовать обычный тестер в режиме омметр.

На фото выше показан сдвоенный ТЭН от водонагревателя, это значит там два ТЭНа. Сопротивление первого 55 Ом, а второго 35 Ом (см. фото ниже).

Чтобы посчитать его мощность нужно применить пару формул. Первая для расчёта тока . I=U/R , где U — напряжение для которого применяется ТЭН, а R — это измеренное сопротивление. Получаем что ток первого ТЭНа будет равен I=220/55=4 А . Теперь вторая формула мощности P=U*I, получаем искомую мощность P=220*4=880 Вт . Для второго ТЭНа мощность получается Р=220*6,3=1386 Вт . Теперь общая мощность равна Робщ.=880+1386=2266 Вт . На нагревателе пишут округлённые значения, значит оно будет 2200 Вт.

Мощность мы знаем, теперь нужно проверить на отсутствие пробоя на корпус. Для этого тестер переключаем в режим омметра со значением 2000 и один щуп тестера прикладываем к корпусу ТЭНа, а второй поочерёдно к каждому выводу обоих ТЭНов (см. фото ниже). Единица на приборе показывает, что пробоя нет и нагреватель можно использовать.

Теперь проверим аналогично старый сдвоенный ТЭН. Оба из них целые (см. фото ниже):

Но вот при проверке на корпус он показывает 1 МОм, это он ещё сухой (см. фото ниже), а если его намочить, то покажет намного меньше. Это говорит о том, что его оболочка пропускает воду от коррозии металла. Такой ТЭН можно уже выкидывать.

Еще бывает пробой на корпус ТЭНов например в электроплитах, там при внутреннем не полном обрыве спирали возникает плохой контакт и местный перегрев спирали. Между нихромовой спиралью и металлическим корпусом находится изоляция, напоминающая керамический песок, ток вот в этом месте он запекается и со временем этот нагар начинает проводить электричество и возникает пробой на корпус. Пример такого пробоя можно увидеть на фото ниже:

Видеоролик по этой теме:

Я рассказал обычные способы проверки ТЭНов с помощью тестера.

Источник

Расчет веса и длины

Электротены для отопления виды

ТЕНы были изобретены еще в конце девятнадцатого столетия в Америке. Патент на это был получен в 1896 году. Самые первые изделия представляли собой спираль, изолированную с помощью керамического материала и вставленную в металлическую трубку. Такие электротены для отопления были практичными изделиями, но небезопасными в эксплуатации. Массовое производство этих устройств началось спустя 50 лет после изобретения. С того самого времени ТЕНы начали широко использоваться и стали одними из самых популярных обогревательных устройств, работающих от электрической сети. С тех пор они сильно изменились, стали совершеннее – как выглядят сейчас, можно посмотреть на фото. Современные устройства заметно отличаются от самых первых моделей, но принцип их работы остался неизменным.

Общие данные, необходимые для вычислений

Чем мощнее электрообогреватель, тем быстрее он подогревает заданное количество воды. Поэтому приборы по этому параметру подбирается в соответствии с задачами, необходимым объёмом и допустимым временем ожидания. Так, например, нагрев до 60°С 15 литров с нагревателем в 1,5 кВт займёт около полутора часов. Однако для больших объёмов (например, для наполнения 100-литровой ванны) при разумном времени ожидания (до 3 часов) для доведения жидкости до комфортной температуры понадобится устройство на 3 кВт мощнее.

Для полноценного вычисления расчётной мощности необходимо учесть ряд параметров:

Подсчет скорости движения воды в трубах калорифера

W (м/сек) = Gw / (pw х fw)

где:

Gw — расход теплоносителя, кг/сек
pw — плотность воды при средней температуре в воздухонагревателе (принимается по таблице внизу), кг/м.куб
fw — средняя площадь живого сечения одного хода теплообменника (принимается по таблице подбора калориферов КСк), м.кв

Косинус фи для различных потребителей – таблица

Типы и принцип работы

Имеется 2 основных типа электрокотлов:

1. Электродный.
2. Индукционный, –

При этом, все остальные являются всего лишь модификациями одного из этих видов. Электродный котел зачастую также носит название ионного, так как в нем происходит превращение электрической энергии в тепловую.

Конструкция занимает минимальное количество места, причем его закрепляют непосредственно на трубе, его даже не придется прикреплять к стене. На всякий случай его сажают на 2 самореза, однако в этом нет необходимости.

Внешне он похож на небольшой кусок трубы, длина которого составляет порядка 40 см. В торцевой части обогревателя находится стержень из металла, а с противоположной стороны обогреватель заварен либо в нем находится специальный патрубок, за счет которого осуществляется перегон теплоносителя по всех системе.

Конструкция предусматривает наличие 2 патрубков, куда вставляются трубы для обратки и подачи:

1. Один из них может находится в торцевой части, а второй установлен под прямым углом в боковой части.
2. Их зачастую устанавливают с боковых частей перпендикулярно всей остальной конструкции и таким образом, чтобы они стали параллельны друг другу.

принцип работы
Данный котел имеет следующий принцип работы: катод (положительно заряженный электрод) и анод (отрицательно заряженный электрод) помещены в теплоноситель. Находясь под напряжением, они запускают перемещение ионов. Их полярность время от времени меняется, в частности, один заряженный ион будет менять свой заряд с одного на другой примерно 50 раз в секунду.

Это, в конечном счете, приводит к тому, что в жидкости из-за подобного движения ионов возникает трение, что вызывает повышение температуры.

Такая технология приводит к возникновению некоторых недостатков:

1. Теплоноситель в любом случае будет находиться под напряжением.
2. Его придется перед заливкой в батареи подготовить с точки зрения содержания солей.
3. Незамерзающие жидкости в отопительной системе использовать категорически запрещается.

Индукционные котлы, работающие на электрическом токе, производят нагрев теплоносителя с помощью магнитного поля, которое возникает от электрического тока.

Вся эта конструкция довольно простая и включает в себя следующие элементы:

• корпус;
• утеплитель;
• сердечник, где будет прогреваться теплоноситель;
• катушка;

Ключевым отличием от электродной конструкции является то, что в индукционных котлах жидкость полностью изолирована от токопроводящих элементов, поэтому она не будет находиться под напряжением.

Обмотка катушки, выполненная из медной проволоки подключается к сети через специальную систему управления. Благодаря этому, в катушке возникает магнитное поле. Оно будет разогревать трубу, выполняющую роль сердечника, а та уже будет отдавать некоторое количество тепла воде. При этом, корпус отопительного котла будет по-прежнему оставаться холодным, так как в его конструкции есть слой утеплителя.

Следует также сказать, что сердечник выполнен не прямым, а имеет изогнутую форму, иногда в виде спирали, чтобы теплоноситель проходил по нему значительно дольше. Срок службы такого котла составляет минимум 25 лет. Через это время будет ржаветь труба, представляющая собой сердечник.

Информация

Данный сайт создан исключительно в ознакомительных целях. Материалы ресурса носят справочный характер.

При цитировании материалов сайта активная гиперссылка на l220.ru обязательна.

Проектируем с головой.

Количество электроэнергии кВт·ч и стоимость нагрева воды.

Калькулятор высчитает время нагрева воды в накопительных водонагревателях в зависимости от ёмкости бака, мощности ТЭНов, температуры нагрева и температуры входящей воды.

Вы можете указать КПД накопительного водонагревателя (обычно 95-99%).

Калькулятор взят с сайта: https://nagrev24.ru/voda

Электроэнергия преобразуется в тепло и КПД зависит от материала нагревательного элемента (от потерь электроэнергии в нем и от теплопроводности), от площади соприкосновения элемента с водой, переходных сопротивлениях контактов и потерь в шнуре электропитания. На каждом этапе теряется некоторая часть энергии. В зависимости от типа прибора, КПД находится в пределах 95-99%.

Чем эффективнее теплоизоляционные свойства материала, отделяющего внутренний бак от окружающей среды, и толще его слой, тем экономичнее водонагреватель. Современные бойлеры гарантируют снижение температуры воды не более 0,25 — 0,5 градуса в час и расход электроэнергии менее 1 кВт/ч в сутки в дежурном режиме.

Наиболее оптимальным температурным режимом работы водонагревателя 55-60°С. Это снижает электропотребление на поддержания температуры горячей воды, уменьшает образование накипи, обеспечивает более щадящий режим для внутреннего бака.

Расчет мощности ТЭНа

Несмотря на широкий сегодняшний ассортимент и функциональность выпускаемых различными производителями электробойлеров, их самодельные аналоги и в наше время не потеряли своей актуальности.

Обусловлено это прежде всего меньшей стоимостью последних, поэтому для реализации нагрева воды, скажем для летнего душа или умывальника на даче многие нередко используют самодельные электроводонагреватели, конструктивно представляющие собой емкость с нагревательным элементом — ТЭНом.

Основной вид нагрева

1. Используются в небольших помещениях с непостоянным пребыванием в них человека, к примеру:

• подсобные помещения;
• гаражи;
• различного рода мастерские.

Совет: при таком варианте использования ТЭН устанавливается в радиатор, заполняемый маслом небольшой вязкости.

Отказ от применения воды в нагревателе обусловлен возможностью ее замерзания при низкой температуре. Такой нагревательный прибор идентичен масляному радиатору и ему не нужно подключение к центральной или локальной отопительной системе. Циркуляция масла происходит исключительно внутри нагревателя.

Универсальный ТЭН для радиаторов отопления с терморегулятором

1. Еще один вариант использования – для эпизодически посещаемых загородных домов или дач. Устройство создается по такому же принципу, как и в первом случае, но самих приборов устанавливается большее количество.
2. В регулярно отапливаемых домах, зданиях, офисах и дачах с отсутствием централизованной системы обогрева. В данном случае основным источником тепла также служит нагревательный прибор с установленным ТЭНом внутри.

Совет: если обогрев помещения производится постоянно, вместо масла внутрь прибора можете залить воду и использовать ТЭН для радиатора с терморегулятором .

Вспомогательный обогрев частного дома

При наличии в доме системы централизованного обогрева, использующей единый водяной контур, трубчатые электронагреватели могут использоваться для вспомогательного нагрева теплоносителя.

Возможные способы применения:

1. С котлами, использующими в качестве основного топливного элемента уголь или дрова, ТЭНами можно осуществлять подогрев теплоносителя. Особенно это актуально в те моменты, когда отсутствует возможность обслуживания котла и заполнения его топливом.

Радиаторный ТЭН со встроенным термостатом для поддержки в помещении заданной температуры

1. В нагревателях, работающих на жидком топливе или сжиженном газе, нагрев теплоносителя ТЭНами не будет обходиться дороже. А в случае установки двухтарифного счетчика на электроэнергию возможна и экономия, ночной тариф обычно значительно дешевле дневного.