Расчет проволочного нагревателя

Еще одно важное дополнение: когда радиаторы соединены последовательно, их сопротивление суммируется (R1+R2+R3…..). Но параллельно это складывается очень хитрым образом.

Содержание

Расчет проволочного нагревателя необходим, прежде всего, для определения необходимого источника питания, т.е. его параметров, таких как напряжение и ток, и, соответственно, мощности.

Хочу обратить ваше внимание на то, что существуют онлайн-калькуляторы для расчета сопротивления и других параметров проволочных нагревателей (примеры: один, два)

Вот огромная подробная статья с расчетами нагревателя нирома.

Существует множество различных сплавов с высоким удельным сопротивлением, которые могут быть использованы для изготовления нагревателей. В нашем примере рассмотрим нихром и канталупу. Для удобства расчетов в таблице ниже приведено соотношение диаметра провода и его сопротивления на метр (Ом/м).

Чтобы найти общее сопротивление отрезка провода, ..:

Определите (установите) диаметр проволоки и материал, из которого она изготовлена (это можно сделать при покупке =))
Найдите сопротивление (Ом/м) по таблице, используя полученные данные.
Умножьте длину куска провода (в метрах!) на удельное сопротивление, и в результате получите значение сопротивления (Ом).

Выполняя эти действия в обратном порядке, вы можете найти ЛИНИЮ провода, зная его сопротивление и изменяя РАЗМЕР сечения.

Зная сопротивление, мы можем “подключить” наш провод к источнику питания, чтобы определить потребляемый ток. Согласно закону Ома (I=U/R), ток равен напряжению (в Вольтах) / сопротивлению (в Омах), выходной величиной будет ток в Амперах. Это необходимо в следующей ситуации: у вас есть питание, например, 12 В и максимум 3 А. Также убедитесь, что ток от нагревателя не превысит максимально допустимый ток от источника питания. Чтобы найти мощность нагревателя в ваттах, умножьте силу тока на напряжение (P=U*I), где P – электрическая мощность в ваттах.

Обратная задача: разработать нагреватель с заданной мощностью. Например, для сиденья унитаза с подогревом необходимо около 30 Вт.

Для светодиодных лент можно использовать источник питания 12 В.
Теперь рассчитайте силу тока: I=P/U=30/12

32 Вт. Если вас не устраивает “истинное” значение, вы можете немного изменить длину нагревателя, и ток и мощность будут такими, как вы хотите. Поэтому вам нужно не 0,5 метра, а немного больше. Сколько еще? Новая длина может быть найдена путем деления первоначально требуемого сопротивления на удельное сопротивление платы, поэтому в моем примере оно равно 4,8/9,06.

Еще одно важное дополнение: когда нагреватели соединены последовательно, их сопротивление складывается (R1+R2+R3…..). Но при параллельном использовании все это складывается в очень непростую картину.

Надеюсь, эта статья будет полезна тем, кто хочет разобраться в этом вопросе. Но, конечно, вы можете использовать готовые калькуляторы =)

Похожие рецепты:

Расчет мощности нагрева воды

Используйте наш бесплатный калькулятор мощности нагрева воды, чтобы узнать, сколько времени требуется для нагрева воды.

ТЭН-калькулятор Это позволяет определить мощность вашего прибора для нагрева заданного объема воды до заданной температуры за заданное время. Средняя температура холодной воды в современных жилых домах составляет 14±4 °C летом и 10±4 °C зимой; стандартов на это соотношение не существует. Теоретическое обоснование расчета мощности теплообменника дается формулой: W = 0,00117 × V × (t_к – t_н) / T, где 0,00117 – коэффициент теплового расширения воды, V – объем воды, tn – начальная температура, tc – конечная температура и T – время нагрева. Нажмите клавишу “, чтобы начать расчет.Рассчитать».

Соответствующие нормативные документы:

ГОСТ 13268-88 “Нагреватели трубчатые электрические”
ГОСТ 19108-81 (СТ СЭВ 6702-89) “Нагреватели электрические трубчатые (ТЭН) для электробытовых нагревательных приборов”.

Юридическая информация

Мы принимаем к оплате:1. определение силы тока:

1. Определите силу тока:

2. Рассчитайте значение сопротивления:

3. Определите необходимую длину провода (L):

где ρ – удельное сопротивление материала.

4. затем вычислите количество оборотов и размер одного оборота.

где Ø _н – диаметр обмотки и 1/2Ø_поп. – половинное значение площади поперечного сечения в проводнике.

(5) По таблице можно проверить, выдержит ли проводник с рассчитанными параметрами электрическую нагрузку.

При выборе значения I и t˚ являются приблизительными, но округляются в направлении большие значения. Это дает минимально допустимую площадь поперечного сечения и диаметр нагревателя. Если вы хотите использовать более толстую проволоку, чем та, которая использовалась в расчетах, это допускается. Однако не рекомендуется опускаться ниже расчетных значений: существует потенциальная опасность быстрого перегорания кабеля.

Еще один полезный нюанс. При помещении нихромового резистивного проводника в жидкую среду значение тока увеличивается на 10-50%. Когда нагреватель закрыт, ток уменьшается на 20% для толстого провода и вдвое для тонкого.

Электрическое отопление помещений всегда может поддержать основную систему отопления, заменить ее осенью или весной вне отопительного сезона, а в особых случаях даже стать основным источником тепла в зимний период. Все зависит от тепловой мощности приобретаемых вами электронагревателей.

Калькулятор требуемой мощности электронагревателя

Posted by: Евгений Афанасьев
Обновлено: 26.11.2019

Электрическое отопление помещений может всегда поддерживать основную систему отопления, заменяя ее вне осеннего или весеннего сезона, а в особых случаях даже становясь основным источником тепла в зимний период. Все зависит от мощности нагрева приобретенных вами электронагревателей.

Калькулятор потребности в мощности электронагревателя

Несмотря на большое разнообразие современных электрических обогревателей – конвекторов, тепловентиляторов, масляных обогревателей, инфракрасных обогревателей и т.д., параметр мощности для каждого из них является определяющим. Именно этот параметр показывает потенциал производительности, заложенный производителем в продукт. Поэтому, прежде чем отправляться за покупками, необходимо иметь четкое представление о критериях оценки, которые нужно использовать при выборе модели. В этом вам поможет калькулятор мощности нагревателя.

Ниже приведены необходимые пояснения по проведению расчетов.

Калькулятор потребности в мощности электронагревателя

Объяснение того, как выполняется расчет мощности нагревателя

Программа калькулятора основана на конкретных условиях помещения, в котором будет использоваться электронагреватель.

Цены на электронагреватели

Прежде всего, необходимо определить, какую задачу будет выполнять прибор – будет ли он только “помощником” в отоплении, или следует предусмотреть вариант, при котором обогреватель должен будет выполнять функцию основного источника тепла.
Размер помещения является отправной точкой для расчетов.
Наружные стены – чем больше наружных стен, тем больше общий объем теплопотерь, требующих определенной компенсации.
Стены на северной и восточной сторонах почти никогда не получают “солнечный заряд”, в отличие от стен на южной и юго-западной сторонах.
Стены с наветренной стороны остывают гораздо быстрее, чем с другой – это учитывается в алгоритме расчета.
При определении уровня температуры не следует указывать рекордно низкое значение – это должно быть значение, которое является нормальный для региона, в котором вы живете, в течение самой холодной декады зимы. Таким образом, калькулятор будет учитывать уже существующие климатические характеристики.
Степень изоляции стен. Если работы по теплоизоляции выполнены полностью, то на основании теплового расчета стены можно классифицировать как качественно изолированные. Каменная стена толщиной около 400÷500 мм и эквивалентная ей может претендовать на среднюю степень теплоизоляции. Стены без какой-либо изоляции вообще не следует рассматривать, поскольку в таком помещении, даже при недопустимо высоком энергопотреблении, невозможно добиться комфортного климата. Приобретение электрического обогревателя в таких условиях становится бессмысленной затеей.
Высота потолка – влияет на общий объем помещения.
Следующие два окна – это характер комнат, расположенных выше и ниже данной комнаты. Конечно, количество теплопотерь через верхние и нижние потолки зависит от их характеристик.
Далее – блок полей относительно окон в шкафу-купе. Прежде всего, укажите тип окон – калькулятор учитывает их теплосберегающие способности. Затем, после указания количества и размера окон, программа рассчитает коэффициент остекления (по отношению к площади помещения) и внесет соответствующую поправку в расчет.
Наконец, в помещении может быть одна или даже несколько дверей, выходящих наружу или в неотапливаемые помещения. Конечно, каждый раз, когда такая дверь открывается, в помещение попадает значительное количество охлажденного воздуха, что потребует дополнительной мощности обогрева.

Результат выдается в ваттах и киловаттах. Эти значения могут быть использованы для оценки модели нагревателя, выбранной в магазине.

Как правильно выбрать электронагреватель?

Производительность нагревателя также оценивается по многим другим критериям, таким как размер, безопасность, простота использования, мобильность, автоматизация и т.д. Узнайте больше об аспектах выбора энергоэффективные электронагреватели. – в специальной публикации нашего портала.

Для нагрева воздуха в квартире необходимо поддерживать температуру воздуха с определенной теплоемкостью с помощью конвектора.

Учет теплоизоляции

Теплоизоляция играет важную роль при расчете необходимой мощности. Например, слой минеральной ваты толщиной 2 м значительно снизит теплопотери, λ = 0,06 (для указанных выше параметров):

Q= 0,06*30*40/0,2 = 360 (Вт) = 0, 36 (кВт).

При расчете теплопотерь пола учитывается, что пол имеет начальную температуру около 5 градусов Цельсия.

Если помещение изолировано, то для компенсации теплопотерь требуется в среднем от 3 до 5 кВт. Вы можете сделать собственные расчеты на основе приведенного примера; данные для конкретных материалов можно легко найти в справочниках.

U – напряжение в вольтах

Расчет мощности нагревателя

Идеальным источником энергии для нагрева испарительных лотков является электросеть 220 Вт в жилом помещении. Для этой цели можно просто использовать бытовую электрическую плиту. Однако при нагреве на электрической плите много энергии тратится на бесполезный нагрев самой плиты, а также излучается нагревательным элементом во внешнюю среду, не выполняя никакой полезной работы. Эта потерянная энергия может составлять до 30-50% от общей мощности, используемой для обогрева куба. Поэтому использование обычных электроплит экономически нерационально. В конце концов, вам придется платить за каждый дополнительный киловатт энергии. Наиболее эффективным способом является использование электрических нагревательных элементов, встроенных в испарительный бак. В этой конструкции вся энергия тратится только на нагрев куба + излучение от его стенок наружу. Стенки куба, чтобы уменьшить потери тепла, должны быть изолированы. Наконец, затраты на тепловое излучение от стенок самого куба также могут составлять до 20 и более процентов от общей потребляемой мощности, в зависимости от его размера. Для использования в качестве нагревательного элемента подходят врезанные в бак нагревательные элементы для бытовых чайников или другие соответствующего размера. Мощность этих нагревательных элементов различна. Наиболее часто используются нагреватели с номинальной мощностью 1,0 кВт и 1,25 кВт, выбитой на корпусе. Но есть и другие.

Поэтому мощность первого нагревательного элемента может не соответствовать параметрам нагрева куба и может быть выше или ниже. В таких случаях можно использовать несколько нагревательных элементов, соединенных последовательно или последовательно-параллельно, чтобы получить необходимую мощность нагрева. Переключая различные комбинации соединений нагревательных элементов с помощью переключателя от бытовой электроплиты, можно получить различную мощность. Например, при восьми встроенных нагревательных элементах мощностью 1,25 кВт каждый, в зависимости от комбинации подключения, можно получить следующую мощность.

625 W
933 W
1,25 кВт
1,6 кВт
1,8 кВт
2,5 кВт

Этого диапазона достаточно для регулирования и поддержания правильной температуры для дистилляции и ректификации. Однако можно добиться другой производительности, добавив количество режимов переключения и используя различные комбинации активации.

Последовательное соединение 2 нагревательных элементов мощностью 1,25 кВт каждый и подключение их к сети 220 В дает общую мощность 625 Вт. Подключение их параллельно дает суммарную мощность 2,5 кВт.

Этот показатель можно рассчитать по следующей формуле.

Мы знаем, при каком напряжении работает электросеть, – это 220 В. Затем мы также знаем мощность нагревательного элемента, отштампованную на его поверхности, мы предполагаем, что это 1,25 кВт, поэтому нам нужно знать ток, протекающий в этой цепи. Зная напряжение и мощность, мы можем определить ток по следующей формуле.

Ампераж = мощность, деленная на напряжение сети.

Она написана следующим образом: I = P / U.

Где I – сила тока в амперах.

P – мощность в ваттах.

U – напряжение в вольтах.

При расчете переведите мощность, указанную на корпусе нагревательного элемента в кВт, в ватты.

1,25 кВт = 1250 Вт. Положите известные значения в эту формулу и получите силу тока.

I = 1250 ВТ / 220 = 5,681A

Затем, зная силу тока, рассчитываем сопротивление нагревательного элемента по следующей формуле.

R – сопротивление в омах

U- напряжение в вольтах

I – ток в амперах

Подставим известные значения в формулу и получим сопротивление резистора 1.

R = 220 / 5,681 = 38,725 Ом.

Затем рассчитайте общее сопротивление всех последовательно соединенных нагревательных элементов. Общее сопротивление – это сумма сопротивлений всех последовательно соединенных элементов

R общий = R1 + R2 + R3 и т.д.

Таким образом, два последовательно соединенных элемента имеют сопротивление 77,45 Ом. Теперь легко рассчитать мощность двух нагревательных элементов.

P – мощность в ваттах

U2- квадрат напряжения, в вольтах

R – общее сопротивление всех резисторов.

P = 624,919 Вт, округлим до 625 Вт.

При необходимости вы можете рассчитать мощность для любого количества нагревательных элементов, соединенных последовательно, или воспользоваться таблицей.

В таблице 1.1 приведены значения для последовательного соединения нагревательных элементов.

Количество нагревательных элементов	Мощность (Вт)	Сопротивление (Ом)	Напряжение (В)	Сила тока (A)
1	1250,000	38,725	220	5,68
Серийное соединение
2	625	2 ТЭН =77,45	220	2,84
3	416	3 ДЕСЯТЬ =1 16,175	220	1,89
4	312	4 TEN=154,9	220	1,42
5	250	5 ТЭН=193,625	220	1,13
6	208	6 TEN=232,35	220	0,94
7	178	7 TEN=271,075	220	0,81
8	156	8 TEN=309,8	220	0,71

В таблице 1.2 приведены значения для параллельного соединения нагревательных элементов.

Количество нагревательных элементов	Мощность (Вт)	Сопротивление (Ом)	Напряжение (В)	Сила тока (A)
Параллельное подключение
2	2500	2 ТЭНН=19,3625	220	11,36
3	3750	3 TEN=12,9083	220	17,04
4	5000	4 TEN=9,68125	220	22,72
5	6250	5 TEN=7,7450	220	28,40
6	7500	6 TEN=6,45415	220	34,08
7	8750	7 TEN=5,5321	220	39,76
8	10000	8 TEN=4,840	220	45,45

Еще одним важным преимуществом, обеспечиваемым последовательным соединением нагревательных элементов, является то, что ток, протекающий через них, уменьшается в несколько раз, и, следовательно, происходит незначительный нагрев корпуса нагревательного элемента, что предотвращает подгорание заварки во время дистилляции и не вносит неприятный дополнительный вкус и запах в конечный продукт. Кроме того, срок службы нагревательных элементов при такой активации будет практически вечным.

Расчеты выполнены для нагревательных элементов мощностью 1,25 кВт. Для других нагревателей полную мощность следует рассчитывать по закону Ома, используя приведенные выше формулы.

Читайте далее: