電加熱器的設(shè)計和計算

一、電加熱器的設(shè)計計算，一般按以下三步進(jìn)行：
1、計算從初始溫度在規(guī)定的時間內(nèi)加熱至設(shè)定溫度的所需要的功率
2、計算維持介質(zhì)溫度不變的前提下，實(shí)際所需要的維持溫度的功率
3、根據(jù)以上兩種計算結(jié)果，選擇加熱器的型號和數(shù)量。總功率取以上二種功率的最大值并考慮1.2系數(shù)。
公式：
1、初始加熱所需要的功率
KW = ( C₁M₁△T + C₂M₂△T )÷ 864/P + P/2
式中：C₁C₂分別為容器和介質(zhì)的比熱_{（Kcal/Kg℃）}
M₁M₂分別為容器和介質(zhì)的質(zhì)量（Kg）
△T為所需溫度和初始溫度之差（_℃）
H為初始溫度加熱到設(shè)定溫度所需要的時間（h）
P最終溫度下容器的熱散量（Kw）
2、維持介質(zhì)溫度抽需要的功率
KW=C₂M₃△T/864+P
式中：M₃每小時所增加的介質(zhì)kg/h

二、性能曲線
下面是一些在電加熱計算中經(jīng)常要用到的性能曲線，對我們的設(shè)計是很有幫助的。

三、電加熱器設(shè)計計算舉例：
有一只開口的容器，尺寸為寬500mm，長1200mm，高為600mm，容器重量150Kg。內(nèi)裝500mm高度的水，容器周圍都有50mm的保溫層，材料為硅酸鹽。水需3小時內(nèi)從15℃加熱至70℃，然后從容器中抽取20kg/h的70℃的水，并加入同樣重量的水。需要多大的功率才能滿足所要的溫度。
技術(shù)數(shù)據(jù)：
1、水的比重：1000kg/m³
2、水的比熱：1kcal/kg℃
3、鋼的比熱：0.12kcal/kg℃
4、水在70℃時的表面損失4000W/m²
5、保溫層損失（在70℃時）32W/m²
6、容器的面積：0.6m²
7、保溫層的面積：2.52m²
初始加熱所需要的功率：
容器內(nèi)水的加熱：C₁M₁△T = 1×（0.5×1.2×0.5×1000）×(70－15) = 16500 kcal
容器自身的加熱：C₂M₂△T = 0.12×150×(70－15) = 990 kcal
平均水表面熱損失：0.6m² × 4000W/m² × 3h × 1/2 × 864/1000 = 3110.4 kcal
平均保溫層熱損失：2.52m² × 32W/m² × 3h × 1/2 × 864/1000 = 104.5 kcal
(考慮20%的富裕量)
初始加熱需要的能量為：（16500 + 990 + 3110.4 + 104.5）×1.2 = 70258.8 kcal/kg℃
工作時需要的功率：
加熱補(bǔ)充的水所需要的熱量：20kg/H × (70－15)×1kcal/kg℃ = 1100kcal
水表面熱損失：0.6m² × 4000W/m² × 1h × 864/1000 = 2073.6 kcal
保溫層熱損失：2.52m² × 32W/m² × 1h × 864/1000 = 69.67 kcal
（考慮20%的富裕量）
工作加熱的能量為：（1100 + 2073.6 + 69.6）×1.2 = 6486.54 kcal/kg℃
工作加熱的功率為：6486.54 ÷864÷1 = 7.5 kw
初始加熱的功率大于工作時需要的功率，加熱器選擇的功率至少要27.1kw。
最終選取的加熱器功率為35kw。

常用材料的性能