电加热器的设计和计算

一、电加热器的设计计算，一般按以下三步进行：
    1、计算从初始温度在规定的时间内加热至设定温度的所需要的功率
    2、计算维持介质温度不变的前提下，实际所需要的维持温度的功率
    3、根据以上两种计算结果，选择加热器的型号和数量。总功率取以上二种功率的最大值并考虑1.2系数。
    公式：
    1、初始加热所需要的功率
       KW = ( C1M1△T + C2M2△T )÷ 864/P + P/2
       式中：C1C2分别为容器和介质的比热（Kcal/Kg℃）
             M1M2分别为容器和介质的质量（Kg）
             △T为所需温度和初始温度之差（℃）
             H为初始温度加热到设定温度所需要的时间（h）
             P最终温度下容器的热散量（Kw）
    2、维持介质温度抽需要的功率
       KW=C2M3△T/864+P
       式中：M3每小时所增加的介质kg/h

二、性能曲线
   下面是一些在电加热计算中经常要用到的性能曲线，对我们的设计是很有帮助的。

三、电加热器设计计算举例：
    有一只开口的容器，尺寸为宽500mm，长1200mm，高为600mm，容器重量150Kg。内装500mm高度的水，容器周围都有50mm的保温层，材料为硅酸盐。水需3小时内从15℃加热至70℃，然后从容器中抽取20kg/h的70℃的水，并加入同样重量的水。需要多大的功率才能满足所要的温度。
    技术数据：
    1、水的比重：1000kg/m3
    2、水的比热：1kcal/kg℃
    3、钢的比热：0.12kcal/kg℃
    4、水在70℃时的表面损失4000W/m2
    5、保温层损失（在70℃时）32W/m2
    6、容器的面积：0.6m2
    7、保温层的面积：2.52m2
    初始加热所需要的功率：
    容器内水的加热：C1M1△T = 1×（0.5×1.2×0.5×1000）×(70－15) = 16500 kcal
   容器自身的加热：C2M2△T = 0.12×150×(70－15) = 990 kcal
   平均水表面热损失：0.6m2 × 4000W/m2× 3h × 1/2 × 864/1000 = 3110.4 kcal
   平均保温层热损失：2.52m2 × 32W/m2 × 3h × 1/2 × 864/1000 = 104.5 kcal
    (考虑20%的富裕量)
    初始加热需要的能量为：（16500 + 990 + 3110.4 + 104.5）×1.2 = 70258.8 kcal/kg℃
   工作时需要的功率：
    加热补充的水所需要的热量：20kg/H × (70－15)×1kcal/kg℃ = 1100kcal
   水表面热损失：0.6m2 × 4000W/m2× 1h × 864/1000 = 2073.6 kcal
   保温层热损失：2.52m2 × 32W/m2 × 1h × 864/1000 = 69.67 kcal
   （考虑20%的富裕量）
    工作加热的能量为：（1100 + 2073.6 + 69.6）×1.2 = 6486.54 kcal/kg℃
    工作加热的功率为：6486.54 ÷864÷1 = 7.5 kw
    初始加热的功率大于工作时需要的功率，加热器选择的功率至少要27.1kw。
    最终选取的加热器功率为35kw。