如何設計與計算電加熱器

一、電加熱器的設計計算，一般按照下列三步進行： 

1、計算從初始溫度在規定的時間內加熱至設定溫度的所需要的功率。 

2、計算維持介質溫度不變的前提下，實際所需要的維持溫度的功率。 

3、根據以上兩種計算結果，選擇加熱器的型號和數量。總功率取以上二種功率的高值并考慮1.2系數。 

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分別為容器和介質的比熱（Kcal/Kg℃） M1M2分別為容器和介質的質量（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kg/h 

二、電加熱器設計計算舉例： 

     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。

 技術數據：

    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。