Кипятильник. Виды и работа. Мощность и применение. Особенности
Кипятильник – это электрический нагревательный прибор, с помощью которого осуществляется подогрев воды до состояния кипения. Зачастую такое оборудование применяется в качестве вспомогательного средства. Он позволит нагреть воду, когда это сложно сделать обычным способом, к примеру, газом в случае его временного отключения.
Кипятильник предлагается в нескольких вариантах исполнения:
- Погружной.
- В виде кружки.
- Проточный.
- Наливной.
Это простейшее самое дешевое устройство. Именно его представляют те, кто слышит упоминание о кипятильнике. Такой прибор в отличие от чайника не имеет сосуда для заполнения жидкостью. Устройство само погружается в емкости с водой, включается в розетку и нагревает жидкость до кипения. Такие кипятильники представляют собой металлическую спираль, сделанную из трубки. На ее концах закрепляется пластиковая рукоятка, скрывающая место подключения проводов. Внутри спирали обычно находится вольфрамовая проволока, которая при прохождении электрического тока сильно разогревается. Погружные кипятильники сделаны спиральными для того, чтобы увеличить площадь контакта с водой. Благодаря этому ускоряется процесс закипания.
При использовании такого кипятильника в воду нужно погрузить только его металлическую спираль. Для предотвращения перегорания прибора необходимо чтобы она практически полностью находилась в воде. Пластиковая ручка изолятор должна располагаться над уровнем жидкости.
Погружные кипятильники изготовляются различных размеров. Самые мелкие предназначены для установки в чайную кружку. Они имеют мощность 0,5-0,7 кВт. В зависимости от изначальной температуры воды и параметров напряжения в сети, они способны вскипятить жидкость за 1-3 минуты. Обычно такими устройствами пользуются при необходимости приготовления одной порции горячего напитка. Они занимают очень мало места и могут размещаться даже в кармане. Имея доступ к розетке можно нагреть чашку кипятка, после чего заварить в нем чай или кофе.
Средние по размеру кипятильники имеют мощность 1 и 1,2 кВт. Их используют для разогрева большего объема воды. Такие кипятильники обычно ставят в банку с водой, кастрюльку или другую емкость способную вместить 2-4 л жидкости. Подобные приборы не настолько популярны как миниатюрные кипятильники для чашек.
Большой погружной кипятильник имеет мощность 1,5 или 2 кВт. Более мощные устройства практически не встречаются. Нагреватели на 3 кВт это огромная редкость. Их используют при необходимости вскипятить воду большими объемами, к примеру, прямо в ведре на 10-15 л. Продолжительность закипания такого количества воды, отличается в устройств разных производителей, а также в зависимости от параметров сети. В любом случае чтобы вскипятить ведро воды уйдет не менее 1 часа.
Эффективность работы погружных кипятильников со временем уменьшается, поскольку их трубка покрывается накипью. Чтобы ее убрать требуется профилактическая чистка. Ее лучше не проводить механическим способом. Стоит просто воспользоваться кипятильником, чтобы вскипятить воду с лимонной кислотой. Кислая среда разрушит накипь, после чего эффективность работы устройства возобновится.
Использование погружных кипятильников сопровождается определенным риском. Хотя вольфрамовая проволока, находящаяся в трубке, и изолирована керамическим слоем, но вероятность подачи напряжения на воду довольно высока. Пользуясь такими приборами запрещено проверять температуру воды руками при включенном нагревателе.
Используя погружной кипятильник можно обжечься. Чтобы этого избежать, важно прикасаться только к небольшому участку с изоляцией в верхней части прибора. Вытягивая устройство нужно позаботиться о том, чтобы разместить разгоряченную спираль на поверхности, которую тот не обожжет. К примеру, нельзя класть горячий нагреватель на скатерть или деревянную столешницу.
Маленькие кипятильники выпускаются не только в варианте для подключения к сети на 220 Вольт. Есть устройства для водителей, у которых вместо вилки для розетки разъем для питания от прикуривателя.
Кружки-кипятильникиТакие устройства больше напоминают электрочайник. В отличие от классической конструкции кипятильника у них имеется собственная емкость, в которой осуществляется нагрев. Подавляющее большинство подобных приборов изготовлено с разъемом для подключения к прикуривателю автомобиля. Ассортимент таких устройств довольно обширен. Самые дешевые кружки-кипятильники имеют выступающий электрический тэн. В результате мыть дно емкости от пятен чая сложнее. Кроме этого со временем накопленная накипь начинает отваливаться и ее можно проглотить. В связи с этим проще аккуратно переливать кипяток в другую чашку. Более совершенные приборы оснащены скрытым нагревательным элементом.
Внешне такой кипятильник очень похож на кружку-термос. При этом он не способен столь эффективно сохранять температуру. Главная особенность данного устройства в том, что оно может доводить воду до кипения. Вместительность кружек редко превышает 500 мл. Часто в таких кипятильниках имеется крышка со специальным открываемым отверстием, через которое можно пить напиток. Время, затрачиваемое на доведение воды до кипения от прикуривателя, занимает примерно полчаса.
Кружки-кипятильники могут иметь как простую конструкцию, так и более сложную с электронным управлением. Кипятильники более высокого ценового сегмента предусматривают возможность установки поддержания определенного уровня температуры. После заваривания напитка прибор будет периодически подогревать жидкость, чтобы она постоянно оставалась теплой. Автомобильные кружки-кипятильники являются альтернативой термоса. Они дают возможность приготовить свежий напиток, детское питание, а также различные пищевые полуфабрикаты.
Проточные кипятильникиЯвляются промышленными агрегатами, которые можно встретить в заведениях общественного питания. Они представляют собой емкость, внутри которой располагаются мощные нагреватели. Заполнение устройства осуществляется автоматически от водопровода. Кипятильник осуществляет очень быстрый разогрев воды, которая накапливается в его резервуаре. При открывании сливного крана кипяток убывает, а его место заполняет свежая холодная вода. В результате смешивания температура жидкости снижается, поэтому встроенный терморегулятор включает нагрев. Фактически проточные кипятильники можно сравнить с электрическими бойлерами для воды, но последние не могут греть жидкость до кипения.
На корпусе кипятильника имеется колесико регулировки, с помощью которого можно осуществлять настройку температуры воды. Такие устройства очень мощные. Самые мелкие из них вмещают 10 л, при этом потребляют 2,5 кВт. Устройства на 50 л сжигают 6 кВт и более. В связи с этим для такого оборудования требуется надежная электропроводка, ведущая от щитка напрямую без скруток и распределительных коробок.
Наливные кипятильникиЭти устройства очень похожи на чайник оснащенный краником для слива. Они обычно вмещают от 5 до 30 л. Кипятильник данного класса также относится к категории промышленного оборудования. Его обычно можно встретить в заведениях общественного питания. Для обеспечения работы не требуется подключение к трубопроводу. В устройстве имеется съемная крышка также как и у кастрюли, через которую вода доливается вручную. Стенки наливного кипятильника утеплены и действуют как термос. Вскипяченная вода сохраняет свою температуру на протяжении нескольких часов.
Кран кипятильника располагается на удобной высоте, чтобы подставлять под него кружку. Стоимость такого оборудования в 4 раза ниже, чем проточных кипятильников. Поскольку такие устройства заполняются вручную, то обычно у них предусматривается уровень со стеклянной трубкой, через который можно контролировать остаток жидкости. Кипятильник греется скрытым в дне нагревательным элементом. Накипь оседает по всему периметру емкости, но большие плоскости чистить гораздо удобнее, чем изгибы трубок тэна.
Такие приборы обычно потребляют 2 кВт энергии при вместительности 20 л. Устройства оснащаются терморегулятором. Можно выставить максимальную температуру нагрева. К примеру, для заваривания чая 100 градусов много, поэтому регулировка весьма полезна. Также терморегулятор будет поддерживать оптимальную температуру, подогревая воду при ее остывании или доливании свежей жидкости.
Выбор мощностиПокупая кипятильник, стоит обратить внимание на его мощность. Чем выше данный показатель, тем лучше. Это никак не отобразится на конечном объеме потребленной энергии для разогрева определенного объема воды. Просто более слабые устройства буду делать это дольше, чем мощное оборудование. В то же время, если пользоваться устройством придется на морозе, то слабые кипятильники менее выгодны. Медленный нагрев приведет к одновременному естественному остыванию, действующему в противовес. Это приведет к увеличению расхода электроэнергии. Конечно, это будет незначительным перерасходом, но при частом пользовании нагревателем в совокупности это будет невыгодно. Все же мощность должна быть умеренной, поскольку если ее слишком много, то существует вероятность навредить электропроводке подключенной к розетке.
Похожие темы:
- Самовар. Виды и устройство. Работа и как пользоваться. Как ухаживать
- Термопот. Виды. Устройство. Работа. Применение. Как выбрать
- Чайник (электрочайник). Устройство. Работа. Выбор. Плюсы и минусы
- Кофеварка. Виды. Устройство. Работа. Как выбрать. Особенности
Четыре способа нагреть воду в бассейне
Вода, которой мы наполняем свои бассейны, как правило, очень холодная — из колодца или скважины. Как добиться того, чтобы во время купания не сводило ноги? Мы собрали для вас несколько способов нагреть воду с помощью аксессуаров INTEX: от бюджетных до роскошных.
Способ первый. Расслабиться и позволить солнцу сделать это за вас
Вам понадобится: Солнечное покрывало
Солнце в любом случае будет нагревать ваш бассейн, так почему бы ему не помочь? Просто накиньте на поверхность солнечное покрывало и занимайтесь своими делами. Ячейки, из которых состоит покрывало, преломляют солнечный свет, благодаря чему вода нагревается быстрее. Насколько теплее станет в бассейне? Точно сказать не может никто (это зависит от погоды), но в ясную погоду вы ощутите эффект уже после обеда.
Способ второй. От электричества
Вам понадобится: Проточный водонагреватель
Проточный водонагреватель подходит к бассейнам до 4.57 см. Устройство работает от электросети: оно подключается к фильтр-насосу и нагревает воду, пропуская ее через себя. Такой нагреватель может нагреть воду на 1° за пару часов, точное время зависит от объема бассейна. Для гарантированного эффекта лучше использовать проточный водонагреватель вместе с солнечным покрывалом.
Если вы решите купить проточный водонагреватель, помните об основных правилах безопасности:
-
1)Подключать нагреватель к фильтрующему насосу нужно пока бассейн еще пустой
-
2)Пользоваться нагревателем можно только, когда в воде нет людей
-
3)Во время дождя и водонагреватель, и фильтр-насос должны быть выключены из розетки
-
4)Чтобы устройство исправно работало, включать его можно только при работающем фильтр-насосе.
Важно, чтобы вода циркулировала
Способ третий. С помощью законов физики
Вам понадобится: Коврик для нагрева воды от солнечной энергии
Вы наверняка еще со школы помните, что черный цвет лучше всего поглощает тепло. На этой простой хитрости основана работа коврика для нагрева воды. Все просто: сначала вы подключаете его к фильтр-насосу и расстилаете на солнце, чтобы нагреть. Когда он становится горячим,включаете фильтр-насос. Теперь вода будет циркулировать через специальные трубки внутри коврика.
Нагреть воду от солнечной энергии с помощью такого коврика можно на 3-5° (в зависимости от объема бассейна), и это очень неплохой результат! Правда чем больше бассейн, тем больше ковриков вам понадобится.
Советуем что-нибудь подстелить, когда будете греть коврик на солнце, потому что некоторые сорта травы могут повредить его, или даже прорасти через коврик (и это не брак, просто агрессивные растения).
После использования обязательно вылейте всю воду из трубок коврика, иначе она может зацвести или замерзнуть, если вы убираете устройство на зиму.
Способ четвертый. Тепловым насосом
Вам понадобится: Тепловой насос
Тепловой насос — новинка 2017 года. Он забирает тепло из окружающего воздуха и отдает его своему теплоносителю. По сути, это принцип работы кондиционера (только наоборот). Это очень мощное устройство. К примеру, каркасный бассейн 4.57 м в диаметре тепловой насос нагреет на 5° за 9 часов.
Как рассчитать время нагрева:
Объем бассейна, м3 |
Мощность насоса |
Исходная Температура воды (С°) |
Желаемая температура воды (C°) |
Время нагрева (в часах) |
16 |
8,5 кВт |
15 |
20 |
9 |
Объем бассейна в кубометрах (16) нужно разделить на мощность теплового насоса в кВт(8,5) и умножить на количество градусов, на которое вы хотите нагреть воду, (20-15, то есть 5°).
Либо вы можете воспользоваться формой-калькулятором, которую мы для вас подготовили. Просто скачайте приложенный к статье файл.
Температура воды | Физика Фургон
Категория Выберите категориюО фургоне физикиЭлектричество и магнитыВсе остальноеСвет и звукДвижение вещейНовая и захватывающая физикаСостояния материи и энергииКосмосПод водой и в воздухе
Подкатегория
ПоискЗадайте вопрос
Последний ответ: 22.10.2007
Вопрос:
Правда ли, что вода (пар и лед) не может нагреваться выше 212 градусов и холоднее 32 градусов?
— Томми
Сиэтл
A:
Неправда, что температура воды может достигать 212 градусов, а холода — 32 градуса. После того, как вода превращается из жидкости в газ (при 212 градусах по Фаренгейту), она может нагреваться намного сильнее. В газовой форме молекулы воды рассредоточены и имеют много места для движения и нагреваются намного сильнее, чем две другие фазы (жидкость и лед).И вода замерзает при 32 градусах по Фаренгейту. Но на самом деле может стать еще холоднее, вплоть до того, что мы называем абсолютным нулем. Это значение эквивалентно примерно -459градусов по Фаренгейту. Это когда молекулы воды в основном неподвижны. Надеюсь, что это ответ на ваш вопрос!
(но см. ниже — если вопрос касается жидкой воды, она становится нестабильной за пределами указанного диапазона температур, при атмосферном давлении. Майк В.)
(опубликовано 22.10.2007)
Follow-Up # 1: кипение и перегрев
В:
а что насчет самой воды, вода дойдет только до 212, а затем превратится в газ, если только вода не находится в скороварке, вода не может подняться выше 212, или я ошибаюсь?
wapakoneta,oh,us
A:
Вы как бы правы. При температуре выше 212°F при стандартном давлении жидкая вода нестабильна. Он будет очень быстро испаряться с поверхности. Если температура поддерживается постоянной (что требует некоторого подвода тепла, поскольку испарение охлаждает вещи), вся жидкость испарится.
Если температура намного выше 212°F, вода закипит. Это означает, что он будет не просто испаряться с поверхности, а образовывать пузырьки пара, которые затем будут расти внутри самой жидкости. Если в воде очень мало частиц пыли и т. д., этот процесс кипения не происходит до тех пор, пока температура значительно не превысит 212 ° F, поэтому вы можете временно иметь жидкую воду (называемую «перегретой») выше этой точки кипения. Если есть хорошие места зародышеобразования для начала кипения (хорошим примером являются тефлоновые поверхности), вы не можете получить большой перегрев.
вы можете искать на этом и других сайтах по ключевому слову «перегретый».
Mike W.
Lee H
(опубликовано 22.10.2007)
Дополнение #2: перегрев?
Q:
Хорошо, но почему тогда жидкая вода, открытая в атмосферу, продолжает кипеть в течение нескольких секунд после удаления источника тепла? Это просто из-за остаточного тепла
— Энди (68 лет)
SLC, Юта, США
A:
Как мы упоминали, вода может быть несколько перегретой. Кроме того, к тому времени, когда вода закипит, кастрюля будет горячее, чем 212 ° F, поэтому тепло от нее поступает, чтобы вскипятить еще немного воды.
Майк В.
(опубликовано 17.04.2017)
Дополнение №3: температура воды 6500 F?
Q:
Так вы можете объяснить мне, как вода может оставаться в среде с температурой 6500 по Фаренгейту и не испаряться!? Потому что я потерялся в этом, и как это вообще имеет какой-то смысл? И надеюсь, я хочу знать ответ на этот вопрос, потому что мне говорят, что я дурак, раз задаю этот вопрос0002 Я понятия не имею, как может существовать жидкая вода при такой температуре. Это намного выше «критической точки», в которой теряется различие между газом и жидкостью. Я почти уверен, что при такой высокой температуре молекулы воды в основном распадаются, так что у вас действительно не будет воды вообще.
Mike W.
(опубликовано 29.08.2017)
Дополнение #4: вода при 212F
A:
Кипит.
Mike W.
(опубликовано 01.11.2017)
Дополнение №5: температура льда и воды она кипит) при 100 градусах Цельсия. Далее говорится, что ледяная вода (независимо от количества льда, смешанного с водой) всегда 0 градусов. Всегда ли вода в твердом состоянии имеет температуру 0 градусов по Цельсию? Если я положу лед в морозильник с -15°C, упадет ли температура льда? Или она останется 0 градусов по Цельсию? Итак, чтобы проверить это, я наполнил стакан льдом, а затем добавил достаточно воды, чтобы лед плавал. Мой термометр показывает 0 градусов на дне стакана, где вода. Но наверху, посреди плавучего льда, написано -1 С. Если мой учебник прав, разве не должно было быть 0 градусов С, где бы ни стоял термометр? Что пошло не так? Я изо всех сил пытаюсь понять эту концепцию, поэтому любое объяснение будет высоко оценено! Примечание: он закипел в 96 C, но я предполагаю, что это из-за атмосферного давления.
— Наташа Р. (17 лет)
A:
Лед определенно может быть намного холоднее 0°C. Даже жидкая вода может быть немного холоднее 0°C какое-то время, пока ей не удастся перейти в состояние кристаллического льда. Мы много обсуждаем это на этом сайте под названием «supercool».
Обычно, когда вы помещаете воду в холодную морозильную камеру, она охлаждается чуть выше 0°C, затем останавливается около 0°C, пока вся вода не превратится в лед, затем продолжаете охлаждение, пока не достигнет температуры морозильной камеры. Если вода необычно свободна от пыли и т. д., она может переохладиться значительно ниже 0°C, прежде чем начнется замерзание.
Mike W.
(опубликовано 29.01.2018)
Дополнение № 6: давление пара
Q:
Откуда водяной пар в воздухе, если он не ниже 100 градусов Цельсия? Я слышал, как люди говорят, что это потому, что вода на самом деле не пар. Если это так, то как жидкость плавает в воздухе?
— Эли Татум (19 лет)
Алабама
A:
Даже при температуре ниже 100°C некоторые молекулы воды покидают жидкость и превращаются в пар. Равновесие достигается, когда их концентрация (плотность водяного пара) достаточно высока, так что скорость возвращения молекул из пара и воссоединения с жидкостью как раз уравновешивает скорость их ухода. Эти молекулы в паре действительно находятся в газовой фазе, мало контактируя друг с другом.
Так что же изменилось при 100°C? При температуре выше 100°C молекулы покидают жидкость так быстро, что равновесие может быть достигнуто только с водяным паром, настолько плотным, что его давление будет выше, чем обычное атмосферное давление. Итак, при атмосферном давлении все молекулы воды покидают жидкость и присоединяются к газу. Ниже 100°С только некоторые делают, по крайней мере, в закрытой емкости.
Майк В.
(опубликовано 14.06.2018)
Дополнение к этому ответу
Связанные вопросы
теплоизоляция
обратимая теплопередача?
Расширение поршня с водой
Горячие пары.
предотвращение теплового равновесия
замерзание по сравнению с точками плавления
Все еще интересно?
Вопросы и ответы по Expore в смежных категориях
- Кипячение, испарение и конденсация
- Плавление и замораживание
- Температура и нагрев
рейтингов котлов | Спиракс Сарко
Дом / Узнать о паре /
Рейтинг котлов
Содержимое
- Введение
- Водотрубные котлы
- Разные типы котлов Экономайзеры и пароперегреватели
- Рейтинг котлов
- КПД котла и сжигание
- Котельная арматура и крепления
- Заголовки Steam и отрывки
- Хранение и продувка воды для паровых котлов
- Вода для котла
- Питательный резервуар и подготовка питательной воды
- Контроль TDS в котловой воде
- Рекуперация тепла от продувки котла Только управление TDS
- Нижняя продувка
- Уровни воды в паровых котлах
- Методы определения уровня воды в паровых котлах
- Автоматические системы контроля уровня
- Сигнализация уровня воды
- Установка регуляторов уровня
- Требования к испытаниям в котельной
- Деаэраторы под давлением
- Паровые аккумуляторы
Назад к информации о паре
Номинальные характеристики котлов
В этом учебном пособии объясняются три наиболее часто используемые номинальные характеристики котлов: номинальная мощность парообразования «от и до», тепловая мощность в кВт и мощность котла в лошадиных силах.
Оценка «от и до»
Оценка «от и до» широко используется в качестве исходной точки производителями котлов с кожухом для присвоения котлу оценки, которая показывает количество пара в кг/ч, которое котел может произвести «от и до». при 100°С, при атмосферном давлении. Тогда каждый килограмм пара получил бы от котла 2 257 кДж тепла.
Котлы Shell часто работают при температуре питательной воды ниже 100°C. Следовательно, котел должен подавать энтальпию, чтобы довести воду до точки кипения.
Большинство котлов работают при давлении выше атмосферного, поскольку пар при повышенном давлении несет больше тепловой энергии, чем пар при 100°C. Это требует дополнительной энтальпии насыщения воды. По мере повышения давления в котле температура насыщения увеличивается, и требуется еще больше энтальпии, прежде чем питательная вода будет доведена до температуры кипения.
Оба эти эффекта уменьшают реальную паропроизводительность котла при том же расходе топлива.
График на Рисунке 3.5.1 показывает температуру питательной воды в зависимости от процентной доли значения «от и до» для работы при давлении 0, 5, 10 и 15 бар изб.
Применение графика оценки «от и до» (рис. 3.5.1) показано в примере 3.5.1, а также демонстрируется, как определяются значения.
Пример 3.5.1
Котел имеет номинальную производительность 2 000 кг/ч и работает при 15 бари. Температура питательной воды 68°C.
Использование уравнения 3.5.1 определит коэффициент для получения того же результата:
Примечание. Все эти значения взяты из таблиц Steam.
Используя информацию из примера 3.5.1 и уравнение 3.5.1, можно рассчитать коэффициент испарения:
мощность котла
Некоторые производители указывают мощность котла в кВт. Это не скорость испарения, и она зависит от того же фактора «от и до».
Чтобы установить фактическое испарение по массе, сначала необходимо знать температуру питательной воды и давление образующегося пара, чтобы установить, сколько энергии добавляется к каждому кг воды. Затем можно использовать уравнение 3.5.2 для расчета паропроизводительности:
Пример 3.5.2
Котел имеет номинальную мощность 3000 кВт (кДж/с) и работает при давлении 10 бари при температуре питательной воды 50°С. Сколько пара можно произвести?
Откуда, используя таблицы на веб-сайте Spirax Sarco :
Мощность котла (BoHP)
Эта единица используется только в США и Австралии. Мощность котла не является общепринятой величиной 550 фут-фунт-сила/с, и общепринятый коэффициент пересчета 746 Вт = 1 лошадиная сила не применяется.
США и Австралия
В США и Австралии общепринятым определением мощности котла является количество энергии, необходимое для испарения 34,5 фунтов воды при атмосферных условиях 212°F.
Пример 3.5.3
Мощность котла 500 BoHP, какова его паропроизводительность?
Важно: По сути, это то же самое, что и оценка «от и до», поэтому использование питательной воды при более низких температурах и пара при более высоких давлениях уменьшит количество генерируемого пара.