Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Перейти к полной версии этой страницы на форумах сайта Электрик: Как нагреть воду?
Форумы сайта ЭЛЕКТРИК > Сварка, самодельные устройства для сварки > Промышленные сварочные устройства


rundel
Всем доброго вечера! Поиском искал не нашел, если окажется баян то звиняйте.
Есть у наших местных муниципалов такая особенность , воду горячую отключать, причем на долго и каждое лето. Какие цели преследуют эти люди закрывая краны я не знаю, но мытся приходится ледяной водичко, я не морж, потому не совсем приятно.
Теперь по сути, делал ли кто водонагреватель? проточного типа, типа входит вода греется и выходит уже горячая? Накопительные системы не рассматриваю, долго и места много надо для них.
На мой взгляд есть два варианта: 1) сделать змеевик из тонкой трубки, желательно с большим сопротивлением, и подключить ее к трансформатору, таким образом, при пропускании через нее тока около 500-1000 А и при напряжении всего 0.5-1.0 вольта, можно получить желаемое, по Джоулю-Ленцу этого тока как раз должно хватить для быстрого разогрева трубки. Внутри естественно протекает вода и отводит тепло от трубки. 2) Змеевик и в качестве нагревателя , обычная газовая плита, змеевик греет пламя горелки, остальное тоже самое что и в первом случае.

Идея собрать подобную штуку, пришла не случайно, каждый год одно и тоже, купить фирменный водонагреватель поточного типа не сложно, но пользоваться им есть нужда только три недели в год, потому смысла не вижу, тратить лишние средства. А вот из подручных материалов собрать самое то.
Пробуем, делимся обытом, все мнения рассматриваются.

я взял трансформатор 630 V-A намотал на нем жилой от кабеля 2х120 квадратов два витка, выводы замкнул куском трубки нержавеющая сталь 10 см, ток во вторичке превысил 2500 ампер, в первичной обмотке около 8 ампер, трубка раскалялась почти до бела, жилы вторичной обмотки грелись от трубки больше чем от тока по ним протекающего, плотность для меди 10 А. на 1мм2 нормальная. токовыми клещами мерил все токи. Трансформатор слегка теплый.
Теперь выводы, трубку надо подобрать с расчетом диаметра от максимального объема протекающей воды нагретой до градусов 70, если меньше ф трубки я пробовал 2 мм медь, при небольшой подаче холодной воды идет пар, при большом напоре чуть теплая, но я брал короткий 30 см отрезок, если взять длиннее думаю успеет нагрется, хотя бы до 60-70 градусов.
И второе медь не катит, надо бы что то стальное или еще лучше из сплавов с высоким сопротивлением.

На форуме людей интересующихся радио, где я пытался задать этот вопрос тема не особо актуальная.
Подскажите как лучше выполнить данный прибор.
Базовые познания в электротехнике и электронике имеются.
KIVOK
Цитата
Базовые познания в электротехнике и электронике имеются.
Для определения мощьности нагревателей, необходимо еще иметь познания в теплоэнергетике! Сначало надо определится сколько воды и за какое время Вы хотите нагреть, а затем уже определяется мощность нагревательного устройсва. Природу не "обдуриш"! Какие затраты Вы при этом получете? И какова надежность Вашего устройсва? Ведь устройсво должно включатся от протока воды и имет защиту от перегрева! А сколько места займет в квартире такая электроустановка?
rundel
Устройство планируется подключать под присмотром, нагрел воды, выключил, все дело в том что таким образом можно сразу практически получить горячую воду, не дожидаясь когда же 100 литров нагреются. Набрал 10 литров, все выключил. Датчик давления не надо.
про такие водогреи я в курсе, в инете поискал мнения почитал, много всяких, есть самый дешевый 1149 руб! Покупать не хочу, я в бане моюсь! А нагреватель сделать самому охота!

На работе как делали, брали трехфазный трансформатор более 100-200 квт, мотали Al шиной по два витка на каждую обмотку и все в параллель, делали гребенку из трубы полдюйма стальная обычная, и замыкали ей цепь вторичной обмотки. В результате с одной стороны вода, а с другой пар фигачил в парилку! Даже помню намотали много шиной, по полвитка потом отматывали. Шина была сечением 1700 мм2!
Но то работа там электроэнергия халявная! А вообще, я думал кто делал уже такое?

Да и есть необходимость в подогреве воды только раз в год, недели две-три, пока что то там каждый год ремонтируют в сетях.
prude
Цитата(rundel @ 17.5.2009, 9:10) *
Устройство планируется подключать под присмотром,

Брось затею все равно придеться покупать, дешевле будет, Если бы ты придумал устройство которое нет в продаже тогда да есть смысл.
rundel
Значит я один такой, сделать можно , просто придется подбирать диаметры трубок, токи, и регулировать напор. Я думал кто то еще по этой теме искал решения.
Купить самое простое, самое интересное начинается потом.
Uran
QUOTE (rundel @ 17.5.2009, 15:30) *
Значит я один такой, сделать можно , просто придется подбирать диаметры трубок, токи, и регулировать напор. Я думал кто то еще по этой теме искал решения.
Купить самое простое, самое интересное начинается потом.

rundel, парни дело говорят, я сам повесил в ванной ВН на 30л лет 10 назад и горя не знаю. ВН работает в системе горячего в/снабжения квартиры, когда отключают г.воду перекрываю вентиль ГВ на стояке и открываю вентили на ВН. Горячую воду отключают в любое время, зимой тоже. Прошлой зимой было очень много прорывов- система ГВС сгнила, а на замену денег нет, вот и латают ее круглый год.
gomed12
Цитата
1) сделать змеевик из тонкой трубки, желательно с большим сопротивлением, и подключить ее к трансформатору, таким образом, при пропускании через нее тока около 500-1000 А и при напряжении всего 0.5-1.0 вольта, можно получить желаемое, по Джоулю-Ленцу этого тока как раз должно хватить для быстрого разогрева трубки. Внутри естественно протекает вода и отводит тепло от трубки.

rundel, где-то в 1992 г. делал такую штуковину в Донском монастыре (по просьбе ген. директора завода), сколько функционировало не знаю, через полгода поменял место работы.
2 душевые кабины, 3 умывальника, посудомайку кухни обеспечивал влегкую, во всяком случае отец Агафадор был доволен.
Змеевик из стальной трубы, трансформатор перемотанный из сварочного, основная защита и включение производило реле протока, при открывании крана горячей воды, реле включало питание на транс.
Была мысль вторичку намотать из медной трубки с охлаждением водой, без змеевика, так руки и не дошли.
rundel
Про обмотку медной трубкой, я тоже подумывал icon_smile.gif
Рассматривал также вариант , две трубы одна в другой с зазором, из нержавейки. Далее два сгона сверху и снизу , к внутренней трубке фазу к другой землю, вот и нагреватель. Не стал делать побоялся что если заземление отвалится, короче все понятно. Только кушать электроэнергию такое чудо будет безмерно.
На досуге рассматриваю конструкции зарубежных фирм, кое что есть полезное.

Только попрошу , не надо советовать купить водогрей. Купить я могу без лишних вопросов, хочу сам сделать.
Итак что имеется, транс 630 В-А, 220 первичка, вторичка 240 мм2, значит ток мы можем снять при рабочей плотности тока 5 А/мм2 гдето около 1200А, итак значит чтобы уложиться в мощность транса надо намотать на 0.5 В, это виток вторички. Кол-во витков на вольт точно не момню толи 0.73 или 0.97. записи посеял. Кто подскажет спасибо заранее. ШЛ транс. Теперь рассчитать трубку
при протекании воды через трубку с внутренним отверстием 3 мм, думаю под напором для душа хватит, сейчас появились водосберегающие душевые головки. Итак рассчитаем сопротивление по закону Ома, примерно 0.5/1200= 416 микроом , если я совсем физику не забыл!
Теперь самое главное, подобрать материал с удельным сопротивлением близким к расчетному, т. е. надо учесть удельную электропроводность материала, толщину стенки этой трубки и ее длину. В идеале миллиомметром измерить! Сопротивление от температуры тоже меняться будет, думаю надо считать градусов на 80, когда система устаканится!
Точно подобрать думаю не получится все решится в процессе наладки, накрайний случай один из контактов трубки и вторички можно сделать скользящим.
Наметки сделаны, надо теперь рассчитать все как положено.
Время будет отпишу, с фотоотчетом.
KIVOK
Цитата
Итак что имеется, транс 630 В-А, 220 первичка, вторичка 240 мм2,
Вы имеете ограниченную мощность - 630 ВА. Это мощьность стаканого кипятильника! И какой-бы не была конструкция нагревателя , нагревать определеное количество воды быстрее чем кипятильник Вам не получится! Если не жалко Вам времени - можете и дальше проводить эксперементы
Коот
По-моему на этом форуме есть тема "Юмор")). Захожу на форум на главную страницу, вижу заголовок раздела "Вопросы "чайника" и тема в этом разделе "как нагреть воду". (Вопросы "чайника" > Как нагреть воду?)
rundel
Цитата(KIVOK @ 18.5.2009, 21:46) *
Вы имеете ограниченную мощность - 630 ВА. Это мощьность стаканого кипятильника! И какой-бы не была конструкция нагревателя , нагревать определеное количество воды быстрее чем кипятильник Вам не получится! Если не жалко Вам времени - можете и дальше проводить эксперементы


Если присмотреться , то не все так просто как кажется. Дело не в мощности , а в КПД устройства. Кипятильник греет весь объем емкости. А по трубке протекает за единицу времени объем равный 10мл . Так вот Если попытаться нагреть тот объем тем же кипятильником , то это получится быстрее. В реальности сгорит он быстрее без отвода тепла от него жидкостью.

Так вот предположим что стальная трубка нагрета у нас до 700 градусов,в реале больше. Если без воды, так вот пускаем воду, сначала идет пар, прибавляем напор, температура трубки уменьшается, воды растет, ток вторички растет. Оптимально необходимо подобрать такую скорость протока воды через трубку, при которой вода имеет нужную температуру около 70 градусов.

Конструкция отработана за многие годы, на производстве, сам работал на заводе в ремонтном цеху и видел подобные , проще ничего не придумано. Если снабдить еще датчиками давления воды, и температуры, получится не хуже чем заводского изготовления.

А про чайника , эт Вы зря. Те кто реально работают, и знают очень многое, не сидят в инете, им нет до этого ни времени ни интереса.
Не про всех конечно.
net_man
будем вспоминать физику

чтобы нагреть некоторый объем воды до некоторой температуры
надо передать воде энергию:

Q = K * m * (Tk - Tn)

где К - удельная теплоемкость (для воды = 4200 Дж/кг*гр)
Тk - конечная температура(в конце трубки)
Тn - начальная температура (в начале трубки)
m - масса воды будет ровнятся
m = L * s * p * u * dt,
u - скорость потока куб м/ч
dt - время прохождения воды
p - плотность воды ( 1000 кг/куб м)
L- длина трубки
s - площадь внутреннего сечения трубки
s = PI * d * d / 4

перевод джоулей в ваты - 1 Вт*ч = 3600 Дж

проставляем все формулы в одну

Q = K * L * PI *d *d * p * u * dt * (Tk - Tn) / (4 * 3600)

с другой стороны трубка вырабатывает тепло Q = I * I * R * dt
R = r * L * / (Sn - Sv)
r - удельное сопротивление материала трубки , грубо посчитаем неизменным
при температурах от 20 до 80 гр.
Sn - площадь сечения наружный
Sv - площадь сечения внутренний

далеее R = r * L * 4 / ((dn*dn - d*d) * PI)

dn - наружный диаметр
d - внутренний диаметр
далее все опять проставляем и делаем уравнение Q = Q и достаем u (скорость потока)


u = I*I * r * 57600 / (PI*PI * d*d * p * (Tk-Tn) * (dn*dn - d*d) * K)

и попробуйте только не разобраться icon_smile.gif




rundel
net_man

вот подсчитал, при токе в 1000 ампер, и диаметре стальной трубки 3мм и 2.5мм внутреннем. длине 1 метр.

Получилось порядка 159 литров в час нагретой до 80 градусов воды.
Вполне реальные данные. количество теплоты на трубке, больше теплоты для объема протекающего гдето в 6.28 раза.

Нужна сатисфакция!
OBON
Цитата(rundel @ 19.5.2009, 21:19) *
...
вот подсчитал, при токе в 1000 ампер, и диаметре стальной трубки 3мм и 2.5мм внутреннем. длине 1 метр.
Получилось порядка 159 литров в час нагретой до 80 градусов воды.
Вполне реальные данные. количество теплоты на трубке, больше теплоты для объема протекающего гдето в 6.28 раза.
...

Здравствуйте Всем.
Давайте сделаем проверку Вашего расчета с конца.
Согласно закону физики
Q = K * m * (Tk - Tn)
где К - удельная теплоемкость (для воды = 4200 Дж/кг*гр)
Тk - конечная температура=80 градусов
Тn - начальная температура=18 градусов
m - масса воды =159 литров (килограммов)
Q = K * m * (Tk - Tn)=4200*159*(80-18)=41403600дж.
Исходя из соотношения 1вт*ч=3600дж, получаем для нагрева 159 литров воды за час до 80 градусов при начальной температуре=18градусов необходимо 41403600/3600=11501 Вт*час или 11,5 кВт*час
В Ваши расчеты закралась ошибка ориентировочно в 20 раз. При Ваших исходных данных 0,63кВА мощности тр-ра это возможно только в режиме КЗ, но при этом потребляемая мощность будет около 11,5 кВА, а в реальности более (т.к. КПД считаем равным 1)
С уважением

gomed12
В расчетах не учтен расход энергии на нагрев окружающего воздуха.
rundel
Давайте сделаем проверку Вашего расчета с конца.
Согласно закону физики
Q = K * m * (Tk - Tn)
где К - удельная теплоемкость (для воды = 4200 Дж/кг*гр)
Тk - конечная температура=80 градусов
Тn - начальная температура=18 градусов
m - масса воды =159 литров (килограммов)
Q = K * m * (Tk - Tn)=4200*159*(80-18)=41403600дж.
Исходя из соотношения 1вт*ч=3600дж, получаем для нагрева 159 литров воды за час до 80 градусов при начальной температуре=18градусов необходимо 41403600/3600=11501 Вт*час или 11,5 кВт*час
В Ваши расчеты закралась ошибка ориентировочно в 20 раз. При Ваших исходных данных 0,63кВА мощности тр-ра это возможно только в режиме КЗ, но при этом потребляемая мощность будет около 11,5 кВА, а в реальности более (т.к. КПД считаем равным 1)



Трансформатор и работает в режиме КЗ, а теперь посчитайте какую мощность надо? нагреть объем воды в трубке диаметром наружным 3 мм и внутренним 2.5 длина трубки 1 метр??? в единицу времени, не надо путать накопительный нагреватель с проточным. Вода греется не сразу вся.
Гость
совершенно верно - это грубый расчет. но начало положено icon_smile.gif

тут я не учел что тепло вырабатываемое трубкой - передается cначало трубке, имеющую собственную теплоемкость и теплопроводность, две поверхности и одна излучает в воздух, другая контактирует с водой, да к тому же не совсем объемом воды в трубке, а только по площади внутреннего цилиндра трубки
а может стоит термическую трубку загнять в другую трубку болшего диаметра, чтоб вода соприкасалась с двух поверхностей термической трубки.
Цитата(rundel @ 19.5.2009, 21:18) *
нагреть объем воды в трубке диаметром наружным 3 мм и внутренним 2.5 длина трубки 1 метр??? в единицу времени, не надо путать накопительный нагреватель с проточным. Вода греется не сразу вся.
но вода не стоит на месте в трубке, она движется - поэтому в уравнениях должно учитыватся скорость потока
на место нагретой тут же приходит холодная......

ждите.......
andrey357
Цитата(rundel @ 17.5.2009, 13:10) *
Даже помню намотали много шиной, по полвитка потом отматывали. Шина была сечением 1700 мм2!

А это как рассчитывалось? во всех формулах, если мне не изменяет мой склероз, расчет идет от витка......


Я себе длома поставил накопительный 30 литров бак и 2 взрослых 2 детей проблем не знаем.
rundel
В данном случае напряжение вторичной обмотки играет второстепенную роль, важен только ток.
А поскольку нужно уложится в заданную мощность трансформатора, то приходится увеличивать сечение вторички и уменьшать ее напряжение убавляя витки. Вот и получается если скажем вместо 0.5 В 1000 А, намотать 0.8 В и 1000 А, то в первом случае 500 Вт во втором уже 800. Это при токе 1000 А , а если ток под 10 кА, несложно представить диапазон мощностей.

В больших трансах кол-во витком приближается к количеству вольт, два витка , почти два вольта, много, отмотаем полвиточка вот и нормально напруга чуть упала и транс вошел в режим.
Гость_net_man_*
доработка формулы
учтем две поверхности трубки , испускающие тепло
одна поверхность передает воде, другая наружная воздуху

Q = 2Qтрубки

u = I*I * r * 28800 / (PI*PI * d*d * p * (Tk-Tn) * (dn*dn - d*d) * K)

мощность будет зависить от скорости потока

140Вт на литр/ч
или 100литр/ч = 14000вт очень даже похоже на реальность(по сравнению
с ТЭНом полностью погруженным(вся поверхность греет воду- трубка 1/2) в воду мощностью 1200вт нагревает 100л за 5 часов
соответственно за час нужно ТЭН 7200ватт


для 100литр/ч - 502А в трубке



rundel
у меня 1000 А на трубке, напор варьирую в широких пределах.

для 100литр/ч - 502А в трубке


какая температура для расчета?
Гость_net_man_*
Цитата(rundel @ 23.5.2009, 20:55) *
у меня 1000 А на трубке, напор варьирую в широких пределах.

для 100литр/ч - 502А в трубке


какая температура для расчета?


20 на входе и 80 на выходе
трубка метр стальная 3мм наружный и 2,5мм внутр.

конечно в процессе расчета
были округление грубые, так как на дифференциалы не тянуло icon_smile.gif

100л/ч - 1,66666л в минуту довольно медленно,но с другой стороны
в тоненькую трубку быстро не продуть icon_smile.gif

мне вот что интересно rundel, как на практике получилось
не замеряли? при каком токе и напоре какая температуре на выходе?
rundel
Я точно не измеряю температуру, но рукой не возможно терпеть , почти кипяток.
Ток мерил стрелочными клещами, около 980А при напруге 0.3 вольта, меняется и ток и напруга.
Найду флешку, сфоткаю, собственно девайс уже готов.

Пробовал разные трубочки, самое лучшее сталь. Медь и бронза и латунь и алюминий не катят.
Из плюсов всей системы, чтобы набрать ведро воды надо минут 6, почти кипяток! А потом можно и разбавить до комфортной!

Всем кто откликнулся большое спасибо! Фото будет но попозже.

PS. Уезжаю в командировку, потому не смогу писать сюда некоторое время.
gomed12
Неплохо, 300 Вт на ведро за 6 мин.
haramamburu
Всем привет, поддерживаю всех, кто считает, что ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ еще никто не отменял icon_smile.gif и комменты здесь излишны.

rundel, у Вас была затея про трубки друк в друге (кипятильник из лезвий), и побоялись что вдруг отвалится земля. Так почему же с нагревателем в виде змеевика такого же не возникает?
ЭДС самоиндукции, который возникнет если отвалится ваш 1000 амперный провод (а он вероятней всего отвалится) "скосит" моущегося не хуже чем 220/380

ЗЫ а почему бы в трубку/змеевик не вварить тэн, ампераж меньше и приисправном заземлении безопасно.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
   Rambler's Top100      
Электрик © 2002-2008 Oleg Kuznetsov     
  Русская версия IP.Board © 2001-2024 IPS, Inc.