电热水器计算专题19页PPT

8.3 热水加热及贮存设备的选择计算 8.3.1 局部加热设备的选择计算
(１)燃具热负荷
式中 Q ——燃具热负荷，KJ/h； W ——被加热水的质量，kg； C ——水的比热，C = 4.187kJ/(kg•℃)； τ—— 升温所需时间，h； tr—— 热水温度，℃； tL —— 冷水温度，℃，查表选用； K —— 安全系数，K=1.28～1.40； η——燃具热效率。
为保证各立管的循环效果，尽量减少干管的水头损失，热水配水干管和回水干管均不宜变径，可按相应的最大管径确定
8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算
已知配水管、回水管的管径 (1) 计算各管段终点水温; (2) 计算配水管网各管段的热损失; (3) 计算配水管网总的热损失; (4) 计算总循环流量 (5) 计算循环管路各管段通过的循环流量; (6) 复核各管段的终点水温 ; (7) 计算循环管网的总水头损失 ; (8) 选择循环水泵。
１.热媒为热水
当锅炉与水加热器或贮水器连接时，热媒管网的热水自然循环力值：
热媒管网自然循环压力 （a）热水锅炉与水加热器连接 ; （b）热水锅炉与贮水器连接 （间接加热） （直接加热）
8.4 热水管网的水力计算 8.4.1 第一循坏管网水力计算
8.4 热水管网的水力计算 8.4.2 第二循环管网的水力计算
(１)热水管道的水力计算应根据采用的热水管材，选用相应的热水管道水力计算图表或公式详见P283图8-3，或附表8-1,8-2 (２) 当工程的使用条件与指标条件不符，应进行修正。
注意：
2.回水管网的水力计算
目的：确定回水管网的管径------按管段循环流量经计算确定 初步设计，可参照热水循环管网回水管径选用表确定。

第9章 建筑内部热水供应系统的计算
9. 2 耗热量、热水量、耗媒量计算
9.2.1 耗热量计算
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3.定时供应热水的住宅、旅馆、医院、及工业企业生活间、公共浴室、学校、剧院、 体育馆（场）等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量应按下式计算：
中
Qh
qh (tr
Qh——设计小时耗热量 (W）;
⒈水温为60℃；
⒉定额已包括在给水定额中；
⒊使用于全日供应热水的场所。
二.用水器具定额
按不同建筑物中各类卫生器具一次和一小时的热水用水定额。详见p161表 94
⒈不同卫生器具用水定额不同，使用水温也不一定相同；
⒉适用于定时供应热水的场所。
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第9章 建筑内部热水供应系统的计算
9.1 水质、水温及热水用水量定额 9.1.3 热水用水定额
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[课堂练习] 某住宅，共20户，每户按3.5人计，采用定时集中热水 供应系统，热水用水定额按80L/cap·d（60℃），密度为0.98㎏/L， 冷水温度按10℃计。每户设二个卫生间，一个厨房。每个卫生间内 设浴盆（带淋浴器）一个，小时用水量为300L/h，水温为40℃，同 时使用百分数为70％；洗手盆一个，小时用水量为30L/h,水温为 30℃，同时使用百分数为50％；大便器一个；厨房设洗涤盆一个， 小时用水量为180L/h,水温为50℃，同时使用百分数为70％。该住 宅楼的最大小时好热量为（258505）W。（b还是未用对） [解3]
三.热水混合系数计算
Kr
th tl tr tl
式中
Kr —— 热水混合系数； tr —— 热水系统共水温度， ℃； th —— 混合水温度， ℃； tL —— 冷水温度， ℃。

加热器的对地电阻，表针指向∞位置为正常，表针指向0为漏电。若
无漏电元件，说明漏电保护器已损坏。
•
3.安全性能测试
•
1)漏电测试：合闸后按“试验”按钮应跳闸，漏电保护器为正
常，再按“合闸”灯亮。若热水器无漏电保护器，用万用表电阻挡测
量插头的火线与地线、零线和地线，若指示为无穷大，说明无漏电现
象。
•
2)绝缘电阻：用绝缘电阻测试仪测量应大于50MΩ。
•
3）电热水器内的水是逐渐升温
的，安全阀略有渗水，是正常现象。
15
1.2.3 电热水器的检修
•
1.电源检查
•
用万用表～250V电压挡测量插座零线和火线之间的电压，正
常为220V左右。若插座前接有空气开关或闸刀开关,在开关断开时用
万用表“Ω”挡测零线和地线是否接通，若不通为正常。
•
2.故障检修程序
•
1-22所示。
23
•
3）平面叠加式加热器。也称加热槽板，由双层或
多层带有水流通道的平面铝合金板叠置而成，将绕制在云
母片上的发热丝夹在两铝板之间，位于槽板的槽中；形成
一个以面发热，以板传热的结构，当冷水流经槽中时便能
直接流经电热元件表面而被加热。两端用端盖密封联接各
水流通道。图1-23所示是它的结构示意图和实物照片。
热膜玻璃发热管是将无机陶瓷、玻璃和多种非金
属导电材料经过印刷、高温烧结等工艺复合，在
玻璃管的外表面形成一层无机导电电阻膜层，电
阻膜层通过电流后发热，水在玻璃管内部流动，
经传导、对流方式对水进行加热。多条玻璃管之
间的连接，靠的是两端的端盖和密封胶圈，用螺
栓拉紧来固定端盖使胶圈密封起来。玻璃发热管

(4)三挡式 ①S2 断开，S1 位于 b 时，R1 与 R2 串联，总电阻最大，总功率最小， 属于低温挡； ②S2 闭合，S1 位于 b 时，R1 短路，只有 R2 连入电路，总电阻较小， 总功率较大，属于中温挡； ③S2 闭合，S1 位于 a 时，R1 与 R2 并联， 总电阻最小，总功率最大，属于高温挡。
(1)煮饭时通过 R1 的电流。
解：当 R1、R2 一起工作时为高温挡，当 R1 单独工作时为低温挡，I1 ＝PU低＝424200WV ＝2 A。
(2)电热丝 R2 的电阻。
解：P2＝P 高－P 低＝1 100 W－440 W＝660 W， R2＝UP22＝（262600 VW）2≈73.3 Ω。
解：据 P＝UI 可得，S1 闭合，S2 断开时电路中的电流：I＝PU保＝24240WV ＝0.2 A。
(2)饮水机正常工作时，将热水箱中的水从 20 ℃加热到 90 ℃。求： 水吸收的热量是多少？[水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃) ]
解：1 L＝10－3 m3，则 1 L 水的质量：m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×10－3 m3＝1 kg，水吸收的热量：Q 吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(90 ℃－20 ℃)＝2.94×105 J。
(3)求中温挡正常工作时热水器的功率。
解：只闭合 S1，S2 接 b 点时，电路中只有 R1 工作，此时为中温挡。 P 中＝UR12＝（28280ΩV）2＝550 W。
4．在厨房里安装如图甲所示俗称“小厨宝”的电热水龙头，使用起 来非常方便。旋转手柄 S 可处于冷水挡 a、温水挡 b 或热水挡 c，它的简 要工作电路如图乙所示，虚线方框内有“小厨宝”的两个发热电阻(未画 出)，温水挡的发热电阻 R1＝44 Ω，电源电压为 220 V。

⑷从环保角度分析，那种热水器那个更好？ ⑸太阳能热水器在使用上有什么局限性？
解：⑴由η1=Q/Q总=Q/（qV） 得：燃烧的天然气体积为： V=Q/（qη1）=8.0×106J/（40%×8.0×107J/m3）=0.25 m3
⑵电热水器做功：W=Pt=2000W×90×60s=1.08×107J=3kW·h 电热水器热效率为：η2=Q/W=8.0×106J/1.08×107J=74.1%
∵ I=U/R ∴ R=Ｕ额２／P额＝（220Ｖ）2／500Ｗ＝96.8Ω
现将质量为0.5kg，初温20℃的水在标准大气压下 烧开需用时6min，请计算水所吸取的热量。
标准大气压下水的沸点是100 ℃
Q＝cm(t-t0) ＝4.2×103J/（kg.℃）×0.5kg×(100℃－20℃)
＝1.68×105J
新房需要一个热水器，你帮我想想，都有什 么样的热水器呢 ？
电热水器
电能
太阳能热水器
太阳能
燃气热水器
化学能
内能
它们有什么共同特点呢？
电能
内能
一、基础练习
一、基础练习 下图所示的是一种某型号家用饮水机及铭牌
型号：WSH—500 额定电压：220V 额定功率：0.5kW 频率：50Hz
（1）在下列空格中填写“亮”或“不亮” 当温控开关1、2都闭合时，加热管正常工作， 红灯亮 ，绿灯不亮 ；当水沸腾后，温控开 关小于1、R2绿都，断则开红不，灯亮加热管不工，作绿，亮灯其中R红远。远 （2）求这个饮水机正常工作时的电流和电阻 （指导灯忽略不计） ∵ P=UI ∴Ｉ＝Ｐ额／Ｕ额＝500Ｗ／220Ｖ＝2.72Ａ
某家庭平均每天需要将44kg、20℃的水加热至60℃作为生 活用热水。下列计算涉及有关价格见“价格表”。

p j
v2
......Pa
2
_ 管段中总的局部阻力系数.
_ 系统管路附件的局部阻力系数,可查表确定.
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4.当量局部阻力法和当量长度法
➢当量局部阻力法
将管段的沿程损失转变为局部损失来计算。
p j
设管段的沿程损失相当于某一局部损失
则:
p j
d
v2
2
d
l
v 2
2
d
d
l.........当. 量局部阻力系数.
_ 热媒的密度, kg / m3.
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热水在室内供暖系统管路内的流动状态,几 乎都是处在过渡区内。
室外热水网路都采用较高的流速,热水的流 动状态大多处于阻力平方区内。
方便的R计算6.公25式1:08
•
G2 d5
......Pa /
m
G _ 管段的水流量, Pa / m.
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_ 沿程损失占总压力损失的估计百分数，查附录得 50%。
将各数字代入上Rpj式 0，.1506得8.518 3.84 pa / m
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根据各管段的热负荷，求出各管段的流量，计 算公式如下：
G
3600Q
0.86Q ......kg / h
4.1
8
71
03
(t
, g
th, )
t
2.例题1
径确。th,定热 7重媒0力c参循数环：双供管水热温tg, 水度9供5c暖
系
统
管路的管 ，回水温
度
。锅炉中心距底层散热器中心距
离为3m，层高为3m。每组散热器的供水
支管上有一截止阀。

(1)除霜模式下，电路中的电流。 解：只闭合开关S时，两电阻串联；当开关S、S1都闭 合时，R2被短路，只有R1工作，此时电路总电阻较小， 根据P ＝UR2 可知此时电路的功率较大，处于高温挡除 霜模式。除霜模式下，电路中的电流 I＝RU1＝110000 ΩV＝1 A。
(2)除霜模式下，电路的加热效率。[查资料得，后视镜玻璃 质量约为0.5 kg，玻璃的比热容约为0.8×103 J/(kg·℃)]
安全载流量I/A 28 37 47 68
6.某学校科技小组的同学们制作了一个多挡位电热器模型。
为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他们
将电表接入电路中，其电路图如图所示。当只闭合开关S1 时，电压表的示数为U1，电阻R3消耗的电功率为P3；当只 闭合开关S2时，电压表的示数为U2，电阻R3消耗的电功率 为P3′，测得此时电阻R2消耗的电功 率为1.6 W。已知U2＝2U1， P3＝4P3′，电源电压保持不变。
热盘的温度为110 ℃，不计热损失] 不计热损失，瓶里的水烧干后，电流产生的热量全部
被水烧发干热到盘S吸1断收开，，即经Q历放＝的Q时吸间，为P加t热＝t＝cmc（mP(tt1加1－热－tt00）)。＝故从
0.5×103 J/（kg·℃）×0.5 kg×（120 1 000 W
℃－110
℃） ＝2.5 s。
(1)在只闭合S1和只闭合S2这两种工作状态中，通过电阻R3 的电流的比值是多少？
解：只闭合S1时，R1和R3串联，等 效电路图如图1所示；只闭合S2时， R2和R3串联，等效电路图如图2所示。 因为 P＝I2R，且 P3∶P3′＝4∶1， 所以，PP33′＝II1222RR33＝II122＝41，解得II12＝21。
将袋内20 ℃的水加热到自动断电，求：

最高车速 ≤30km/h 一次充电连 续行驶 里程 充电时间 电动机效率 最大骑行噪 声 50km
蓄电池工作电压 一次充电耗电量 质量
36V 0.6kwh 40kg
8h 75％ ≤62dB
• 图18是一种太阳能汽车。太阳光照射到这 辆车电池板上的辐射总功率为8×103 W， 在晴朗的天气，电池板对着太阳时产生的 电压为160V，并对车上的电动机提供10A 的电流。问： • (1)在这种情况下电动机消耗的电功率是多 大? • (2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率 是多少?
• •
• •
电动自行车越来越受到人们的青睐，不少人用电动自行车替代了摩托车。电动 自行车使用前要先对车上的蓄电池充电，骑行时，蓄电池对车上的电动车供电， 电动机为车提供动力。下表是某品牌电动自行车的一些主要技术参数： 最高车速≤30km/h一次充电连续行驶里程50km蓄电池工作电压36V充电时间8h 一次充电耗电量0.6kwh电动机效率75％质量40kg最大骑行噪声≤62dB若质量是 60kg的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶时，受到的阻力是 人与车总重的0.02倍，取g=10N/kg，求： （1）行驶10分钟，电动机对自行车做的功。 （2）通过电动机线圈的电流。
观察对象
有关记录和相关活动
观察电磁炉 铭牌 观察电能表 的铭牌 用电磁炉加 热一壶 水（水 的质量 m=2kg, 初温 t=30℃）
U额=220V
P额=1KW
220V 10(40)A 50Hz 2000r/kwh 关闭家里其它用电器， 只将电磁炉接入电路 烧水观察电能表，表 盘在5min内转了150r， 此时用温度计测得的 水温为50℃。
谢 谢
电学计算专题（电热水器）
考点

①如果使用煤炉做同样的实验, 已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为 3.4×107J/ Kg假设煤炉的热能利用率为20%, 煤气的价格是0.4元 /Kg, 则需花费多少钱? ②如果学校可以同时提供电、煤气和煤, 从经济和环境等角度综合 分析，你会建议学校食堂使用哪种燃料？请说明理由。
解: ①
Q吸 Cm（t t0 ) 4.2 103 10 (100 20) J 3.36106 J
3. 家庭中常用电热水壶烧水,就它具有方便 环保的优点, 下表 是小红同学收集到的烧开一壶水的有关数据, 请按要求作答. （设电阻值不变 计算结果保留小数后面两位） 水的质量 0.5 Kg 额定电压 220V
水的初温 水的比热容 大气压
200C 4.2×103 一个标准大气压
额定功率 440W 实际电压 200V 实际加热时间 9min
①某师傅在用熨斗干烫衣服时,用了19N向下的力压熨斗, 在此过程 中, 衣服受到的压强是大? ②用熨斗汽烫时先预热, 使金属板的温度从200C升高到2200C, 温控 开关自动打开.已知底板的质量为1Kg, 铁的比热容为0.46×103J/（ Kg.0C）问蒸汽电熨斗预热时底板吸收多少热量?
解:
①
G mg 1.3Kg 10N / Kg 13N
②
Q Cm（t t0 ) 4.2 103 2 (100 20) J 6.72105 J
③在额定电压下,要放出这些热量, 电热水壶工作的时间,（不计 热量损失） ④如果在用电高峰时间内电热水壶烧水,电压只有200V左右,这时 电热水壶发热时的功率大约是多大? ⑤小红在使用该电热水壶烧满壶水时用14min求该热水壶的效率 是多少? 2.0L 电热水壶容量 5 ③ t Q 6.7210 J 840s 14 min 220V 额定功率 P 800 W ④