2. Водогрійне устаткування

Кип’ятильники та водонагрівачі призначені для приго-тування кип’ятку та отримання гарячої води на підприємствах харчування.

Розрізняють устаткування періодичної та безперервної дії.

До апаратів безперервної дії відносять устаткування, у якому отримання кип’ятку та його розбирання можуть виконуватися відразу після виходу апарата на стаціонарний режим роботи.

Найбільш широко використовуються кип’ятильники електричні безперервної дії. Промисловість випускає електричні кип’ятильники трьох типорозмірів – КНЭ-25, КНЭ-50, КНЭ-100,КНЭ-100МН.

Кип’ятильники будь-якого обігріву працюють за одним принципом. Вони розрізняються продуктивністю, габаритними розмірами.

Кип’ятильник має такі основні частини: постачальну коробку, водонагрівач з переливною трубкою та збирач кип’ятку. У збирача кип’ятку над переливною трубкою встановлено відбивач, який направляє краплини, що викидаються з переливної трубки у збирач. У нижній частині збирача знаходиться водорозбірний кран.

У постачальній коробці розташовано сигнальну трубку, верхній кінець якої знаходиться вище рівня води, а нижній приєднується до каналізації.

Робота кип’ятильника безперервної дії ґрунтується на тому, що рівень води в постачальній коробці та переливної трубки однаковий.

Вода з трубопроводу надходить трубою через поплавковий клапан у постачальну коробку. Поплавок забезпечує автоматичне відкриття клапану під час зниження рівня води в постачальній ко­робці. З останньої через постачальну трубку вода потрапляє в ниж­ню частину водонагрівача, тут вона нагрівається, піднімається вгору та доводиться до кипіння. Під час кипіння частина води пе­реходить у пару, яка захоплює з собою краплини киплячої води та перекидає їх через кромку переливної труби в збирач кип’ятку. Під час монтажу кип’ятильника рівень води в переливній трубці установлюється на 50...60 мм нижче краю переливної трубки, що гарантує перекидання в збирач кип’ятку тільки кип’яченої води.

До основних показників кип’ятильника безперервної дії, які характеризують його роботу, відносять наступні: продуктив-ність за годину, витрата енергоносія на приготування 1 кг кип’ятку, коефіцієнт корисної дії.

Робота кип’ятильника характеризується також тривалістю закипання води у кип’ятильнику (період нагрівання) та витратою енергоносія на нагрівання апарата.

За нормальну продуктивність кип’ятильника береться його продуктивність за сталого теплового режиму та температурного пе­репаду в 90 ⁰С.

Дійсна продуктивність – це кількість кип’ятку, яку отримано від апарата протягом одиниці часу за даних конкретних температурних умов.

Порядок виконання роботи

Вивчити принцип роботи автоматизованих електро-кип’ятильників КНЭ-25, КНЭ-50, КНЭ-100. Визначити де знаходиться поплавковий клапан. Потім знайдіть зливну (сигнальну), постачальну трубку, яка з’єднує постачальну коробку з водогрійним пристроєм, і трубку, яка підводить воду з водопровідної мережі.

Знайдіть електроди, які встановлено в постачальній коробці та в збирачі кип’ятку. Електрод, який установлено в поста­чальній коробці, контролює наявність води в ній, електрод, закріплений у верхній частині збирача кип’ятку, відключає ТЕНи за відсутності розбирання кип’ятку, а електрод, що встановлений у нижній частині збирача, включає ТЕНи після відбирання певної порції кип’ятку.

Докладно ознайомитися з експериментальною установкою, призначенням та правилами користування контрольно-вимірювальними приладами.

Установка для визначення технічних та експлуатаційних показників роботи кип’ятильників безперервної дії складається з кип’ятильника КНЭ-50, панелі з установленим амперметром, вольтметром, потенціометром, лічильником електроенергії.

Підготувати кип’ятильник до роботи. Відкрийте вентиль на водопроводі холодної води для заповнення постачальної коробки кип’ятильника та заміряйте за допомогою лінійки рівень води в переливній трубці. Злийте в дренаж залишки кип’яченої води зі збирача кип’ятку через розбірний кран.

Зважити порожню ємність на вагах і поставити її під відкритий кран.

Увімкнути кип’ятильник (з дозволу викладача). Помітьте час вмикання кип’ятильника та початкові показники вимірювальних приладів: силу струму І, напругу U.

Також необхідно заміряти температуру води під час входу в кип’ятильник за допомогою термометра.

Період нагрівання триває до першого викиду кип’ятку з переливної трубки. Під час цього з’являються перші краплини кип’ятку з відкритого розбірного крану. Помітити час появи з крану кип’ятку. Точно протягом хвилини відібрати ту кількість кип’ятку в ємність. Під час цього визначити температуру води, яка витікає з розбірного крану, вводячи термометр у струмінь. Потім зважити отриманий кип’яток.

Зробити розрахунки основних показників роботи кип’ятильника

Нормальна продуктивність визначається з виразу:

, (1)

де Д_д - дійсна продуктивність кип’ятильника, кг/год.;

t_к - температура кип’ятку, ⁰С;

t_н - температура холодної води, яка надходить у кип’ятильник, ⁰С.

Питома нормальна продуктивність кип’ятильника – це нор­мальна продуктивність, віднесена до 1кг маси кип’ятильника:

, кг/кг· год (2)

де М_к - загальна маса кип’ятильника, кг.

Витрати тепла на приготування 1 кг нормального кип’ятку визна­чається:

, (3)

де О_витр – кількість тепла, яку було витрачено на підігрів води в кип’ятильнику, кДж.

, (4)

де Р - потужність, електронагрівача, кВт.

τ - відповідний період роботи кип’ятильника, год.

Потужність визначається за формулою:

Р = І·U, Вт, (5)

де І - заміряна сила струму. А;

U - заміряна напруга, В.

Корисно витрачене тепло Q₁ - це тепло, яке йде на приготу­вання кип’ятку. Визначається з виразу:

, Дж (6)

де с – теплоємність води, Дж/кг · ⁰С.

ККД розраховується за формулою:

(7)