История первого электрического прибора для нагревания воды

Реферат

История первого электрического прибора для нагревания воды могла быть связана только с электрической компанией. Так оно и есть. Революционное открытие прибора, облегчившего быт человечества, принадлежит знаменитой немецкой компании AEG (Allgemeine Electricitats-Gesellschaft).

Это произошло в 1885 году.

Первый водонагреватель был устроен весьма примитивно: установленный в баке и подключенный к электросети ТЭН нагревал воду. Бак был большого размера и потреблял много электроэнергии. Он не был защищен от коррозии, т.к. отсутствовало защитное внутреннее покрытие и магниевый анод, который используется в современных приборах. А отсутствие теплоизоляции приводило к большим тепловым потерям. У истоков рождения первого газового водонагревателя стоял инженер и предприниматель из Ремшайда, что неподалеку от Кельна, Йоханн Вайлант.

1924 год вписал еще одну яркую страницу в историю водонагревателей. Это сделал доктор Теодор Штибель в своей маленькой скромной мастерской на заднем дворе на улице Рейхенбергер в Берлине. Вместе с несколькими помощниками он стал изготовлять… погружные кипятильники.

Кипятильник – это бытовой электрический прибор, предназначенный для приготовления большого количества кипятка или горячей воды в столовых, кафе, барах и ресторанах. Чаще всего кипятильники используются на предприятиях общепита в составе линий самообслуживания или как самостоятельное оборудование на кухне.

  1. Принцип действия.

Принцип действия кипятильников основан на законе сообщающихся сосудов. В соответствии с этим законом в сообщающихся сосудах заполненных жидкостью равной плотности уровни одинаковы, а в сосудах с жидкостями разной плотности устанавливаются уровни, обратно пропорциональные плотности. При работе кипятильника в питательной коробке находится холодная вода, а в кипятильном сосуде и переливной трубке пароводяная смесь, состоящая из кипящей воды и пузырьков пара. Образующаяся смесь имеет значительно меньшую плотность, чем холодная вода, вследствие чего ее уровень выше.

Начальный уровень воды в переливной трубе выбирается таким образом, чтобы ее перелив в сборник кипятка происходил только при интенсивном кипении воды в кипятильном сосуде, и в сборник поступала только стерильная, кипяченая вода.

Процесс приготовления кипятка в кипятильнике заключается в следующем: холодная вода из водопроводной сети по питательной трубе через клапан поступает в питательную коробку, а из нее по соединительной трубе — в кипятильный сосуд и далее в переливную трубу. Когда уровень воды в переливной трубе и питательной коробке достигает требуемой величины, поплавковый клапан закрывается и перекрывает поступление воды.

17 стр., 8029 слов

Проект ректификационной установки периодического действия для ...

... Целью данной работы является определение основных характеристик процесса и размеров тарельчатой ректификационной колонны периодического действия для разделения бинарной смеси метиловый спирт-вода. В данном курсовом проекте были ... жидкости, а также высоту жидкости на тарелке регулируют при помощи переливных трубок, которые расположены на диаметрально противоположных концах тарелки; поэтому жидкость ...

При правельной регулировке шарового клапана уровень воды в переливной трубе устанавливается на 60…80 мм ниже конца переливной трубы.

Когда нагревательные элементы включены, контактирующая с тэнами вода нагревается до кипения и под воздействием всплывающих пузырей пара поднимается вверх. В верхней части кипятильного сосуда и в переливной трубе собирается более горячая вода из-за ее меньшей плотности, а в нижней части — более холодная. В верхней части кипятильного сосуда вода быстро нагревается до кипения, так как в ней находится около трети теплоотдающей поверхности тэнов. Кипение воды сопровождается значительным выделением пузырьков пара, которые, будучи намного легче воды, устремляются вверх, не успевая сконденсироваться, поскольку температура воды близка к температуре пара. При этом плотность смеси становится намного меньше и ее уровень повышается, обеспечивая выброс насыщенного паром кипятка из переливной трубы в сборник. Кипяток изменяет направление движения ударяясь о крышку-отражатель. Пар, соприкасаясь с холодными стенками питательной коробки, конденсируется и стекает в сборник кипятка. Кипяток при движении соприкасается со стенками питательной коробки, охлаждается и поэтому его температура на выходе из разборного крана на 10—15 оС ниже температуры кипения.

После выброса порции кипятка из переливной трубы уровень жидкости понижается как в кипятильном сосуде, так и в питательной коробке. При этом поплавок опускается, и водопроводная вода заполняет питательную коробку до требуемого уровня. Через короткий промежуток времени (несколько секунд) вода, охлажденная при смешении с поступающей холодной водой, вновь закипает и происходит выброс следующей порции кипятка

Холодная вода из питательной коробки поступает в нижнюю часть кипятильного сосуда. Одновременно в верхней части кипятильного сосуда вода кипит. Образуется направленное движение, при котором холодная вода постепенно перемешивается с горячей, за счет ее поступления в зону восходящего потока, насыщенного пузырьками пара. Теплопроводность, воды очень мала, поэтому температура верхних слоев ее в кипятильном сосуде не понижается при поступлении в его нижнюю часть холодной воды. Из переливной трубы кипяток выбрасывается в сборник кипятка непрерывно, но в виде пульсирующей

КНЭ-25М, (КНЭ-50М), КНА-100М, а также твердотопливного кипятильника КНТ-200 аналогичны описанной конструкции кипятильников.

1. Принцип действия.

Принцип действия кипятильников основан на законе сообщающихся сосудов. В соответствии с этим законом в сообщающихся сосудах заполненных жидкостью равной плотности уровни одинаковы, а в сосудах с жидкостями разной плотности устанавливаются уровни, обратно пропорциональные плотности. При работе кипятильника в питательной коробке находится холодная вода, а в кипятильном сосуде и переливной трубке пароводяная смесь, состоящая из кипящей воды и пузырьков пара. Образующаяся смесь имеет значительно меньшую плотность, чем холодная вода, вследствие чего ее уровень выше.

13 стр., 6105 слов

Гигиеническое значение воздуха и воды

... во многом определяют образ жизни человека. Факторы внешней среды в гигиенической практике подразделяются: химические - элементы или соединения, входящие в состав воздуха, воды, почвы, пищи или являющиеся ... во, влажностью ф и барометрическим давлением Рб. Гигиеническое значение температуры воздуха определяется прежде всего ее влиянием на теплообмен организма, который является одним из видов ...

Начальный уровень воды в переливной трубе выбирается таким образом, чтобы ее перелив в сборник кипятка происходил только при интенсивном кипении воды в кипятильном сосуде, и в сборник поступала только стерильная, кипяченая вода.

Процесс приготовления кипятка в кипятильнике заключается в следующем: холодная вода из водопроводной сети по питательной трубе через клапан поступает в питательную коробку, а из нее по соединительной трубе — в кипятильный сосуд и далее в переливную трубу. Когда уровень воды в переливной трубе и питательной коробке достигает требуемой величины, поплавковый клапан закрывается и перекрывает поступление воды.

При правельной регулировке шарового клапана уровень воды в переливной трубе устанавливается на 60…80 мм ниже конца переливной трубы.

Когда нагревательные элементы включены, контактирующая с тэнами вода нагревается до кипения и под воздействием всплывающих пузырей пара поднимается вверх. В верхней части кипятильного сосуда и в переливной трубе собирается более горячая вода из-за ее меньшей плотности, а в нижней части — более холодная. В верхней части кипятильного сосуда вода быстро нагревается до кипения, так как в ней находится около трети теплоотдающей поверхности тэнов. Кипение воды сопровождается значительным выделением пузырьков пара, которые, будучи намного легче воды, устремляются вверх, не успевая сконденсироваться, поскольку температура воды близка к температуре пара. При этом плотность смеси становится намного меньше и ее уровень повышается, обеспечивая выброс насыщенного паром кипятка из переливной трубы в сборник. Кипяток изменяет направление движения ударяясь о крышку-отражатель. Пар, соприкасаясь с холодными стенками питательной коробки, конденсируется и стекает в сборник кипятка. Кипяток при движении соприкасается со стенками питательной коробки, охлаждается и поэтому его температура на выходе из разборного крана на 10—15 оС ниже температуры кипения.

После выброса порции кипятка из переливной трубы уровень жидкости понижается как в кипятильном сосуде, так и в питательной коробке. При этом поплавок опускается, и водопроводная вода заполняет питательную коробку до требуемого уровня. Через короткий промежуток времени (несколько секунд) вода, охлажденная при смешении с поступающей холодной водой, вновь закипает и происходит выброс следующей порции кипятка

Холодная вода из питательной коробки поступает в нижнюю часть кипятильного сосуда. Одновременно в верхней части кипятильного сосуда вода кипит. Образуется направленное движение, при котором холодная вода постепенно перемешивается с горячей, за счет ее поступления в зону восходящего потока, насыщенного пузырьками пара. Теплопроводность, воды очень мала, поэтому температура верхних слоев ее в кипятильном сосуде не понижается при поступлении в его нижнюю часть холодной воды. Из переливной трубы кипяток выбрасывается в сборник кипятка непрерывно, но в виде пульсирующей струи.

КНЭ-25М, (КНЭ-50М), КНА-100М, а также твердотопливного кипятильника КНТ-200 аналогичны описанной конструкции кипятильников.

2. Назначение и классификация водогрейного оборудования.

Большие потребности предприятий общетвенного питания в горячей воде и кипятке вызвали необходимость широкого внедрения различных видов водогрейного оборудования.

Водогрейное оборудование классифицируется исходя из следующих признаков:

  • вида получаемого конечного продукта (горячая вода, кипяток, вместе горячая вода и кипяток) – кипятильники и водонагреватели;
  • принципа действия – аппараты непрерывного действия и периодического действия;
  • вида знергоносителя – твердотопливные, газовые, электрические и паровые аппараты;
  • степени автоматизации – автоматизированные, полуавтоматизированные и неавтоматизированные, неавтоматизированные аппараты;
  • спецефических условий эксплуатации — судовое оборудование, оборудование для вагонов-ресторанов.

Водогрейное оборудование является одним из наиболее энергоемких видов тепловых аппаратов. Повышение эффективности его работы, снижение расходов топливо-энергетических ресурсов в большой степени зависят от конструктивных особенностей используемого оборудования, рациональных режимов работы на нем и правил эксплуатации.

Развитие общественного питания в нашей стране тесно связано с механизацией и автоматизацией производственных процессов.

2.1 Обзор кипятильников.

  1. Кипятильник КНЭ-50/100

Описание:

Кипятильник электрический КНЭ-50/100 непрерывного действия предназначен для приготовления кипятка на предприятиях общественного питания, в детских садах, общежитиях, котеджах, строительных вагончиках, банях.

Масса, кг-6,0.

Продолжительность нагрева до кипения не более 2 мин.

Рабочее давление в водопроводной сети — 0,05…0,6 Мпа.

Изготовлен из пищевой нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т.

  1. Кипятильник КНЭ-50/100Б (большой)

Электрокипятильник КНЭ-50/100Б предназначен для приготовления пищевого кипятка на предприятиях общепита, в детских садах, школах, медицинских учреждениях и т.д..

Электрокипятильник предназначен для эксплуатации в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями.

Электрокипятильник соответствует требованиям безопасности ГОСТ Р МЭК 335-1-94; ГОСТ 27510.52-95. Кипятильник электрический КНЭ-50/100 непрерывного действия предназначен для приготовления кипятка на предприятиях общественного питания, в детских садах, общежитиях, котеджах, строительных вагончиках, банях.

Масса, кг-6,0.

Продолжительность нагрева до кипения не более 2 мин.

Рабочее давление в водопроводной сети — 0,05…0,6 Мпа.

Изготовлен из пищевой нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т.

Имеет выносной влагозащищенный пульт автоматики, комплектуется кабелем и евроразъемом.

С января 2009 года в автоматике устанавливается двойная дополнительная защита , что в свою очередь во много раз увличит срок службы кипятильника.

Произ-во Россия.

  1. Кипятильник КЭНД-50
  • Кипятильник электрический КЭНД-50 непрерывного действия предназначен для приготовления кипятка на предприятиях общественного питания, в детских садах, общежитиях, котеджах, строительных вагончиках, банях.

    Масса, кг-22.

    Продолжительность нагрева до кипения не более 6 мин.

    Рабочее давление в водопроводной сети — 0,6 Мпа.

    КПД — 90 %. Произ-во Россия.

4. Кипятильник КНЭ-100М2

  • Кипятильник электрический КНЭ-100М2 непрерывного действия предназначен для приготовления кипятка на предприятиях общественного питания, в детских садах, общежитиях, котеджах, строительных вагончиках, банях.

    Масса, кг-27.

    Продолжительность нагрева до кипения не более 6 мин.

    Рабочее давление в водопроводной сети — 0,6 Мпа.

    КПД — 90 %. Произ-во Россия.

    1. Кипятильник непрерывного действия электрический КНЭ- 100МН

имеет корпус прямоугольной формы, который крепится к раме. В нем находится кипятильный сосуд и сборник кипятка. К корпусу крепятся панель управления и сливной кран.

Для управления работой кипятильника вместо электродной автоматики используется гидравлическое устройство, состоящее из вертикальной обоймы и прямоугольного бачка, сообщающихся со сборником кипятка и кипятильным сосудом ( в них размещены три шаровых поплавка с толкающими штангами), трех ртутных переключателей и соленоидного клапана. Устройство отключает ТЭНы при достяжении кипятком заданного верхнего уровня в сборнике, включает ТЭНы после слива кипятка на 2/3 объема, защищает их от сухого хода, включает световую сигнализацию, поддерживает заданный уровень воды в переливной трубе.