Вестник МГТУ. 2015, №4.

Карпов В. Н., Немцев И. А. Экспериментальное определение показателей… 722 где Q уд – теоретически обоснованная удельная энергоемкость, определяемая в общем случае физическими константами, нормативными или экспериментальными данными. Рис. 4. Общий вид ИИС Для рассматриваемого процесса нагрева удельная энергоемкость ( Q уд ) определяется согласно выражению: Q уд = c ⋅ m = 4,19 ⋅ 20 = 83,8 кДж/ ⋅ ° С, (3) где m – масса воды, кг; с – удельная теплоемкость воды, кДж/кг ⋅ °С. В расчетах принимаем с = 4,19 кДж/(кг ⋅ °С) 3 . Примем за базовые технологические условия начальную температуру воды Т н = 20 ⋅ °С и необходимую температуру нагрева Т к = 60 °С (∆ T = 40 °C), тогда согласно выражению (2) Q к = 3 352 кДж. Для определения относительной энергоемкости процесса Q э необходимы синхронные измерения и регистрация количества потребленной электрической энергии Q н и тепловой энергии Q к , находящейся в воде. Предельная эффективность процесса достигается, если (рис. 3, Теория) вся потребленная энергия Q н расходуется на достижение результата процесса ( Q н = Q к ; tan γ T = 45 ° ), тогда относительная энергоемкость по диаграмме определяется как отношение соответствующих отрезков во II квадранте: н э к tan 1. Q T Q Q Q = = γ = (4) Построение теоретического контура диаграммы заканчивается определением теоретического времени нагрева t т , которое рассчитывается по значению номинальной мощности водонагревателя Р ном : к ном . T Q t P = (5) В рассматриваемом примере t т = 2682 с. Таким образом после предварительного анализа были определены все теоретические параметры процесса ( Q к , R , t т ), включая показатель максимальной энергетической эффективности (табл. 1). Таблица 1 Данные для построения теоретического контура U ном , В Q к , кДж Потери ∆ Q , кДж Время t Т , с P ном , кВт α 1 э Q Q 220 3 352 – 2 682 1,25 51° 43' 1 3 Теплоемкости удельные твердых веществ, жидкостей и газов [Электронный ресурс]. URL: http://www.dpva.info/Guide/GuidePhysics/GuidePhysicsHeatAndTemperature.