История первого электрического прибора для нагревания воды

Введение.

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.

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     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.

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.

2. 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.

3. 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.
5. 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.