Bilantul puterilor unei instalatii electrotermice si determinarea indicatorilor energetici ai unei instalatii electrotermice

Bilantul puterilor unei instalatii electrotermice si determinarea indicatorilor energetici ai unei instalatii electrotermice

Pe baza schemei electrice echivalente monofazate generale a unei instalatii electrotermice, data in figura 2. si cunoscand puterea utila, , necesara incalzirii unei incarcaturi de masa, , de la temperatura initiala la temperatura finala, , in timpul, , adica:

, (1)

rezulta bilantul puterilor care pune in evidenta pierderile de putere in elementele instalatiei si se determina puterea totala absorbita de aceasta de la reteaua de alimentare.

Fig.2. Schema electrica echivalenta monofazata a instalatiei

electrotermice.

În diagrama Sankey din figura 3. se evidentiaza puterile necesare pe elementele instalatiei electrotermice si pierderile de putere corespunzatoare.

Fig.3. Diagrama Sankey a bilantului general al puterilor unei

instalatii electrotermice.

Puterea utila a cuptoului mai poate fi exprimata si sub forma:

, (2)

unde : se numeste entalpie masica .

Puterea totala absorbita de o instalatie electrotermica este egala cu puterea utila la care se adauga suma pierderilor de putere pe elementele instalatiei, adica:

(3)

Puterea activa consumata de cuptorul electric propriu-zis este:

, (4)

in care : sau unde - adica rezistenta totala, e suma dintre rezistenta incarcaturii si rezistenta elementelor incalzitoare.

Puterea reactiva consumata de cuptor este:

, (5)

unde , este reactanta totala a incarcaturii formata din suma reactantelor incarcaturii si a elementelor incalzitoare.

Puterea reactiva totala a instalatiei electrotermice este:

, (6)

unde - puterea reactiva debitata de instalatia de compensare.

Puterea aparenta a cuptorului rezulta:

, (7)

iar puterea aparenta totala a instalatiei electrotermice este:

(8)

Randamentul cuptorului rezulta ca raport procentual al puterii utile la puterea consumata de cuptor:

(9)

Daca se evidentiaza pierderile de putere, avem:

(10)

Daca randamentul se exprima in functie de randamentul electric si randamentul termic, calculate cu:

sau (11)

si , (12)

unde - caldura utila ; - pierderile termice,

rezulta:  . (13)

Randamentul total al instalatiei electrotermice este:

(14)

sau, evidentiind pierderile avem:

(15)

Cunoscand randamentele sursei, , si retelei scurte, , randamentul total se mai poate scrie:

(16)

Factorul de putere al cuptorului electric se obtine ca raport intre puterea consumata de cuptor si puterea sa aparenta:

(17)

a)     Factorul de putere al instalatiei electrotermice se calculeaza raportand puterea totala la puterea aparenta totala:

(18)

b)     Consumul specific de energie electrica reprezinta, in general, raportul dintre energia necesara incalzirii incarcaturii si masa acesteia:

, (19)

iar daca se utilizeaza randamentul, consumul specific de energie se exprima prin: 

(20)

f) Consumul specific de energie electrica al instalatiei electrotermice este:

(21)

sau exprimat prin randamentul total si entalpia masica: . (22)