¿Diseñando una caldera de agua?

Las calderas de agua a menudo tienen un alambre de resistencia en espiral aislado con cuentas de cerámica entrelazadas. La resistencia determina el poder del hervidor:

\ $ P = \ dfrac {V ^ 2} {R} \ $

Tenga en cuenta que esta resistencia es baja a temperatura ambiente, no puede medirla con un multímetro para calcular la potencia. Consulte la hoja de datos del cable para encontrar su resistencia a un voltaje determinado.

Todas las sustancias tienen un calor específico . El calor específico es la cantidad de calor por unidad de masa requerida para elevar la temperatura en un kelvin o ° C. Para agua que es 4.186 J / (g K), eso significa que necesita 4.2kJ para obtener 1 litro de agua 1 ° C más caliente. El agua del grifo aquí es más o menos constante durante todo el año a 15 ° C. Para que ese litro esté en ebullición, necesitaría 4.2kJ \ $ \ veces \ $ (100 ° C - 15 ° C) = 356kJ o 356kWs, eso es 0.1kWh. Entonces, un hervidor de 1kW hervirá ese litro en 0.1 hora o 6 minutos.

Si eso se ajusta a sus necesidades, puede incluir esto en la ecuación:

\ $ 1kW = \ dfrac {(120V) ^ 2} {R} \ $

entonces R es 14.4 \ $ \ Omega \ $.

Querrá agregar un termostato para evitar que el calentador se sobrecaliente en caso de que el hervidor hierva.

trivia
El calor específico del agua se utiliza para definir la caloría (unidad no SI). Una caloría es la cantidad de calor requerida para elevar la temperatura de 1 g de agua de 14.5 ° C a 15.5 ° C.

Esto le permite calcular la potencia que debe suministrar su caldera (de gas o eléctrica) para proporcionarle agua caliente del grifo. Para mí, eso es a 60 ° C, y con su capacidad puedo llenar un cubo de 10 litros en aproximadamente un minuto. Entonces P = 4.2J \ $ \ times \ $ 10 000g \ $ \ times \ $ 45 ° C / 60s = 31.5kW.