คุณจะทำน้ำเย็นอย่างรวดเร็วได้อย่างไร?

ฉันกำลังทำงานในโครงการที่ต้องใช้น้ำเย็น 1L (20C) (80C) อย่างรวดเร็ว (30 วินาที)

มีการออกแบบบางอย่างที่ฉันพิจารณาอยู่

1. ตลับทำความร้อน (คล้ายกับสิ่งที่คุณจะพบในเครื่องพิมพ์ 3D) - ฉันสามารถรับได้มากถึง 800W
2. Peltier - 10 peltierจะเพิ่มขึ้นไปประมาณ 700W แต่จะต้องใช้แหล่งจ่ายไฟที่สามารถจัดการ 60A ซึ่งจะหายากในราคาที่เหมาะสม
3. ลวด Nichrome - ความท้าทายของ Nicholas คือวิธีการถ่ายเทความร้อนสู่น้ำ ฉันกำลังคิดว่าจะได้รับ nichrome ที่เป็นฉนวนและเคาะมันรอบ ๆ ภาชนะโลหะที่จะอุ้มน้ำ
4. เป่าคบเพลิงหรือเปลวไฟอื่น ๆ - ถ้านี่เป็นวิธีที่ดีที่สุดฉันต้องการความช่วยเหลือในการคำนวณ 'กำลังไฟ'

ฉันไม่คิดว่าวิธีการเหล่านี้จะใช้ได้เพราะวัตต์ต่ำเกินไปในลักษณะใด ๆ ฉันรู้ว่าเครื่องทำน้ำอุ่นมักจะวัดเป็นกิโลวัตต์ แต่ใน 120V AC วงจรจะแตกที่ 3.6kW (เบรกเกอร์ 30A)

ดังนั้นคำถามของฉันคือวิธีที่ดีที่สุดในการทำความร้อนน้ำด้วยพารามิเตอร์ที่กำหนด (ไม่ จำกัด เฉพาะความคิดที่ฉันมี) คืออะไร?

ความร้อนเฉพาะของน้ำคือ 4.186 J / g ° C ดังนั้นความร้อน 1,000 กรัมน้ำ 60 ° C ต้องใช้พลังงานประมาณ 250 kJ นำไปใช้เป็นระยะเวลา 30 วินาทีซึ่งแสดงให้เห็นถึงพลังเกือบ 8.4 กิโลวัตต์ - โดยสมมติว่าไม่มีการสูญเสียพลังงานใด ๆ ในระหว่างทาง

วิธีหนึ่งก็คือการจัดเก็บความร้อนที่คุณต้องการสำหรับน้ำในอ่างเก็บความร้อนบางประเภท ตัวอย่างเช่นคุณอาจมีบล็อกโลหะขนาดใหญ่ (อลูมิเนียมราคาถูกและมีความร้อนสูงเฉพาะ 0.900 J / g ° C) ที่คุณเก็บไว้ที่ 80 ° C (หรือค่อนข้างสูงกว่า) โดยใช้เครื่องทำความร้อนและเทอร์โม ความสามารถในการระบายความร้อนทั้งหมดของอ่างเก็บน้ำจะต้องสูงกว่าน้ำประมาณ 10: 1 ดังนั้นคุณต้องใช้อะลูมิเนียมประมาณ 50 กิโลกรัม ผ่านน้ำผ่านช่องทางหรือเหนือพื้นผิวของอลูมิเนียมและมันจะร้อนขึ้นในเวลาอันสั้น

คุณสามารถใช้อ่างเก็บน้ำน้ำร้อน (ประมาณ 10 ลิตร) และผ่านน้ำที่คุณต้องการให้ความร้อนผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน (เช่นท่อขด) ที่จมอยู่ในอ่างเก็บน้ำ