КПД электронагревательных приборов

КПД электронагревательных приборов

Группа: Участники форума
Сообщений: 1962
Регистрация: 27.1.2010
Из: г.Владимир
Пользователь №: 45233

Группа: Участники форума
Сообщений: 1186
Регистрация: 11.4.2011
Пользователь №: 103012

Группа: Участники форума
Сообщений: 1955
Регистрация: 8.7.2008
Из: Днепропетровск
Пользователь №: 20416

А варианта всего два — преимущественно конвекцией или преимущественно излучением. Во втором варианте возможен небольшой «навар» за счет снижения температуры воздуха в помещении (и как следствие снижении теплопотерь). Но «навар» небольшой.

Сообщение отредактировал lovial — 29.5.2014, 16:24

Группа: Участники форума
Сообщений: 5907
Регистрация: 12.10.2009
Из: Шантарск-Севастополь (пробегом)
Пользователь №: 39475

Электроэнергия преобразуется в тепловую практически полностью и одинаково в любых устройствах прямого нагрева. Но конечная цель ведь не само преобразование энергии, а поддержание требуемой температуры воздуха в помещении. И даже не только температуры, а комфортных ощущений человека. Вот здесь эффективность системы отопления с использованием электроэнергии может быть разной.

Вот эта эффективность может быть рассчитана по обычным методикам для любых теплоносителей. Лучистый обогрев, например, позволяет снизить температуру воздух градуса на три ниже нормы, а человек этого не заметит и будет ощущать себя комфортно. А если неправильно сконструировано воздушное отопление, то человек может ощущать полный дискомфорт.

Вот, например ПЛЭН эеономичны не потому, что у них «высокий кпд», как уверяют менеджеры, а потому что используются в лучистых системах. Кроме того любые электронагревательные устройства очень легко автоматизируются и это позволяет экономить энергию.

Группа: Участники форума
Сообщений: 3599
Регистрация: 6.9.2007
Пользователь №: 11117

К комфортным условиям следует отнести и отсутствие шума и ветра от работающих вентиляторов, отсутствие присутствия «горелого» воздуха в обогреваемом помещении.. Система обогрева должна быть максимально распределенной (теплые полы).

Группа: Участники форума
Сообщений: 1962
Регистрация: 27.1.2010
Из: г.Владимир
Пользователь №: 45233

Электроэнергия преобразуется в тепловую практически полностью и одинаково в любых устройствах прямого нагрева. Но конечная цель ведь не само преобразование энергии, а поддержание требуемой температуры воздуха в помещении. И даже не только температуры, а комфортных ощущений человека. Вот здесь эффективность системы отопления с использованием электроэнергии может быть разной.

Вот эта эффективность может быть рассчитана по обычным методикам для любых теплоносителей. Лучистый обогрев, например, позволяет снизить температуру воздух градуса на три ниже нормы, а человек этого не заметит и будет ощущать себя комфортно. А если неправильно сконструировано воздушное отопление, то человек может ощущать полный дискомфорт.

Вот, например ПЛЭН эеономичны не потому, что у них «высокий кпд», как уверяют менеджеры, а потому что используются в лучистых системах. Кроме того любые электронагревательные устройства очень легко автоматизируются и это позволяет экономить энергию.

Полностью с Вами согласен. Однако, отдельные моменты требуют уточнения.
1. Эффективность системы отопления с использованием электроэнергии связана с поддержанием температуры в помещении в условиях изменения теплопотерь и наличия других более динамичных источников тепла(тепло тела, бытовые теплоисточники и вентиляция).
Существующие приборы отопления имеют существенное различие в динамике изменения теплового потока при автоматическом управлении. Так например вентилятор со спиралью преобразует э/э в т/э значительно динамичнее, чем маслянный э/нагреватель и хотя оба устройства снабжены автоматикой, за счет счет высокой инеционности процесса преобразования э/э в т/э последнее устройство будет менее эффективно.
Известен ряд изобретений в которых указывается на относительно высокую энергоемкость нагревательных устройств и приводятся коэффициенты энергоэффективности патентуемых устройств, которые превышают 1(тепловая ячейка Канарева). Не хотелось бы обсуждать используемую автором методику измерения потребляемой энергии, поскольку она весьма сомнительна, но если рассматривать сам способ преобразования э/э в тепловую, то он дествительно отличается от существущих решений. Сравним работу обычной батареи с ТЭНом и тепл. ячейки Канарева.
В первом устройстве ток прохордя по спирали нагревает ее, полученный тепловой поток от спирали проходит через наполнительТЭНа, где частично его теряет и путем теплопроводности нагревает воду в батарее. Нагретый объем воды и через поверхность конвективно и частично тепловым излучением теплота передается в помещение.
В случае тепловой ячейки. Высокотемпературная плазма, а ее температура значительно выше температуры спитали в ТЭНе нагревает непосредственно воду. Т.о. отсутствуют теплопотери на передачу теплового потока путем теплопроводности и позволяет более эффективно и относительно динамично управлять наревом воды в батарее. Естественно, что недостатком обоих устройств является инерционность нагрева воды в батарее.
Открыв эту тему, мне хотелось бы узнать о существующих методиках определения энергоэффективности электронагревательных устройств именно с учетом их реального применения в системах отопления, т.е. поддержания комфортной температуры с учетом динамики изменения нагрузки и инерционности теплоисточника.
Возможно, что авторы некоторых статей подменяют понятие энергоэффективности понятием КПД, так это скорее всего именно в смысле полезности преобразования э/энергии в тепловую для практического поддержания необходимой температуры в помещении с относительно меньшим ее потреблением.

Сообщение отредактировал KGP1 — 16.6.2014, 12:15

Как повысить КПД электрического обогревателя

С приходом холодного сезона одним из наиболее ходовых товаров становятся обогреватели. Между отопительным сезоном и наступлением осенних холодов есть промежуток, в который необходимо отапливать помещения, чтобы не заболеть. Масляные радиаторы, тепловые вентиляторы и инфракрасные излучатели могут играть роль основных источников тепла при отсутствии подключения к централизованной системе. Это очень актуально для дачных домов, баз отдыха и просто частных домов. Иногда бывает выгодно использовать электрические приборы до запуска основного котла профильным специалистом или самостоятельно. Но мало кто знает, что необходимо уметь использовать обогреватели так, чтобы они рационально отдавали тепловые калории. Часто бестолковое расположение оказывается причиной жалоб на низкую эффективность. Догадаться самому до некоторых особенностей использования можно, но лучше прислушайтесь к рекомендациям экспертов от «ПрофЭлектро».

Что нужно делать, чтобы обогреватель работал правильно

Рассмотрим основные простейшие правила его эксплуатации:

  • Он должен поддерживать определенный уровень температуры постоянно. Если вы выключили прибор, а комната остыла, это не значит, что был произведён плохой нагрев. Просто недостаточно долго предметы в комнате прогревались, а потом произошло обыкновенное остывание. Лучше всего покупать модели с автоматической регуляцией и термостатом, чтобы не следить за его работой. Так вы можете спокойно спать, не думая о том, что вам холодно или жарко.
  • Наиболее выгодная установка – возле какой-то из больших стен комнаты посредине. Особенно, если изделие рассчитано на площадь вашего помещения, что должно быть указано в инструкции. Можно устанавливать ближе к кровати, чтобы согреваться, но тогда можно нагреть только определенную часть комнаты. Первым делом, приехав на дачу, сразу же устанавливайте обогреватель и подключайте его. Нет моделей, которые медленно прогревают, есть слишком малое время, отведённое для основной задачи.

  • Старайтесь устанавливать его возле стены с утеплением, чтобы не приходилось тратить полезные калории на прогрев ледяного бетона или кирпича. Можно даже оклеить стену небольшим кусочком фольги или поставить лист полимерного материала покрытого тонким слоем металла. Подобные листы водители подкладывают под лобовое стекло, чтобы салон не перегревался. Так вы сможете направлять отопление непосредственно в комнате.
  • Поставьте его на лист изоляционного материала, если полы сделаны из бетона с тонким покрытием или покраской. На паркете или ламинате нет необходимости делать это. Ваша первоочередная задача – прогреть воздух. Тогда вам будет не настолько холодно, можно будет быстро прийти в норму после морозной улицы.
  • Тепловые вентиляторы старайтесь установить немного над поверхностью пола. Чтобы создавать направленный обдув или циркуляцию. Так быстрее прогреется всё помещение. Можно направлять их на кривую поверхность с расстояния, чтобы слои намного быстрее смешивались между собой. Это позволит получить качественный обогрев уже в течение ближайших 10 минут.

Перед покупкой обязательно удостоверьтесь, что комнаты достаточно хорошо утеплены, а окна заделаны по периметру. Иначе вы можете греть бесконечно, но не получить нужного результата.

Где купить качественный обогреватель

Приобрести эти изделия вы всегда можете в нашем интернет-магазине «ПрофЭлектро». Мы специально подобрали модели, лучшие по соотношению стоимости и качества. Все они представлены известными мировыми и отечественными производителями. Во внимание при подборе ассортимента также принималась пожарная и электрическая безопасность. Несмотря на это, просим не оставлять электроприборы включенными без присмотра, а также соблюдать меры предосторожности. Никогда не накрывайте обогреватель тряпкой или мокрыми вещами. Отсутствие выхода тепла может привести к перегреву и воспламенению корпуса. Единственным исключением может быть направление теплового вентилятора или инфракрасного излучателя на вешалку с вещами. Каждый нагревательный прибор предварительно тестируется нашими специалистами, поэтому вы получите при доставке полностью работоспособную технику.

какой электрообогрев имеет самый высокий КПД?

В нынешней жизни поневоле задумываешься о том, что надо бы иметь резервные источники тепла с отличным от основного принципом работы. Самый простой- электрообогреватель. Прошу поделиться знаниями по современным обогревателям (УФО, конвекторы, теплый пол, масл. обогрев. и пр.). У кого какие плюсы, минусы. В первую очередь интересует конечно самый эффективный принцип в плане КПД. Думаю вопрос заинтересует не только меня.

Читайте также  Схема питания высоковольтных ламп дневного света от аккумуляторной батареи

эффективней всего рекуператор, но уж больно дорогой он
так что для дома самое то это масляный обогреватель

КПД у любого элекронагревателя 100 %, другое дело комфорт.
ИМХО самый комфортный это масляный радиатор с встроенным дополнительным тепловентилятором
Минус- габариты
Самый малоразмерный- обычный тпловентилятор, но он шумит

  • грамотный расчет и монтаж + «умный» терморегулятор. Лучше не придумаешь. УФО только для улицы.

Сан-Саныч написал :
самый комфортный это масляный радиатор

ну уж очень долго. Понятно, когда расчитываешь находиться в помещении довольно продолжительное время, а если нет?

Elden написал :
УФО только для улицы

Как раз если по КПД все нагреватели примерно одинаковы, то я склоняюсь к УФО, как более универсальному. При желании направь в пол и будет тот-же эффект теплого пола. Покидаешь помещение,- отключи и не нужен никакой таймер

юра Т написал :
эффективней всего рекуператор, но уж больно дорогой

Ознакомьте пожалуйста в общих чертах. Хто такой?

Электроконвектор NOBO Viking CF.Советую такие или их аналоги. Не плохой дизаин, КПД, надежность. А всё ,что с вентеляторами это дополнительный риск для дома, квартиры, дачи.

Рекуператор – устройство, выполняющее функцию энергосбережения. Тепло вытяжного воздуха передается холодному приточному.
бытовой кушает 40 ватт, но ценник у него.

» >
p.s. к этой компании никакого отношения не имею

Прекрасно живу на даче с конвекторами и термостатами Eberle, на противоположной стене комнаты. Но это только на 2м этаже. А на 1м — теплый пол трубами Rehau от эл.котла с недельным программатором.

свои пять коп.
Несколько моих знакомых отказались от центрального отопления в пользу электроконвекторов — но тут проблема с внутридомовыми стояками, некоторым пришлось от щитовой отдельный ввод делать.
Но довольны — сами себе режиссёры, можна и таймера с термоконтролем установить. Допзатраты на электроэнергию но значительно меньше чем платить теплоенерго. Но сейчас это узаконить у нас ох как не просто.
UFO — ИМХО не советую, морде тепло, ногам холодно — понты одним словом.

аматор1 написал :
UFO — ИМХО не советую, морде тепло, ногам холодно — понты одним словом.

но ведь тепло никуда по идее не девается. Нагрело скажем ковер или диван, который в свою очередь начинает отдавать тепло в окружающую среду?
Кто успел попользоваться этими УФО, так сказать, вживую?

Allen написал :
Кто успел попользоваться этими УФО, так сказать, вживую?

я только был в гостях, сидел как Альф из сериала под этой лампой Алладина (Турецьке чудо), так вот ощущения что просто сидишь под солнцем, НО почемуто всё предметы были скажем так не очень тёплые, пол холодный наверное ИК излучение они просто отражают и всё . Да и хозяева оной штуки от неё не в восторге (поверили рекламе с АниЛорачкой).

офигеть просто. раньше намотаешь нихромовою спираль на керамику — «koзел» получался, а сейчас «УФО». Привет Ющенке.

читаем между буков «фУФлО»

аматор1 написал :
Несколько моих знакомых отказались от центрального отопления в пользу электроконвекторов

Мои знакомые, не очень близкие, отказались от центрального отопления в пользу электрокотла. Говорят выгодно, только вода в систему требует тщательной подготовки.
Значит УФО не рулит, остаётся старый добрый масляный обогреватель? Далеко прогресс ушел.

юра Т , вентустановка «Сфера» по вашей ссылке не является рекуператором.
И никакого отношения к сохранению тепла не имеет.

Глупости.
Вообще непонятно,зачем создали новую тему,хотя на форуме есть с точно таким же названием.

Любой обогреватель имеет КПД 100% .
Под эффективностью обогрева подразумевается в первую очередь радиациоонный КПД (доля тепла отдаваемой излучением ) и быстрота прогрева.

В порядке уменьшения эффективности обогрева все обогреватели делятся так.

  1. Открытые спирали с параболическим отражателем
  2. Кварцевые излучатели
  3. спирали с цилиндрическим отражателем

Высокотемпературные ТЭНы (электропечи ПЭТ )

  • Низкотемпературные ТЭНы (стандартные конвекторы)
  • Тепловентиляторы и тепловые пушки—всегда имеют КПД ниже чем конвекторы,т.к затрачивается мощность на привод вентилятора.
  • Данная группа имеет самую низкую эффективность. Существует только потому, что предназначена для помещений с повышенной требониям к санитарно-гигиеническим условиям (отсутствие подгорания пыли )
    Лично мне проблема пыли непонятна.
    У меня электропечи ПЭТ-2А. Запаха нет.

    тему создал потому как ничего похожего не нашел. Буду признателен, если дадите ссылку на

    azus6 написал :
    на форуме есть с точно таким же названием

    повторюсь- а как же кондеи?

    Кондиционеры официально не относятся к обогревателям —т.к не имеют нагревательных
    элементов .
    Хотя в некоторые все-таки ставят—защита от обледенения+позволяет использовать при температуре ниже минус 5 градусов.

    Что касается самого принципа теплового насоса, то для частного дома гораздо выгоднее извлекать тепло не из воздуха (как в городе) а из грунта или (в идеале ) из воды. Т.к это дело всегда имеет температуру выше О, то ограничение минус 5 градусов отсутствует и доп . электроподогреватели не нужны—резко повышается экономичность.

    в режиме обогрева отдаёт тепловой энергии больше, чем потребляет из электросети, то есть имеет «кпд» БОЛЕЕ 100%, это отличное решение при положительных забортных т-рах.

    Конечно же закон сохранения энергии всё равно выполняется, просто дополнительная энергия забирается у наружного воздуха.

    Arr написал :
    отдаёт тепловой энергии больше, чем потребляет из электросети, то есть имеет «кпд» БОЛЕЕ 100%

    Каким образом?
    Принцип теплового насоса?

    У нас валяются 2 здоровенных холодильных агрегата от разломанного промышленного холодильника.
    Движки трехфазные и совершенно исправные, компрессоры тоже. Нету только латунных трубок (цветмет все-же)
    смонтированы на одной станине —компрессор , мотор , радиатор и вентилятор обдува радиатора.
    +блок ПРА
    Рядом валяется испаритель (в просторечии «морозилка» )размером чуть ли не в человеческий рост (из нержавейки)
    Теоретически, если закопать испаритель в грунт на глубину 1 метр , восстановить всю систему (нужен сварочный аппарат) —-вот вам и готовое решение для отопления целого дома.

    И экономите энергию.

    Allen написал :
    Принцип теплового насоса?

    Да, конечно, кондиционеры и холодильники по сути являются тепловыми насосами.

    azus6 написал :
    вот вам и готовое решение для отопления целого дома.

    Эх, если бы всё было так просто.

    azus6 написал :
    Теоретически, если закопать испаритель в грунт на глубину 1 метр

    практически наверное даже такого испарителя для

    azus6 написал :
    для отопления целого дома

    будет маловато.

    Все-таки неужто нет форумчан,- владельцев УФО.
    Высказали бы своё веское, хозяйское мнение.

    Конечно, все не так просто.
    Мощность каждого агрегата—550 ватт.

    У на 2 агрегата, примем условный «КПД» теплового насоса за 400% , получим выход 4500 ватт тепловой мощности..
    При потребляемой 1100 ватт (с учетом компенсации реактива,естественно)
    Не очень много. Но для стандартного сельского дома (не коттеджа ) площадью не более 60 м2 —хватит.

    Проблема в другом—допустим ,собрали мы контур, заварили , чем заправлять? Нечем. Плохо.

    Ваше УФО недалеко ушло от рефлекторов.

    У меня на кухне рефлектор 800 ватт. Доволен. Минусы у ИК-излучателей только один —неравномерность распределения тепла в помещении.

    Если подвесить к потолку-то голову будет печь ,очень сильно (особенно если волосы темные) ,также на теле ощущение жара.
    А участок пола под столом например—будет очень холодный, т.к излучение туда не доходит.
    Кроме того,по нормам в помещении с ИК-обогревателями не должно быть легковоспламеняющихся предметов (бумаги, стружки, шерсти ) . Также сомнительно устройство такого обогрева в помещении с деревянными поламистенами.

    ИК-обогреватели применяют в помещениях очень большого объема , с бетонными полами —переходы ,трамвайные и троллейбусные депо и т.д.

    Сан-Саныч написал :
    КПД у любого элекронагревателя 100 %, другое дело комфорт.

    Если не учитывать потерь на туннельный эффект, которые тем выше, чем меньше удельное сопротивление нагревательного элемента. Лучше более массивный и длинный низкотемпературный ТЭН, чем высокотемпературный ТЭН той-же мощности. Лучше более длинная спираль с более низкой температурой поверхности (и сложенная в несколько раз, чтобы тепло давала в том направлении, куда рефлектор направлен), чем короткая, но светящаяся ярко.

    azus6 написал :
    Что касается самого принципа теплового насоса, то для частного дома гораздо выгоднее извлекать тепло не из воздуха (как в городе) а из грунта или (в идеале ) из воды. Т.к это дело всегда имеет температуру выше О, то ограничение минус 5 градусов отсутствует и доп . электроподогреватели не нужны—резко повышается экономичность.

    Вот здесь я согласен на 100%. Добавлю: сверлите две-три скважины на участке, определяете направление подземного течения, качаете оттуда воду (частично для теплового насоса, частично для хозяйственно-бытовых нужд). Отработанную воду после теплового насоса можно использовать для тех-же хозяйственно бытовых нужд, излишек сливаем во вторую скважину (зимой), и при отсутствии необходимости полива летом.
    Плюсы:

    1. не меняем состав и не загрязняем водоносные слои, экономно используем воду.
    2. Дешёвое тепло зимой, халявная прохлада и дешёвый холод летом.
    3. Отработанной после кондиционера водой поливаем огород (если холодная ещё она, то заливаем её в бочку обогреваемую солнцем, а излишек обратно под землю).

    Arr написал :
    в режиме обогрева отдаёт тепловой энергии больше, чем потребляет из электросети, то есть имеет «кпд» БОЛЕЕ 100%, это отличное решение при положительных забортных т-рах.

    Определение КПД разных обогревателей

    Известно, что коэффициент полезного действия (КПД) не может быть больше единицы (или 100%). Этот показатель определяют отношением энергии, затраченной на выполнение работы, к энергии, поступившей за это же время. Поэтому затратить больше энергии, чем поступило, нельзя. Однако сейчас из рекламы можно узнать, что, например, конденсационный газовый котел имеет КПД более 100%, а тепловой насос — 200%.

    Читайте также  Arduino и bluetooth

    Размер отапливаемой площади различными обогревателями.

    Котлы, работающие на разных видах топлива, по этому показателю существенно разнятся. Самым высоким КПД обладают аппараты, использующиеся для обогрева помещения электроэнергию. Однако это не означает, что именно такие обогреватели и следует устанавливать.

    Выбирая аппарат, учитывают его потребительские качества. В первую очередь это относится к такому показателю, как эксплуатационные расходы на обогрев.

    1. Котлы на органическом топливе
    2. Расчет расхода отдельных видов топлива
    3. Почему иногда получают КПД больше единицы?
    4. О бытовых обогревателях и их КПД

    Котлы на органическом топливе

    Аппараты, работающие на электроэнергии, имеют КПД, равный 100%.

    Для использующих органическое топливо, то есть дрова или уголь, солярку (мазут) или газ, производители гарантируют такие коэффициенты:

    • обычный котел на газе — ηг=90%;
    • конденсационный газовый котел — ηгк=96%;
    • на дизельном топливе — ηдт=85%;
    • на твердом топливе (на дровах) ηдр=70%; пиролизный котел обладает высшим коэффициентом, равным ηдр пир=90%.

    Таблица сравнения традиционных электрических нагревателей.

    Для приобретения обогревателя необходимо рассчитать мощность, необходимую для обогрева дома. Мощность котла должна возместить потери тепла, уходящего из внутренних помещений. Точный расчет этих потерь достаточно сложен, и без специалиста не обойтись. Однако для примерного расчета можно воспользоваться данными, полученными практически.

    Так, в европейских странах, где уже давно ведут строительство с утеплением стен, перекрытий и чердаков, практикой установлено, что для компенсации потерь достаточно на 1 м 2 площади помещения 100 Вт мощности обогревателя.

    Для сравнения котлов по стоимости топлива удобно воспользоваться практически установленной часовой потерей тепла на 1 м 3 объема дома. Обозначим его как γ (кВт·ч). Теперь можно определить количество топлива, S, которое необходимо сжечь в течение часа. Это можно выполнить по формуле:

    где V — объем здания;
    w — удельная теплоемкость сгорания, кВт·ч.

    Удельная теплота сгорания отдельных видов топлива составляет:

    • 1 м 3 природного газа 34 МДж или 9,45 кВт·ч;
    • 1 кг дизельного топлива 42 МДж или 11,7 кВт·ч;
    • 1 л дизельного топлива 33,6 МДж или 9,33 кВт·ч;
    • 1 кг сухих дров 10 МДж или 2,78 кВт·ч; у пиролизного котла удельная теплота сгорания дров выше и равна 4 кВт·ч.

    Расчет расхода отдельных видов топлива

    Рассчитаем требуемое количество топлива для здания площадью 250 м 2 , с высотой потолков 3 м, то есть V=750 м 3 .

    Для России отопительный сезон реально длится не менее 250 дней. За это время газовые котлы и котлы на жидком топливе работают примерно 6 часов в сутки, то есть всего 250×6=1500 ч.
    Для этих котлов воспользуемся формулой (1), считаем, что γ=0,02 кВт·ч/м 3 .

    Часовой расход равен:

    Sг=(750·0,02/(9,45×0,9)=1,764 м 3 , что за 1500 часов работы составит 2645 м 3 .

    Для газового конденсационного котла объем потребленного газа составит 2480 м 3 .

    • котел на дизельном топливе;

    Часовой расход равен:

    Sдт кг=(750·0,02/(11,7×0,85)=1,51 кг, что за 1500 часов работы составит 2262 кг.

    Расход дизельного топлива в литрах будет равен:

    Sдт л=(750·0,02/(9,33×0,85)=1,89 л, что за 1500 часов работы составит 2837 л.

    Для котлов на твердом топливе такой режим работы не подходит. Эти котлы работают непрерывно, только для пиролизных котлов необходимо учитывать перерывы на закладку новой порции дров.

    • обычный котел на дровах;

    Работая непрерывно в течение всего отопительного сезона, то есть время работы (в часах) за отопительный сезон составит 250×24=6000 ч. По формуле (1) имеем:

    Sдр=(750·0,02/(2,78×0,7)=7,7 кг, что за 6000 ч работы составит 46.2 т.

    Рисунок 1. Процесс горения в обычном и конденсационном котле.

    • пиролизный котел на дровах.

    Обычный пиролизный котел имеет камеру сгорания, объем которой равен 0,1 м 3 . Требуемый часовой расход дров составит:

    Чтобы определить расход за отопительный сезон, необходимо рассчитать время работы котла на одной закладке дров. В камеру объемом в 0,1 м 3 войдет примерно 20 кг дров. То есть одной загрузки достаточно на 5 ч работы. Если время на загрузку равно 30 мин, то в течение суток необходимо выполнить 4 загрузки по 20 кг каждая, всего 80 кг в сутки. За отопительный сезон это составит 20 т. То есть пиролизный котел более чем в два раза эффективнее обычного.

    Теперь, зная стоимость каждого вида топлива, легко сориентироваться, каким топливом выгодно пользоваться в районе проживания.

    Почему иногда получают КПД больше единицы?

    Как получают этот коэффициент больше единицы (более 100%), можно показать на примере конденсационного газового аппарата.

    Для определения КПД газовых котлов необходимо знать общее количество теплоты, полученной от сгорания газа. В нее войдет и тепло, уходящее в дымоход с продуктами сгорания. Вместе с дымом в обычных котлах уходит и скрытое тепло водяных паров. Эта ситуация представлена в левой части изображения 1.

    Рисунок 2. Схема масляного обогревателя.

    Рассчитывая КПД этих котлов, ориентируются на низшую теплоту сгорания, то есть не учитывают примерно 10% скрытой теплоты, уходящей вместе с водяными парами.

    На изображении 1 справа показано, как происходит использование скрытой теплоты. Для такого котла КПД следовало бы рассчитывать по высшей теплоте сгорания, только за вычетом потерь через стену теплообменника (3%) и дымоход (1%). Тогда этот показатель был бы равен 96%.

    Однако, сравнивая обычный и конденсационный котлы, КПД последнего продолжают рассчитывать по низшей теплоте сгорания, и в результате его значение получается больше 100%.

    Рекламируя, следовало бы обратить внимание на потенциально возможную экономию за счет уменьшения расхода газа в конденсационном котле и объяснить покупателю, как быстро окупится разница в стоимости котлов и начнется экономия средств.

    О бытовых обогревателях и их КПД

    Обогреватели, применяемые для обогрева отдельной комнаты, используют электроэнергию. Поэтому все тепло, которое выделилось, поступает в помещение, то есть КПД этих приборов практически равно 100%. Эффективность же использования тепла зависит не от источника энергии, а от качества самого помещения, точнее насколько долго оно способно сохранять поступившее тепло.

    Рисунок 3. Принцип работы тепловентилятора.

    Некоторые из обогревателей для ускорения распространения тепла по комнате, имеют вентиляторы. Если энергию, затрачиваемую на вентилятор, вычесть из общей энергии, потребляемой прибором, то остальная часть уйдет на тепло. И в этом случае можно считать, что КПД прибора как обогревателя меньше 100%. Однако это несправедливо по отношению к прибору. Ведь он, помимо генерации тепла, еще позаботился и о его быстрейшем распространении по помещению.

    Что касается коэффициента полезного использования поступившего в помещение тепла, то можно рассуждать о КПД каждого помещения. Поскольку абсолютно изолированных жилых помещения не существует, то каждое из них имеет свои особенности и свой коэффициент.

    Весьма распространенным обогревателем является масляный радиатор, один из которых показан на изображении 2. Для небольших помещений обогрев с помощью масляного радиатора — это наиболее подходящий вариант.

    Большую скорость распространения тепла по помещению создают тепловентиляторы. В них специально объединены нагревательный элемент (в виде спирали или пластин) и вентилятор, прогоняющий воздух через этот элемент. На изображении 3 показан один из вариантов исполнения этого обогревателя.

    Инфракрасные обогреватели нагревают не воздух, а предметы, находящиеся в помещении, которые затем отдают тепло в окружающую среду.

    Эффективнее всех генерируют тепло карбоновые обогреватели.

    Итак, коэффициент полезного действия не определяющий критерий выбора обогревателя. Все определяется доступностью конкретного вида топлива и его стоимостью.

    Накопительные электроводонагреватели. Особенности национальной экономии.

    Тема использования накопительных электроводонагревателей интересует наших читателей. В последнее время мы получаем письма с вопросами об экономии. Просят подсказать наиболее экономичный режим работы, спрашивают, какое количество электричества пожирает ненасытный монстр в сутки, за месяц, за год в ждущем режиме, как справиться с этим ужасом и т.д. На самом деле ничего страшного в этом нет, потребление вполне умеренное, однако, некоторые особенности экономии все-таки есть.

    Рассмотрим работу накопительного электроводонагревателя с точки зрения физики. На первом этапе электроэнергия преобразуется в тепло, здесь КПД зависит, в основном, от материала нагревательного элемента (от потерь электроэнергии в нем и от теплопроводности). На втором этапе тепло передается от элемента к воде (КПД зависит от площади соприкосновения элемента с водой). На каждом этапе теряется некоторая часть энергии. В зависимости от типа прибора, КПД находится в пределах 0,9-1,0. Величина КПД бойлера близка к аналогичному показателю вечного двигателя, т.е. к 1, но, к сожалению, потери все-таки есть.

    Читайте также  Как рассчитать сопротивление в катушке трансформатора?

    Именно поэтому легче сохранить тепло, чем нагреть новую порцию холодной воды. Этим накопительные системы и сильны. Чем эффективнее теплоизоляционные свойства материала, отделяющего внутренний бак от окружающей среды, и толще его слой, тем экономичнее водонагреватель. Современные бойлеры гарантируют снижение температуры воды не более 0,25- 0,5 градуса в час и расход электроэнергии менее 1 кВт*ч в сутки в дежурном режиме. То есть в переводе на деньги — 57 копеек за сутки (17р10к за месяц), а при наличии электроплиты еще меньше. Так что искать наиболее экономичный режим при таких расценках несерьезно, так как он всегда связан с неудобствами в эксплуатации либо со значительным удорожанием водогрея.

    Бойлеры высокого класса поддерживают различные режимы экономии. Например, оборудование фирмы STIBEL ELTRON (серии: SNZ, HFA, SHW, SHO) обеспечивает функцию автоматического нагрева по льготному тарифу. Подогрев содержимого накопительного резервуара происходит при включенной основной ступени нагрева во время действия льготного тарифа (ночное время). В течение дня подогрев не производится. В случае необходимости путем нажатия на соответствующую кнопку можно произвести включение водонагревателя в режиме быстрого подогрева. В более простых моделях Electrolux серии SL существует режим половинной мощности, при котором поддерживается пониженная температура 55С. Для этого в бойлере устанавливается два нагревательных элемента по 0,8 или 0,9 кВт, нажав клавишу на лицевой панели ЭВН, Вы можете включить режим экономии. Данные модели водонагревателей довольно дорого стоят. С техническими особенностями и ценами на бойлеры можно ознакомится в статье:»Обзор накопительных электроводонагревателей.»

    Особенностью национальной экономии как раз таки является не экономия электроэнергии, а продление жизни дорогостоящего бойлера. Причем чем дороже водогрей, тем ощутимее экономический эффект. Но есть и оборотная сторона медали — это увеличение объема на 30%, что, соответственно, ведет к увеличению размеров и небольшому росту стоимости ЭВН.

    Всем владельцам бойлеров мы предлагаем использовать такой режим, например, летом, когда часть семьи отдыхает на даче и полный объем бака не нужен.

    Многие фирмы пытаются увеличить полезный объем внутреннего бака. Дело в том, что при расходе горячей воды в бойлере более 80% мы начинаем испытывать дискомфорт из-за разницы температур смешиваемых слоев. Для устранения этого недостатка некоторые фирмы используют устройство в виде перевернутого блюдца, надетого на трубу подачи холодной воды непосредственно в баке, что позволяет производить комфортное, не вызывающее изменения температуры, подмешивание даже при 90-95% расходе.

    Какой объем действительно необходим?

    Среднее водопотребление по России составляет 280л в сутки. По мнению специалистов, это расточительство, и без всякого ущерба для соблюдения правил гигиены его можно сократить вдвое. Для полного удовлетворения потребностей в горячей воде в сутки достаточно 30-40 литров (5-10л для кухни, 15л для душа) на человека.

    Производительность водонагревателя можно рассчитать по формуле:
    Производительность (при температуре воды 40С)

    Емкость бака * 2 + Емкость бака /(время нагрева / 2).
    Причем первая часть формулы (Емкость бака * 2), получается при первоначальном расходе полностью нагретого бака до номинальной температуры, а вторая (Емкость бака /(время нагрева / 2)) успевает нагреться при умеренном расходе горячей воды. Формула примерная, так как производительность сильно зависит от скорости расхода воды и емкости бака.
    Пример расчета (емкость=80л, время нагрева=4ч).
    Производительность (при температуре воды 40 С)

    Исследовательская работа «Расчёт коэффициента полезного действия домашних электронагревательных приборов»

    Описание презентации по отдельным слайдам:

    Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №2 ж.-д. ст. Шентала муниципального района Шенталинский Самарской области Исследовательская работа «Расчёт коэффициента полезного действия домашних электронагревательных приборов» Выполнил ученик 9 класса Сидоров Артём Руководитель: учитель физики Фомин В.Н. ст. Шентала 2016

    1. Сравнить КПД домашних электронагревательных приборов 2. Проанализировать полученные данные. Цель исследования:

    Актуальность: Мы живем в XXI веке — веке инноваций и информационных технологий, развитие техники далеко ушло вперед. Люди до того привыкли к этим «диковинам», что перестали уделять внимание, пропуская мимо глаз, все то, что их окружает. Не многие знают, как работают электрические устройства, которыми они пользуются. В магазинах представлен большой ассортимент электронагревательных приборов, и я решил сравнить стоимость приборов с их качеством, именно поэтому я исследовал КПД электронагревательных приборов.

    Задачи: Рассмотреть тепловое действие тока. Изучить КПД электронагревательных приборов. Познакомиться с устройством электронагревательных приборов. Провести практическую часть и проанализировать полученный результат.

    Методы исследования: Анализ источников информации, Проведение эксперимента, Составление таблиц и диаграмм

    Тепловое действие тока. Количество выделенного тепла Q равно произведению квадрата силы тока I2, сопротивления проводника R и времени t прохождения тока через проводник: Q = I2 Rt Если в этой формуле силу тока брать в амперах, сопротивление в Омах, а время в секундах, то получим количество выделенного тепла в джоулях. Количество выделенного тепла равно количеству электрической энергии, полученной данным проводником при прохождении по нему тока

    Мощность. При наличии тока в проводнике совершается работа против сил сопротивления. Эта работа выделяется в виде тепла. Мощностью тепловых потерь называется величина, равная количеству выделившегося тепла в единицу времени. P=Q/t Согласно закону Джоуля — Ленца мощность тепловых потерь в проводнике пропорциональна силе протекающего тока и приложенному напряжению: P=I*U Мощность измеряется в ваттах

    Коэффициент полезного действия КПД — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии; определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; обозначается обычно h = Wпол/Wcyм. КПД является безразмерной величиной и часто измеряется в процентах. Математически определение КПД может быть записано в виде: n= A/Q где А— полезная работа, Q — затраченная работа В силу закона сохранения энергии КПД всегда меньше единицы или равен ей, то есть невозможно получить полезной работы больше, чем затрачено энергии

    Типы КПД Различают КПД отдельного элемента (ступени) машины или устройства и КПД, характеризующий всю цепь преобразований энергии в системе. КПД первого типа в соответствии с характером преобразования энергии может быть механическим, термическим и т. д. Ко второму типу относятся общий, экономический, технический и др. виды КПД. Общий КПД системы равен произведению частных кпд, или кпд ступеней

    Закон Джоуля— Ленца Закон Джоуля—Ленца — физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. Установлен в 1841 году Джеймсом Джоулем и независимо от него в 1842 году Эмилием Ленцом. В словесной формулировке звучит следующим образом: «мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании электрического тока, пропорциональна произведению плотности электрического тока на величину электрического поля». Математически может быть представлен в следующей форме: W=S*E=o*E2 где w— мощность выделения тепла в единице объёма, S — плотность электрического тока, Е — напряжённость электрического поля, σ— проводимость среды.

    Практическое значение При передаче электроэнергии тепловое действие тока является нежелательным, поскольку ведёт к потерям энергии. Поскольку передаваемая мощность линейно зависит как от напряжения, так и от силы тока, а мощность нагрева зависит от силы тока квадратично, то выгодно повышать напряжение перед передачей электроэнергии, понижая в результате силу тока. Однако, повышение напряжения снижает электробезопасность линий электропередачи. Для применения высокого напряжения в цепи для сохранения прежней мощности на полезной нагрузке приходится увеличивать сопротивление нагрузки. Подводящие провода и нагрузка соединены последовательно. Сопротивление проводов (Rпр) можно считать постоянным. А вот сопротивление нагрузки ( Rc ) растёт при выборе более высокого напряжения в сети. Также растёт соотношение сопротивления нагрузки и сопротивления проводов. Q= Rпр* I^2 Q= Rс *I^2 Ток в сети для всех сопротивлений постоянен. Следовательно, выполняющиеся соотношения в каждом конкретном случае являются константами. Следовательно, мощность, выделяемая на проводах, обратно пропорциональна сопротивлению нагрузки, то есть уменьшается с ростом напряжения, откуда следует, что в каждом конкретном случае величина является константой, следовательно, тепло выделяемое на проводе обратно пропорционально квадрату напряжения на потребителе.

    Электронагревательные приборы Если сила тока одна и та же на всём протяжении электрической цепи, то в любом выбранном участке будет выделять тепла тем больше, чем выше сопротивление данного участка. За счёт сознательного увеличения сопротивления участка цепи можно добиться локализованного выделения тепла в этом участке. По этому принципу работают электронагревательные приборы. В них используется нагревательный элемент— проводник с высоким сопротивлением. Повышение сопротивления достигается (совместно или по отдельности) выбором сплава с высоким удельным сопротивлением (например, нихром, константан), увеличением длины проводника и уменьшением его поперечного сечения. Подводящие провода имеют обычное низкое сопротивление и поэтому их нагрев, как правило, незаметен .

    Устройство электрических чайников различных форм