Принцип работы электрокотла для обогрева дома: Устройство и принцип действия электрокотла отопления дома

Устройство и принцип действия электрокотла отопления дома

Применение электричества для отопления является распространенным способом обогрева дома. Этот метод экологически безопасен (не воздействует на окружающую среду) и удобен.

Единственными факторами, ограничивающие распространение такого отопления, являются:

1. Тарифы на электроэнергию и их рост в перспективе.
2. Расходы потребителя на подвод и подключение к жилью электрической мощности, необходимой для обеспечения комфорта.

Когда пользователь определяется с топливом для котла, он бывает ограничен в выборе. Рядом с его домом отсутствуют сети природного газа и централизованного теплоснабжения, а рынка древесных или сельскохозяйственных отходов нет.

Источник фото:buildingwork.net

Тогда электрический котел становится единственной альтернативой и основным источником тепла. В бивалентных отопительных системах он становится резервным в комбинации с котлами на газе, твердом/жидком топливе или тепловыми насосами.

СодержаниеПоказать

Достоинства и недостатки электрических котлов

Разбираясь с положительными и отрицательными сторонами электрического котла отопления, нужно рассматривать их в зависимости от вида нагревательного элемента.

К плюсам индукционного нагрева относят:

1. Самая большая эффективность при нагреве (до 99,5 %) при небольших размерах агрегата.
2. Длительный срок службы (до 30 лет) и надежность устройств, единичная мощность которых до 60 кВт.
3. Теплоносителем может быть не только вода, но и незамерзающие жидкости или масло.
4. Безопасная эксплуатация и небольшие затраты на сервис.

Недостатков немного – высокая стоимость, сложности в обвязке трубами и подсоединении электропитания.
Преимуществами электрокотла с трубчатыми электронагревателями являются его относительно небольшая цена; он быстро нагревает воду, а обслуживание и подключение к отоплению максимально упрощены.

Минусов же гораздо больше:

1. Косвенный способ поднятия температуры жидкости уменьшает кпд до 97…98 %.
2. Нужна водоподготовка, т.к. в противном случае во время нагрева на корпусе нагревательного элемента появляется накипь, ухудшающая теплообмен и разносимая по разводке и радиаторам.
3. Не компактная конструкция.
4. Большая нагрузка на электросеть при эксплуатации и броски тока при включении.
5. Когда ТЭН работает, вольфрамовая проволока внутри него испаряется и выгорает, требуя замены всей детали.
6. Возможно разрушение корпуса нагревателя и появления опасности удара электричеством.
7. Агрегаты имеют упрощенную автоматику, требуя дополнительных вложений.

Достоинства электродного котла – он компактнее всех перечисленных выше агрегатов, при большей удельной мощности; отличается низким энергопотреблением, надежностью и простотой конструктивной схемы. Но его установка и подключения не простые.

Работает он только на максимуме мощности, поэтому управление ею идет в режиме «старт — стоп». Электроды подвержены эрозии, покрываются накипью и поэтому периодически заменяются. В качестве теплоносителя используется определенный состав воды. А изменение количества солей в ней влияет на теплоотдачу.

Устройство электрокотла

В самом общем случае устройство электрокотла выглядит так. Имеется стальная емкость с патрубками для подключения подающего и обратного трубопровода системы обогрева. В нее встроены разные по конструкции устройства для нагрева котловой воды – индукционные катушки, электроды или ТЭНы.

Источник фото: kit.byklimatkotlyelektricheskie

Они определяют стоимость котельного агрегата (в порядке убывания). В ряде случаев предусмотрены теплоизоляция частей оборудования, соприкасающихся с нагретой водой, встроенный циркуляционный насос для нее и другое. Обязательно есть элементы автоматики (отводчики воздуха, термисторы, манометры и т.д.), защит (от перегрева, утечки тока) и управления тепловой мощностью.

Принцип действия

Принцип работы электрического котла разных типов имеет главное сходство – он повышает температуру воды или другой жидкости. Различия в видах оборудования заключаются лишь в способе преобразования электроэнергии в теплоту.

Котел с ТЭНом

Для котельного оборудования с ТЭНами электрический ток проходит через проволоку с высоким сопротивлением (вольфрам), заставляя ее разогреваться.

Полученное тепло через засыпку из кварцевого песка и корпус нагревателя переходит к воде, движущейся внутри бака котла, далее попадая к радиаторам систем отопления либо к змеевику «теплого» пола.

Электродный котел

У электродных котлов все происходит немного иначе. К его цилиндрическому корпусу из стали подключают «нулевой» провод, внутрь по оси устанавливают металлический электрод с подсоединенной «фазой».

Внутри с помощью насоса заставляют двигаться недистиллированную воду из отопления, которая является проводником с определенным электрическим сопротивлением. Т.о. при пропускании через эту жидкость электричества она будет нагреваться. Степень роста температуры зависит лишь продолжительности воздействия электротока и его силы.

Индукционный

В индукционном котле нагрев воды идет из-за явления электромагнитной индукции. По катушке, обмотанной проводом, пропускают электричество. При этом одновременно внутрь нее помещается сердечник из металла. Вокруг катушки возникают т.н. вихревые токи, греющие массив сердечника, омываемый, в свою очередь, водой. Таким образом теплоту воспринимает теплоноситель.

Типы электрокот

Электрический котел для отопления частного дома

Выбор и особенности электрического котла

В процессе выбора электрокотла нужно руководствоваться тем, какая площадь нуждается в обогреве, поэтому мощность электрокотла выбирается в зависимости от площади обогреваемого помещения примерно 1 кВт на 10 м² хорошо утепленного дома с высотой потолка не более 3 м.

Наибольшей популярностью пользуются двухконтурные приборы мощностью 6-15 кВт, а среди бытовых напольных электрокотлов, большая часть которых применяется при строительстве коттеджей, наиболее популярными являются модели, чья мощность оставляет 20-30 кВт.

Принцип работы современных электрокотлов предельно прост: для нагрева теплоносителя, т.е. воды, используется принцип его ионизации.

Схема монтажа электроводонагревателя.

Суть такова, что энергия электрического тока напрямую передается молекулам теплоносителя, в результате чего его температура мгновенно возрастает. В свою очередь, отопительный прибор рассматриваемого типа весьма быстро достигает уровня своей номинальной мощности. При прекращении поступления воды по каким-либо причинам отопительный агрегат тоже сразу же прекращает работать. Благодаря этому вероятность взрыва, пожара или термического повреждения системы сводится к минимуму. Котлы рассматриваемого типа имеют разборную конструкцию, что дает возможность без особых проблем заменить старый электрод, который по каким-то причинам уже не работает, на новый.

Одним из наиболее эффективных способов снижения финансовых затрат на отопление при использовании электрокотла является принцип многотарифного учета электроэнергии. Вполне очевидным является тот факт, что потребность пользователей различных электроприборов в электроэнергии в течение суток постоянно меняется. Так, максимум потребления, когда работает множество различных приборов, приходится на периоды с 08:00 до 11:00 и с 20:00 до 22:00, полупиковые периоды — с 07:00 до 08:00 и с 11:00 до 20:00. Как раз на эти временные промежутки суток и приходится основная часть работы бытовых электроприборов и максимум промышленного потребления электрической энергии. Минимальное же потребление электроэнергии происходит ночью, т.е. с 23:00 до 06:00. Поэтому целесообразно использовать данную электроэнергию в бытовых целях, а конкретно — на отопление электрокотлом. Такой принцип распределения энергии дает возможность сэкономить до 30% в результате поддержания оптимальной температуры воздуха в помещении на протяжении суток.

Весьма эффективным и экономически оправданным является принцип комбинированного использования «ночного» тарифа при эксплуатации электродных котлов и прочих устройств.

Широко практикуется использование таких комбинированных отопительных систем, как: электрокотел и газовый котел, электрокотел и твердотопливный котел. Это дает пользователям возможность минимизировать затраты природного газа и обеспечить максимальное удобство эксплуатации твердотопливных котлов.

Монтаж изготовленного котла

Перед тем, как произвести установку котла, требуется выбрать для него максимально подходящее место. Оно должно позволять правильно и легко производить следующие манипуляции:

1. Разводка необходимых труб системы отопления.
2. Удобно осуществлять подключение.
3. Контролировать процесс работы.
4. Обслуживать и производить ремонтные работы при необходимости.

Для достижения подобной цели, необходимо предварительно составить подробную схему размещения радиатора и разводки всех труб, принадлежащих к системе отопления

Кроме того, очень важно подобрать оптимальный вариант для расположения изготовленного котла. Как правило, подобное оборудование имеет компактные размеры, потому их можно поставить на первом этаже жилого дома, многие производят установку в подвале

Специалисты рекомендуют ТЭНовые котлы крепить на стене посредством применения специальных дюбелей. Если речь идет об электродных котлах, их требуется устанавливать на трубах отопительной системы, также можно произвести их закрепление к стене посредством применения хомутов. Индукционные котлы по причине их большого веса рекомендуется монтировать на полу, строго в вертикальном положении.

Процесс подключения выполненного своими руками электрокотла производится строго к отдельному автомату, который расположен в электрическом щитке и к заземляющему контуру. Щиток должен быть рассчитан на самые высокие показатели мощности котла, а проверку качества заземляющего контура желательно доверить специалисту.

Произвести качественный электрокотел своими руками и сэкономить материальные средства достаточно просто. Все что требуется, просто подойти максимально ответственно к процессу его сборки

Качество проведенных работ очень важно, так как процесс работы котла основан на циркуляции воды, которая при наличии проблем может дать течь. Это автоматически приведет к серьезным тратам материальных средств

Ответственный подход к выполнению электрического котла приведет к тому, что работать он будет максимально долго и эффективно.

Изготовление электродного котла своими руками

Для сборки ионного котла своими руками необходимы: труба, электрод, металл каленный.

Если вы ознакомились с принципом работы ионных котлов, а также особенностями их эксплуатации, и по-прежнему желаете изготовить его своими руками, то вам понадобятся:

• сварочный аппарат и навыки работы с ним;
• стальная труба необходимых размеров;
• электрод или группа электродов;
• клеммы нулевого провода и заземления;
• изоляторы для клемм и электродов;
• муфта и металлический тройник
• желание и упорство в достижении конечной цели.

Перед началом сборки котла своими руками стоит обратить внимание на несколько важных моментов. Во-первых, котел должен быть обязательно заземлен

Во-вторых, нулевой провод из розетки подается исключительно на внешнюю трубу. И в-третьих, фаза должна подаваться исключительно на электрод.

Технология сборки котла своими руками довольно проста. Внутрь стальной трубы длиной около 250 мм и диаметром в пределах 50-100 мм вставляется с одной стороны посредством тройника электрод или блок электродов. Через тройник будет осуществляться вход или выход теплоносителя. Другая сторона трубы оснащается муфтой для подключения трубы отопления.

Между тройником и электродом размещается изолятор, который кроме того обеспечит герметичность котла. Изолятор выполняется из любого подходящего те

Расход электроэнергии и отзывы о электрокотлах для отопления частного дома

Рекомендации по выбору

Почему люди выбирают данные устройства? Очевидно, что все дело в преимуществах перед газовыми и дровяными аналогами.

Плюсы электрической системы отопления:

• Нет необходимости монтировать дымоход для отвода продуктов горения, подключать дополнительную вентиляцию. Соответственно ограничения по установке и согласованию с органами ЖКХ отсутствуют.
• Удобство управления и программирования режимов. Приборы для отопления позволяют задать требуемую температуру теплоносителя или воздуха на внешнем датчике.
• Возможность пользования дифференцированной тарифной сеткой. То есть днем стоимость электричества дороже, ночью, когда проходит пик потребления – дешевле на 40-60 %. Если в комплект к котлу приобрести термоаккумуляторы, то выйдет сэкономить, запасая тепло ночью и расходуя его днем.
• Безопасность. Риск вскипания системы и взрыва сведен к нулю.

Отопление дома электрическим котлом имеет следующие недостатки:

• Высокая стоимость электричества.
• Постоянные скачки напряжения выводят из строя автоматику. Как результат – скорое размораживание и повреждение всей конструкции отопления.

Перечислим основные параметры и технические характеристики котлов для систем отопления, от которых зависит выбор:

• Производитель. Лучше рассматривать продукцию известных марок. Концерны имеют обширную сеть сервис-центров, которые обеспечат скорый и качественный ремонт.
• Мощность. Прежде чем идти в магазин, не забудьте провести ее правильный расчет в соответствии с уровнем теплопотерь дома.
• КПД – не менее 95 %. Электроэнергия – самое дорогое топливо, поэтому производительность должна быть максимальной.
• Группа безопасности. Обязательны: ограничение температуры термоносителя (до +85 ºC), защита от перегрева, сухого хода, датчики давления и другие.
• Количество контуров. Одноконтурные котлы следует использовать строго по назначению, а для ГВС приобретать отдельные накопительные бойлеры или косвенного нагрева.
• Дополнительное оборудование. В обвязку котла большой мощности нужно включать теплоаккумулятор, стабилизатор, а если в районе часто отключают электричество, то и генераторы на дизельном или бензиновом топливе. Риск выхода из строя системы отопления сводится к нулю.

Перефразируя известных авторов, можно сказать, что электрические котлы – это не роскошь, а средство обогрева в условиях суровой российской зимы.

Видео инструкция по монтажу экономичного котла Галан

Неоспоримыми плюсами такого котла является быстрый нагрев. высокая пожаробезопасность, отсутствие разъемов. из-за которых часто бывает утечка. Котел при этом работает даже на низкой мощности, чего не могут котлы других видов. В отличие от обычных ТЭНовских нагревателей, на таких котлах не может откладываться накипи

И что очень важно, производительность такого котла со временем не уменьшается. А срок их эксплуатации достигает 25 лет и более

Организация отопления посредством газового котла считается наиболее экономичной и удобной. Однако для людей, живущих в районах, где не проложена центральная газовая магистраль, приходится искать другие варианты. В частности, твердотопливный или электрический котел, и все больше людей склоняются к последнему. Это обусловлено тем, что в первом случае необходимо закупать топливо, и уметь правильно топить, ведь при малом количестве дров или плохом угле это настоящая наука.

Единственным же недостатком электрического отопления является зависимость от энергоснабжения и повышенная мощность, обуславливающая и увеличенные затраты. Поэтому возникает вопрос, какой самый экономичный электрический котел отопления? К бытовой категории изделий относятся модели мощностью 3-60кВт, хотя в большинстве случаев ставить котлы больше 10кВт уже нецелесообразно ввиду возможной перегрузки сети. Думая, как выбрать самый экономичный электрический котел отопления, можно сказать, что мощности в 5кВт вполне достаточно для обогрева площади в 80 квадратов, т.е. для большой трехкомнатной квартиры или среднего дома.

У людей, имеющих возможность выбирать между несколькими способами организации отопления, невольно возникает вопрос, какой котел экономичнее — газовый или электрический? Можно однозначно сказать, оценивая нынешние цены на энергоресурсы, что газовое отопление окажется куда экономичнее. Если же рассматривается исключительно электрический вариант, то необходимо выделить несколько способов, позволяющих повысить его экономичность:

• приобрести современную более дорогую модель со встроенным терморегулятором, что позволяет не «перетапливать» помещение при улучшении погодных условий;

• обеспечить качественную теплоизоляцию дома, сделав внешнюю шубу, установив плотные герметики на окна и двери и т. п.;

• установить двухзонный счетчик, считающий потребляемое электричество ночью по тарифу в 5 раз меньше;

• организовать систему с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Что дает электродный котел

Сама идея электродного котла состоит в том. чтобы отказаться от применения ТЭНа. Если вы сейчас посмотрите на схему электродного котла, то увидите, что электрический ток проходит через теплоноситель от электрода, на который подается напряжение к корпусу котла, который также является проводником.

Конечно, любой грамотный электрик скажет, что там никакого движения в реальности нет

Но для нас это сейчас совершенно неважно

А важно то, что потери в данном случае минимизированы. И благодаря этому электродный котел имеет КПД до 97 процентов

Куда

Что лучше электрокотел или твердотопливный котел: особенности использования оборудования

Обеспечить эффективное отопление дома можно, если подобрать хорошую модель агрегата. При отсутствии газоснабжения перед владельцем встает вопрос, что лучше: электрокотел или твердотопливный котел. Перед покупкой аппарата нужно выяснить достоинства и недостатки обоих типов приборов для обогрева.

Особенности использования твердотопливных котлов

В основе отопления дома агрегатом, работающем на дровах, угле, торфе, лежит повышение температуры жидкости в магистрали за счет процесса сжигания энергоносителя. Вода, нагреваясь, двигается по трубам к теплообменникам в комнатах.

Разработаны приборы, в которых в качестве топлива используются пиллеты, представляющие собой небольшие гранулы, изготавливаемые из отходов деревообработки.

Разновидности оборудования

Существует несколько типов твердотопливных аппаратов для обогрева помещений.

Они различаются по:

• виду энергоносителя и способу его подачи;
• количеству контуров;
• уровню мощности и теплоотдачи;
• наличию варочной поверхности;
• габаритам.

Твердотопливное оборудование имеет только напольный вариант монтажа. Для снабжения жилого дома ГВС выбирают агрегаты, имеющие 2 контура. Если планируется использовать котел для приготовления пищи, то нужно покупать модель с варочной поверхностью.

Созданы для обогрева пиролизные и газогенераторные устройства. Для работы этих аппаратов используется твердое топливо, из которого выделяются горючие газы, поступающие в камеру для сжигания.

Такие котлы имеют следующие преимущества:

• удобство регулировки мощности прогрева;
• высокий КПД;
• практически полное сгорание энергоносителя.

Присутствие в устройстве нагнетательного вентилятора позволяет снизить требования к дымоходу.

Недостаток оборудования — необходимость использовать только сухое топливо. Это заставляет владельца дома обеспечить хранение энергоносителя в таком месте, где он не будет отсыревать.

Цена пиролизных и газогенераторных установок выше по сравнению с классическими моделями твердотопливных агрегатов. Приобретать оборудование имеет смысл, если нужно обогревать большие площади. Аппарат окупается за счет экономного использования энергоносителя.

Выбор материала изготовления

Твердотопливные агрегаты могут изготавливаться с применением разных теплообменников. Этот элемент конструкции производится из чугуна или стали.

Если планируется самостоятельное обслуживание прибора, то лучшим выбором будут котлы, в которых установлены чугунные змеевики. Такой материал менее требователен к условиям эксплуатации и не подвержен коррозии, но он имеет несколько недостатков.

Среди них:

• высокая цена;
• чувствительность к перепадам температур.

Чугунные котлы не особо прихотливы к чистке и незначительно снижают КПД при образовании нагара.

Аппараты, имеющие стальные змеевики, более устойчивы к температурным изменениям благодаря пластичности материала. Кроме того, масса теплообменника в таком котле меньше, что ускоряет прогрев жидкости.

Достоинства и недостатки

Преимущества эксплуатации оборудования:

• автономность — не зависит от наличия напряжения в электросети;
• отсутствие дополнительных энергозатрат;
• простота обслуживания;
• доступность топлива;
• безопасность.

Недостатки аппаратов:

1. Необходимость регулярной загрузки энергоносителя. В зависимости от размеров прибора это делают от 2 до 5 раз в сутки.
2. Для нормальной работы котла необходимо обустройство дымохода с хорошей тягой для разгорания и полного сжигания топлива.
3. Вода в системе должна быть постоянно теплой, это нужно для предотвращения образования нагара на элементах конструкции.
4. При загрузке энергоносителя возможен выброс дыма в комнату.
5. Необходимость регулярной чистки топочной зоны от накоплений золы и копоти.
6. При работе сложно обеспечить контроль тепловыделения.

Особенности использования электрического котла

Аппарат, функционирующий от бытовой сети, обогревает помещения за счет преобразования тока в тепловую энергию.

Оборудование применяется для отопления и организации автономного горячего водоснабжения в

Установка электрокотла, подключение электрокотла своими руками

Отопление с использованием электричества не слишком выгодно, зато дает массу преимуществ: комфортная эксплуатация, сравнительно невысокая цена оборудования, безопасность. Данная статья посвящена установке и подключению электрокотла в частном доме. Изучив наше подробное руководство, любой мастеровитый домовладелец без проблем выполнит монтаж электрического котла своими руками.

Если вы еще не выбрали электрический котел

Выбор отопителя, действующего совместно с водяной системой обогрева, выполняется по мощности и принципу работы (от последнего зависит стоимость оборудования). С функциональностью у электрокотлов проблем нет – любая модель комплектуется блоком автоматики. К нему при желании подключаются различные периферийные устройства – погодные датчики, комнатные либо накладные термостаты и модули GSM для управления с мобильного телефона или через интернет.

Важное замечание. Некоторые производители, например, «Галан», Protherm или «Эван» требуют в инструкции по эксплуатации, чтобы монтаж и подсоединение электрокотла к сети выполнял специально обученный персонал. Самостоятельное подключение повлечет отказ от гарантийных обязательств.

После окончания работ мастера делают пометку в техническом паспорте изделия

Перед выбором и покупкой обогревательного прибора уточните, сколько электрической мощности выделено вашему жилищу управляющей компанией. Может статься, ее не хватит для индивидуального электрообогрева. Момент второй: однофазная сеть напряжением 220 вольт способна питать котлы, потребляющие до 12 кВт/ч включительно. Более мощные водонагревательные аппараты подключаются к трехфазной электросети 380 В.

Определение тепловой мощности

Данный показатель рассчитывается по стандартной формуле: вычислите отапливаемую площадь загородного дома или дачи, затем умножьте квадратуру на 0.1 кВт. Получите потребность в тепловой энергии, которую должен перекрыть электрокотел.

Учтите ряд нюансов:

Пример. Небольшой домик 100 м² в среднем требует 100 х 0.1 = 10 кВт теплоты. Мощность электроотопительной установки – 10 х 1.2 (20%) = 12 кВт. Необходим нагрев воды на хозяйственные нужды – умножаем на коэффициент 1.5 и получаем 15 кВт.

Для получения более точных результатов предлагаем изучить методику расчета нагрузки на систему отопления

Какой тип нагревателя лучше

Дальше нужно выбрать водогрейный аппарат по принципу работы. Какие виды бытовых электрокотлов можно купить:

1. Традиционные, оснащенные трубчатыми электронагревателями (ТЭНами).
2. Электродные, где подсоленный теплоноситель прогревается за счет прохождения тока через воду.
3. Индукционные аппараты греют жидкость вихревыми токами Фуко, возникающими в металлическом сердечнике многовитковой катушки.

Электрическая мини-котельная с трубчатыми нагревателями (ТЭН), полностью укомплектованная оборудованием

Ценный совет. Не слушайте россказни продавцов, расхваливающих экономичность тех или иных электрокотлов. Они любят применять выражения «энергосберегающий», «вечный», «экономный» и так далее. Запомните: все типы обогревателей одинаково эффективно преобразуют электрическую энергию в тепловую с КПД 98—99%.

Первое место в рейтинге пользователей занимают ТЭНовые отопители. Единственное слабое место – сам нагревательный элемент – давно защищают керамикой, вдобавок его легко заменить. Современные модели теплогенераторов представляют собой настенные мини-котельные со встроенным расширительным баком и циркуляционным насосом. Есть более простые версии, включающие только нагреватели и блок автоматики.

Самый дешевый и надежный вариант – электродный котел со шкафом управления, изображенный на фото. Его недостатки:

• громкие звуки включения от срабатывания контактора или магнитного пускателя;
• постепенное вырождение солей в теплоносителе, снижающее эффективность нагрева, из-за чего воду в системе отопления придется подсаливать 1—2 раза в месяц;
• электроаппарат стабильно работает с радиаторами, но плохо совместим с теплыми полами, где надо поддерживать невысокую температуру теплоносителя 35—50 °С.

Индукционные электрокотлы для отопления частного дома довольно дороги, причем к надежности аппаратов есть вопросы. Известны случаи перегорания фазы внутри катушки, мощность теплогенератора падала на треть. Устранить поломку весьма проблематично.

Особенности и принцип работы электрокотлов разных типов

Электрический котел отопления для дома позволяет быстро нагревать воду и, благодаря этому, обеспечивать теплом любые помещения. Электрокотел отопления отличается высоким качеством, долговечностью и легкостью установки. Однако перед покупкой такого оборудования нужно знать ряд особенностей, в соответствии с которыми должен осуществляться выбор электрокотла, чтобы он был эффективным и экономным. Несмотря на достаточно высокую стоимость электроэнергии, при отсутствии подключения дома к газопроводу обогрев электрическим котлом является достаточно хорошим решением для отопления частного дома. Достаточно часто электрический котел выбирают для отопления дачного дома. Более того, электрические котлы покупают и городские жители, проживающие в многоквартирных домах, для отопления своих квартир. В данном случае электрокотел используется как дополнительный источник тепла в случае отключения центрального отопления.

Электрический котел может быть оснащен отдельным шкафом для автоматики.

Особенности и принцип работы электрокотла для отопления дома

При меньшем энергопотреблении, электродный котел нагревается быстрее.

Чтобы правильно сделать выбор электрического котла и понять, на самом ли деле отопление при помощи электроэнергии выгоднее применения других приборов для отопления, нужно проанализировать существующий показатель КПД такого оборудования. Именно с помощью этого критерия можно понять, насколько электроэнергия способна трансформироваться в тепловую энергию и как данный процесс происходит.

Все производители, предлагающие электрические котлы для отопления дома, а также магазины, продающие их, в большинстве случаев указывают на высокий КПД своего оборудования. Следует отметить, что практически все электрические котлы для отопления дома имеют примерно одинаковый КПД, который составляет 95-98%. Поэтому не нужно верить утверждениям о том, что какой-либо компании-производителю удалось создать самый экономичный электрический котел для отопления дома, использовав современные технологии и уникальные разработки. Это просто маркетинговый ход, с помощью которого производители пытаются заставить вас выбрать именно их продукцию.

Пока что ни у кого не получилось обмануть закон сохранения энергии. Электроэнергия, с помощью которой работают электрические котлы отопления для дома, превращается в тепловую. Важным преимуществом электрокотла отопления для дома является то, что для него не нужно устраивать котельную (отдельное помещение, как для газовых и твердотопливных котлов отопления).

Все электрокотлы для отопления дома можно разделить на 3 основных типа, исходя из метода нагрева теплоносителя: индукционные, электродные и ТЭНовые электрические котлы.

Все они имеют ряд характеристик, благодаря которым их можно легко отличить друг от друга и выбрать подходящий электрокотел для отопления именно вашего дома. К примеру, существуют настенные и напольные агрегаты, однофазные и трехфазные, одноконтурное и двухконтурное оборудование.

Электрические котлы достаточно часто используются для создания систем горячего водоснабжения.

Особенности ТЭНового электрокотла

ТЭНовый котел содержит всю пускорегулирующую аппаратуру и не занимает много места.

Данный электрокотел для отопления дома работает по принципу электрочайника. Разогрев воды осуществляется с помощью ТЭНов. Этот нагревательный элемент имеет свою отличительную особенность: нагревание теплоносителя осуществляется при помощи проточного режима. С его же помощью обеспечивается нормальная циркуляция воды в системе отопления дома.

Многие специалисты будут советовать вам выбрать именно такой электрокотел, так как он обладает множеством преимуществ. Прежде всего выбрать такое оборудование стоит из-за его великолепного дизайна, благодаря которому агрегат можно повесить на стену и он не будет занимать много места. ТЭНовый электрокотел достаточно просто монтировать, он имеет в своем арсенале пусковую и терморегулирующую арматуру, которая дает возможность поддерживать нужную вам температуру воды в желаемом режиме.

В зависимости от конструкции, на этом оборудовании используются сразу 2 типа датчиков. Один из них позволяет поддерживать в помещении изначально заданный температурный режим, на основании того, до какой температуры нагрет системный теплоноситель. А при помощи другого датчика вы сможете сами выбрать и установить желаемую температуру воздуха в комнате.

Если вы ищете недорогое, качественное и универсальное оборудование, отдайте свой выбор в пользу ТЭНового электрокотла. Вы сможете отключать и включать определенные ТЭНы, регулируя тем самым употребляемую мощность.

Конечно же, у такой системы есть и определенные недостатки. Самый главный — появление накипи на нагревательных элементах, что приводит к постепенному уменьшению тепловой отдачи и увеличению употребления электроэнергии.

Электродные котлы: основные особенности

Электродные котлы имеют модификации для однофазной или трехфазной сети.

Перед тем как отдать свой выбор в пользу электродного котла, обязательно изучите его особенности и принципиальные отличия от оборудования других типов. Главным отличием в данном случае является то, как нагревается теплоноситель. Функции элементов, разогревающих агрегат, выполняют электроды, которые передают силу электрической энергии тепловому носителю, нагревающемуся от своего же сопротивления в момент, когда по ней проходит электрический ток. При помощи этого метода можно расщепить молекулы воды на ионы, которые затем направляются в сторону соответствующих электродов.

Нельзя оставить без внимания и тот факт, что перемещение ионов никак не провоцирует образование накипи на электродах, так как полярность данных элементов корректируется исходя из частоты, характерной для этой сети.

Среди главных преимуществ, на основании которых можно отдать выбор в пользу такого оборудования, можно отметить такие качества, как компактность, безопасность, небольшая стоимость и постепенный выход на основную мощность.

Среди недостатков, ограничивающих выбор подобного оборудования, нужно отметить обязательную водоподготовку. Помимо этого, здесь нельзя использовать незамерзающие жидкости как теплоноситель. Помимо этого, нужно поддерживать нормальную циркуляцию жидкости. В случае ее снижения вода в котле начнет попросту кипеть, а в случае увеличения агрегат может не запуститься.

Особенности и принцип работы индукционных электрокотлов

Отсутствие нагревательного элемента только повышает КПД котла.

Эта разновидность электрокотлов для отопления дома использует для работы такой метод, как электромагнитная индукция. Внешне такие котлы похожи на трансформатор, помещенный в предварительно подготовленный металлический корпус. Катушка установлена в специальном герметичном помещении, благодаря которому исключается возможное взаимодействие с теплоносителем, циркулирующем в корпусе этого отопительного оборудования.

Вторичная обмотка осуществляется при помощи сердечника, который самостоятельно нагревается и в то же время нагревает теплоноситель, циркулирующий в этой системе. Несмотря на тот факт, что в индукционном котле отопления нет нагревательного элемента, КПД оборудования от этого только возрастает. Самыми лучшими подтверждениями эффективности работы данных агрегатов являются положительные отзывы покупателей, которые рекомендуют отдавать выбор в пользу именно этого оборудования.

Производители данных котлов предлагают вниманию своих покупателей индукционное оборудование, функционирующее благодаря промышленной частоте электротока и высокочастотному току, создающемуся при помощи специальных преобразователей. Именно по этой причине в данном случае становится невозможным значительно уменьшить размеры данного отопительного оборудования.

Внешний вид индукционного котла.

Индукционные котлы обладают рядом преимуществ, благодаря которым покупатели часто отдают выбор именно в их пользу. Так, данные агрегаты не нуждаются в установке нагревательных элементов, следовательно, исключаются связанные с ними поломки. У таких отопительных приборов нет разъемных соединений, что исключает появление протечек. Накипь, даже если и появляется, то в незначительных количествах. Такое оборудование может работать с использованием незамерзающей жидкости. Стоит отметить и тот факт, что данный агрегат полностью безопасен в таких вопросах, как электробезопасность. Среди недостатков подобного оборудования следует отметить крупные габариты и достаточно высокую стоимость.

Основные характеристики электрокотла

Перед тем как выбрать электрический котел, нужно изучить основные характеристики данного оборудования. В первую очередь необходимо сделать расчет мощности электрокотла для отопления дома, чтобы ее хватило на отопление во всех помещениях здания. Необходимая мощность оборудования рассчитывается по следующему принципу: считается, что на каждые 10 кв. м отапливаемой площади при высоте потолка в 2,5-3 м для поддержки комфортной температуры нужно не менее 1 кВт электроэнергии. Так что, исходя из площади вашего дома, можно рассчитать необходимую мощность электрического котла.

После подсчета мощности нужно определиться, хватит ли выделенной на дом мощности электрической энергии при эксплуатации выбранного вами оборудования, и обратить внимание на наличие заземления и состояние электропроводки. В случае соблюдения всех условий следующим важным этапом станет выбор комплектации оборудования.

Современные поставщики стараются обеспечить своего покупателя полным комплектом оборудования. Электрический котел поставляется вместе с насосом для циркуляции теплоносителя, расширительным баком, программатором. Каждый агрегат комплектуется устройствами защиты и кабелем для его подключения.

Покупатель, который решает выбрать такое оборудование, в большинстве случаев получает в свое распоряжение готовый к установке и подключению электрический котел отопления.

Экономичный электрокотел для отопления

Температурный режим котла может задаваться программатором.

Использование электрических котлов для отопления, ввиду постоянного повышения стоимости электроэнергии, требует особого внимания к ее расходу. Естественно, что в процессе выбора отопительной установки, кроме мощности, нужно обращать внимание и на ее экономичность, т.е. при максимальном качестве работы электрокотел для отопления дома должен расходовать как можно меньше электроэнергии.

Для того чтобы снизить расходы на электроэнергию, нужно иметь возможность регулировки температурного режима в помещении. Для этого нужно выбрать электрический котел с возможностью ступенчатой регулировки мощности, что позволит не использовать полную мощность агрегата в периоды, когда она не нужна.

Еще одна хорошая возможность получения существенной экономии электроэнергии заключается в установке в систему отопления дома дополнительных устройств, дающих возможность устанавливать температуру в каждом помещении отдельно. Данные устройства называются программаторами. Они способны в автоматическом режиме устанавливать и поддерживать заданный температурный режим в помещениях по графику, установленному владельцем дома.

Помимо экономии электроэнергии, такие устройства, как программаторы, еще используются и для повышения комфорта в доме. При отсутствии людей в помещении программатор поддерживает температуру на минимальном уровне, а в заданное владельцем время включает оборудование на мощность, требуемую для качественного обогрева дома. Стоимость таких приборов не очень высока и окупается за весьма короткое время, так как их работа позволяет существенно сэкономить на потреблении электроэнергии.

Прекрасным способом снизить расход электроэнергии является применение системы, устанавливающей зависимость работы отопления от температуры наружного воздуха. Некоторые разработчики электрокотлов заранее предусматривают установку такой системы.

Таким образом, если принять во внимание все характеристики электрокотла, правильно подобрать дополнительное оборудование и качественно утеплить дом, то использовать электрическое оборудование становится не таким дорогим удовольствием.

Самые лучшие посты

ОСНОВЫ СГОРАНИЯ И ПОТЕРЯ ТЕПЛА

ПРОЦЕССЫ СГОРАНИЯ был, есть и будет в ближайшем будущем основным генератором энергии в нашей цивилизации, которая сжигает ископаемое топливо с постоянно увеличивающейся скоростью. Процессы должны управляться хорошо ради окружающей среды и устойчивости цивилизации.

Принципы сжигания являются общими для нагревателей, котлов и других форм промышленного сжигания, например в печах и печах.В этом смысле термин «бойлер» взаимозаменяем с «нагревателем» по всему тексту (если не указано иное).

Обычные виды топлива состоят в основном из двух элементов: углерода и водорода. Во время горения они соединяются с кислородом, выделяя тепло. Ценность топлива определяется содержанием углерода и водорода. Неископаемые виды топлива, такие как биомасса и спирт, также содержат кислород в своей молекулярной структуре.

В идеале сгорание разрушает молекулярную структуру топлива; углерод окисляется до диоксида углерода (CO ₂ ), а водород — до водяного пара (H ₂ O).Но незавершенный процесс создает нежелательные и опасные продукты. Для обеспечения полного сгорания даже современное оборудование с множеством функций должно работать с избытком воздуха. То есть через горелку проходит больше воздуха (содержащий около 21 процента кислорода по объему), чем требуется с химической точки зрения для полного сгорания. Этот избыток воздуха ускоряет смешивание топлива и воздуха.

С одной стороны, этот процесс гарантирует, что почти все топливо получит кислород, необходимый для сгорания, прежде чем он охладится ниже температуры сгорания за счет контакта с поверхностями теплообмена.Это также предотвращает взрыв топлива, которое не полностью сгорело в котле.

С другой стороны, избыток воздуха тратит энергию на перенос тепла вверх по дымовой трубе. Между эффективностью сгорания и безопасностью существует тонкая грань, обеспечивающая подачу как можно меньшего количества избыточного воздуха в горелку.

Владельцы и операторы котлов захотят узнать, эффективны ли их операции. Поскольку цель состоит в повышении энергоэффективности котлов, может оказаться полезным анализ причин потерь тепла при работе котлов.

ПОТЕРИ ТЕПЛА в котле хорошо описаны Американским обществом инженеров-механиков (ASME) в его строгом коде проверки мощности PTC4.1 (1973). Код испытаний применим к любому типу используемого топлива. Однако большинство котлов и обогревателей в Канаде возгорается из-за природного газа или мазута. В таких системах многие потери, перечисленные в коде, не применяются. А другие системы достаточно малы, чтобы их потери можно было отнести к категории «неучтенных», для которой можно принять значение. В упрощенном методе количественной оценки КПД котла используется это уравнение:

КПД (E)% = (Выход ÷ Вход) X 100, где: Выход = Вход — Потери

или

КПД (E)% = 100 — потери, где потери можно рассчитать в соответствии с кодом проверки мощности ASME.

Поскольку в этом коде используются британские единицы измерения, необходимо преобразовать температуры в градусы Фаренгейта (ºF), а единицы нагрева в британские тепловые единицы на фунт (БТЕ / фунт), что можно сделать с помощью следующих формул преобразования:

ºF = (1,8 X ºC) + 32
БТЕ / фунт. = 0,4299 X кДж / кг

Следующие четыре основных типа потерь энергии относятся к системам природного газа и мазута.

Потери сухих дымовых газов (LDG)

Тепло теряется в «сухих» продуктах сгорания, которые переносят только физическое тепло, поскольку не происходит изменения состояния.Это диоксид углерода (CO ₂ ), оксид углерода (CO), кислород (O ₂ ), азот (N ₂ ) и диоксид серы (SO ₂ ). Концентрации SO ₂ и CO обычно находятся в диапазоне миллионных долей (ppm), поэтому с точки зрения потерь тепла ими можно пренебречь. Рассчитайте потери сухого дымового газа (LDG) по следующей формуле:

LDG = [24 x DG x (FGT — CAT)] ÷ HHV, где

DG (фунт / фунт топлива) = (11CO ₂ + 😯 ₂ + 7N ₂ ) x (C + 0.375S) ÷ 3CO ₂
FGT = температура дымовых газов, ºF
CAT = температура воздуха для горения, ºF
HHV = более высокая теплотворная способность топлива, БТЕ / фунт.
CO ₂ и O ₂ = объемные проценты в дымовых газах
N ₂ = 100 — CO ₂ — O ₂
C и S = ​​массовая доля в анализе топлива

Сведение к минимуму избытка воздуха снижает потери сухих дымовых газов.

Потери из-за влаги при сгорании водорода (LH)

Водородный компонент топлива покидает котел в виде водяного пара, забирая с собой энтальпию — или теплосодержание — в соответствии с условиями температуры и давления.Пар — это пар с очень низким давлением, но с высокой температурой дымовой трубы. Большая часть его энтальпии находится в тепле испарения. Значительные потери составляют около 11 процентов для природного газа и 7 процентов для мазута. Этот убыток (LH) можно рассчитать следующим образом:

LH (%) = [900 x H ₂ x (hg — hf)] ÷ HHV, где

H ₂ = массовая доля водорода в анализе топлива
hg = 1055 + (0,467 x FGT), БТЕ / фунт.
hf = CAT — 32, БТЕ / фунт.

Где hg — энтальпия водяного пара при 1 фунтах на квадратный дюйм манометра и температуре дымовых газов (FGT), а hf — энтальпия воды при температуре воздуха для горения (CAT).

Только конденсационный теплообменник значительно снизит эти потери.

Таблица 1. Прямой метод расчета КПД котла

1. Измерьте расход пара в кг (или фунтах) за заданный период, например один час. Используйте показания парового интегратора, если таковые имеются, и скорректируйте давление калибровки сопла. В качестве альтернативы можно использовать интегратор питательной воды, если таковой имеется, который в большинстве случаев не требует корректировки давления.
   
2. Измерьте расход топлива за тот же период.Используйте газовый или масляный интегратор или определите массу используемого твердого топлива.
   
3. Преобразование расхода пара, расхода питательной воды и расхода топлива в идентичные единицы энергии, например БТЕ / фунт или кДж / кг.
   
4. Рассчитайте КПД, используя следующее уравнение: КПД = 100 x (энергия пара — энергия питательной воды) ÷ энергия топлива

Потери из-за излучения и конвекции (LR)

Эта потеря происходит от внешних поверхностей работающего котла. Для любого котла при рабочей температуре потери постоянны.Выраженные в процентах от тепловой мощности котла, потери возрастают по мере уменьшения мощности котла. Следовательно, работа котла с полной нагрузкой снижает процент потерь. Поскольку площадь поверхности котла связана с его объемом, относительные потери ниже для большего котла и выше для меньшего. Вместо сложных расчетов определите потери на излучение и конвекцию, используя стандартную диаграмму, доступную в Американской ассоциации производителей котлов (ABMA).

Неучтенные убытки (LUA)

По причинам, указанным ранее, используйте предполагаемое значение потерь 0.1 процент для котельных систем, работающих на природном газе, и 0,2 процента для систем, работающих на жидком топливе.

Затем рассчитайте КПД следующим образом:

КПД (E)% = 100 – LDG – LH – LR – LUA, где

LDG = потери сухого дымового газа
LH = влажность от потери водорода
LR = потери радиации и конвекции
LUA = неучтенные потери

Начните программу управления энергопотреблением котельной с оценки текущего КПД котла. Затем регулярно контролируйте производительность котла, чтобы оценить эффект от принятых мер по энергосбережению и установить цели по улучшению.

Самый простой способ рассчитать эффективность преобразования топлива в пар — это прямой метод расчета (см. Таблицу 1) с использованием данных о производстве пара и расходе топлива из журналов эксплуатации. Однако этот метод может быть не таким точным, как косвенный метод, из-за ошибок в измерении расхода топлива и расхода пара.

Предыдущая страница | Содержание | Следующая страница

Расчет мощности центрального отопления

Расчет теплопроизводительности вашего дома

Никто не хочет сталкиваться с недостатком тепла или тратить деньги на отопительное оборудование, которое не удовлетворяет потребности в отоплении дома, особенно в разгар зимних морозов.Это небольшое руководство о том, как рассчитать мощность центрального отопления в вашем доме, поэтому вы получите бойлер или тепловой насос, которые будут соответствовать вашим предпочтениям и потребностям, максимально эффективно используя устройство центрального отопления. Эта мера поможет вам более эффективно использовать энергию, как и другие меры по обеспечению устойчивости и зеленой энергии.

Что нужно учитывать при оценке мощности центрального отопления?

Тепловая мощность источников тепла: котел, тепловой насос, газовая печь и др.Он должен при ограниченном расходе топлива (электричество, газ) обеспечивать минимально необходимое тепло в самые холодные зимние недели.

Количество и размер теплораспределительных устройств: количество конвекторов и радиаторов (а также количество радиаторных секций), площадь полов с подогревом и т. Д.

Диаметр труб , по которым теплоноситель системы центрального отопления будет транспортироваться и распределяться к отопительным приборам.

Источники топлива для центрального отопления

В контексте текущих эксплуатационных расходов, природный газ может оказаться наименее дорогим вариантом, когда дело доходит до источников топлива для центрального отопления, особенно если используется конденсационный котел, который способен преобразовывать почти 90% потребляемого топлива в обогрев. Тем не менее, уже не секрет, что в ближайшем будущем цены на газ вырастут из-за ограниченных запасов газа во всем мире и из-за постоянно растущего спроса на чистый природный газ.

После газа уголь и дрова следует рассматривать как оптимальные варианты, когда речь идет о рентабельных источниках тепла. Помимо того, что котел на древесных гранулах или биомассе считается экологически чистым, он идеально подойдет тем домохозяйствам, которые используют биомассу в качестве источника тепла. Проблема с твердотопливными котлами состоит в том, что они нуждаются в постоянном обслуживании — котел необходимо топить ежедневно, предпочтительно два раза в день, если вы хотите избежать перебоев в подаче центрального отопления.Однако, установив аккумулятор тепла, можно свести к минимуму объем работ, необходимых для эксплуатации котла на древесных гранулах. Обычно он входит в состав новейших систем отопления на биомассе, которые в настоящее время доступны на рынке (в зависимости от производителя).

Когда дело доходит до электричества в качестве источника энергии для системы центрального отопления, наиболее разумный способ сделать это (учитывая, что основная цель — сэкономить на счетах за отопление) — использовать тепловой насос.Это может быть тепловой насос воздух-воздух, воздух-вода или грунтовый тепловой насос. Их электрические и тепловые входы различаются от 3 до 6 раз, что позволяет тепловому насосу обеспечивать максимальный КПД 300%. Тем не менее, вы должны иметь в виду, что эффективность тепловых насосов воздух-воздух и воздух-вода снижается с понижением уровня наружной температуры.

Измерение теплопроизводительности

Первый и самый простой метод расчета теплопроизводительности вашего дома изложен в основах «Строительных норм»: для обогрева каждых 10 квадратных метров вашего дома потребуется один киловатт тепла.Следовательно, для отопления дома площадью 100 квадратных метров нужно будет искать котел на 10 кВтч. Однако использование этого метода приведет к несколько ненадежным данным, так как:

• объем воздуха при высоте потолка 2,5 м и 4,5 м будет отличаться, мягко говоря. Более того, теплый воздух неизбежно будет собираться вплотную к потолку.
• потеря тепла через стены и потолок больше, когда разница между температурой внутри и снаружи большой.
• по теплопроницаемости окна и двери значительно отличаются от стен и потолка.
• на измерение теплоемкости сильно влияет тип измеряемого объекта — будь то частный дом или квартира. Положения строительных норм и правил одинаковы для всех типов недвижимости. При этом потери тепла в доме будут намного больше, чем в квартире.

Итак, как более точно рассчитать теплопроизводительность своего дома и ответить на вопрос «котел какого размера мне нужен?»

• Для нагрева одного кубометра воздуха достаточно 40 Вт тепловой мощности.
• Каждое окно добавляет дополнительные 100 Вт тепловой мощности. Каждая дверь по 200 Вт.
• Для домов типовой коэффициент измерения теплопроизводительности составляет 1,5, а для 2-4-комнатной квартиры — 1,2-1,3, в зависимости от толщины и материала стен.
• Также учитывается погодный коэффициент региона. Он составляет около 0,9 для северной части Шотландии и 0,8 для остальной части Великобритании.

Пример

В качестве примера того, как определить потребность в отоплении дома, мы рассчитаем теплопроизводительность одного этажа (дома) со следующими размерами: длина: 12 м, ширина: 6.5 м, высота: 3,2 м, с 4 окнами и 2 дверями, расположен на юге Великобритании. Расчет выглядит следующим образом: Площадь этажа: 12 * 6,5 = 78 кв.м Объем: 78 * 3,2 = 249,6 м3 Значение необходимой тепловой мощности: 249,6 * 40 Вт = 9984 Вт Четыре окна добавят еще 400 Вт, а две двери добавят еще 400. 9984 + 400 + 400 = 10,784 Вт Так как это дом, мы используем коэффициент нагрева 1.5: 10,784 * 1,5 = 16,176 Вт Учитывая, что дом расположен на юге, мы применяем погодный коэффициент 0,8: 16,176 * 0,8 = 12 940,8 Вт. Таким образом, чтобы обеспечить эффективное отопление площади этого дома (L-12 м, W-6,5 м) с высотой потолка 3,2 м, потребуется бойлер или тепловой насос с тепловой мощностью около 13 кВтч. . * Это приблизительная оценка, поэтому приведенные цифры не следует принимать как должное. На конечные результаты может повлиять ряд факторов, таких как изоляция дома, материалы, из которых он сделан, стойкий микроклимат и т. Д.Поэтому мы советуем обсудить эти детали с поставщиком котла / теплового насоса, прежде чем приобретать устройство центрального отопления, и использовать калькулятор размера котла.

Нагревательные приборы

Используя ту же методику расчета, следует определить теплопроизводительность каждой комнаты в доме. По результатам можно выбрать наиболее подходящее устройство распределения тепла (т.е. радиатор, конвектор, фанкойл).

Чтобы узнать, сколько тепла может отдавать радиатор, следует проверить некоторые технические параметры радиатора:

• Технический паспорт устройства (технический паспорт), который должен быть предоставлен производителем.
• Тепловая мощность радиаторов на сайте производителя.

Большинство производителей радиаторов и конвекторов указывают, что разница между температурой в помещении и температурой нагревательного устройства составляет около 70 градусов Цельсия (C). Это означает, что при комнатной температуре 20 ° C температура радиатора должна быть около 90 ° C. Тем не менее, реальные значения могут отличаться от технических характеристик производителя.

Таким образом, если рассматривать технические характеристики (приблизительные оценки) различных типов радиаторов со стандартным расстоянием 50 см между центром радиатора и его шлангами, мы получим следующие числа:

• Секция из чугуна дает около 140 Вт тепла при разнице температур 70 градусов Цельсия из помещения.
• Тепловая мощность биметаллической секции составляет около 180 Вт.
• Алюминиевый радиатор может обеспечить около 190–210 Вт для каждой своей секции. Учитывая относительно низкие цены на алюминиевые радиаторы и их надежность при интеграции в систему центрального отопления, неудивительно, почему так много владельцев недвижимости выбирают их.

Получите расценки на отопительные приборы!

Если вы решили приобрести котел или тепловой насос, но не уверены, какой тип вам нужен, мы готовы вам помочь.Заполните форму на этой странице, указав свои личные предпочтения и информацию, и мы предоставим вам до четырех различных поставщиков котлов / тепловых насосов. Вы можете выбрать предложение, которое наилучшим образом соответствует вашим потребностям. Услуга бесплатная, без обязательств и занимает всего несколько минут.

(. 4) | — Pandia.ru

Многие ученые люди Европы начали использовать новое слово «электричество» в своей беседе, так как они занимались собственными исследованиями.Свой вклад внесли ученые России, Франции и Италии, а также англичане и немцы.

ТЕКСТ 12

ИЗ ИСТОРИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Существует два типа электричества: электричество в состоянии покоя или в статическом состоянии и электричество в движении, то есть электрический ток. Оба они состоят из электрических зарядов, статические заряды находятся в покое, а электрический ток течет и работает. Таким образом, они различаются по своей способности служить человечеству, а также по своему поведению.

Статическое электричество было единственным электрическим явлением, которое наблюдал человек в течение долгого времени. По крайней мере 2500 лет назад греки знали, как получить электричество, натирая вещества. Однако электричество, получаемое при трении предметов, нельзя использовать для зажигания ламп, кипячения воды, работы электропоездов и так далее. Обычно это очень высокое напряжение, и его трудно контролировать, к тому же он мгновенно разряжается.

Еще в 1753 году Франклин внес важный вклад в науку об электричестве.Он первым доказал, что разнородные заряды возникают из-за трения разнородных предметов. Чтобы показать, что заряды разные и противоположные, он решил назвать заряд на резине отрицательным, а заряд на стекле — положительным.

В этой связи можно вспомнить русского академика В. В. Петрова. Он был первым, кто проводил эксперименты и наблюдения по электризации металлов путем их трения друг о друга. В результате он стал первым ученым в мире, решившим эту проблему.

Вольт. Открытие электрического тока появилось в результате экспериментов Гальвани с лягушкой. Гальвани заметил, что ноги мертвой лягушки подскакивали от электрического заряда. Он пробовал свой эксперимент несколько раз и каждый раз получал один и тот же результат. Он думал, что электричество генерируется внутри самой ноги.

Вольта начал проводить аналогичные эксперименты и вскоре обнаружил, что источник электричества находится не в ноге лягушки, а является результатом контакта обоих разнородных металлов, использованных во время его наблюдений.Однако проводить такие эксперименты было непросто. Следующие несколько лет он провел, пытаясь изобрести источник постоянного тока. Чтобы усилить эффект, полученный с одной парой металлов, Вольта увеличил количество этих пар. Таким образом, гальваническая свая состояла из слоя меди и слоя цинка, размещенных один над другим, а между ними был слой фланели, смоченной в соленой воде. Проволока была соединена с первым диском из меди и с последним диском из цинка.

1800 год — это дата, которую следует помнить: впервые в истории мира возник непрерывный ток.

Вольта родился в Комо, Италия, 18 февраля 1745 года. Несколько лет он был учителем физики в своем родном городе. Позже он стал профессором естественных наук Университета Павии. После своего знаменитого открытия он путешествовал по многим странам, среди которых Франция, Германия и Англия. Его пригласили в Париж для чтения лекций о недавно открытом химическом источнике непрерывного тока. В 1819 году он вернулся в Комо, где провел остаток своей жизни. Вольта умер в возрасте 82 лет.

Текст 13

Природа электричества

Первое зарегистрированное наблюдение электричества было сделано древнегреческим философом Фалесом. Он заявил, что натертый мехом кусок янтаря привлекал легкие предметы. Но прошло более 22 веков, прежде чем Галилей и другие ученые начали изучение магнетизма и электрических явлений.

Было хорошо известно, что не только янтарь, но и многие другие вещества после протирания ведут себя как янтарь i.е. можно электрифицировать. Было обнаружено, что любые 2 разнородных вещества, вступившие в контакт, а затем разделенные, наэлектризовались или приобрели электрические заряды.

В 19 веке представление о природе электричества полностью изменилось. Атом считался окончательным подразделением материи. Сегодня атом рассматривается как электрическая система. В этой электрической системе есть ядро, содержащее положительно заряженные частицы, называемые протонами. Ядро окружено более легкими отрицательно заряженными электронами.Итак, самая важная составляющая материи состоит из электрически заряженных частиц. Материя нейтральна и не производит электрических эффектов, если имеет одинаковое количество обоих зарядов.

Но когда количество отрицательных зарядов отличается от количества положительных, материя будет производить электрические эффекты. Потеряв часть своих электронов, атом имеет положительный заряд: при избытке электронов он имеет отрицательный заряд.

ТЕКСТ 14

АТМОСФЕРНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Электричество играет настолько важную роль в современной жизни, что для его получения люди сжигают миллионы тонн угля.Уголь сжигают, а не в основном используют как источник ценных химических веществ, которые в нем содержатся. Поэтому поиск новых источников электроэнергии — важнейшая проблема, которую пытаются решить ученые и инженеры.

Сотни миллионов вольт требуются для искры молнии длиной около полутора километров. Однако это не очень много энергии из-за интервалов между одиночными грозами.Что касается энергии, расходуемой на создание молний во всем мире, то это всего лишь около 1/10 000 энергии, получаемой человечеством от солнца, как в форме света, так и в виде тепла. Таким образом, рассматриваемый источник может заинтересовать только ученых будущего.

Атмосферное электричество — самое раннее проявление электричества, известное человеку. Однако никто не понимал этого явления и его свойств, пока Бенджамин Франклин не провел свой эксперимент с воздушным змеем. Изучая лейденскую банку (долгие годы являвшуюся единственным известным конденсатором), Франклин начал думать, что молния — это сильная электрическая искра.Он начал экспериментировать, чтобы передать электричество из облаков на землю. История его знаменитого воздушного змея известна во всем мире.

В ненастный день Франклин и его сын отправились в деревню, взяв с собой некоторые необходимые вещи, такие как воздушный змей на длинной веревке, ключ и так далее. Ключ был присоединен к нижнему концу струны. «Если молния — это то же самое, что электричество, — подумал Франклин, — то некоторые из ее искр должны спуститься по струне воздушного змея к ключу». Вскоре воздушный змей уже летел высоко среди облаков, в которых вспыхивали молнии.Однако, когда змей был поднят, прошло некоторое время, прежде чем появились какие-либо доказательства того, что он электрифицирован. Затем пошел дождь и намочил веревку. Мокрая струна проводила электричество от облаков вниз по струне к ключу. Франклин и его сын видели электрические искры, которые становились все сильнее и сильнее. Таким образом, было доказано, что молния — это разряд электричества, подобный тому, который получают от батарей лейденских банок.

Пытаясь разработать метод защиты зданий от грозы, Франклин продолжил изучение этой проблемы и изобрел молниеотвод.Он написал необходимые инструкции для установки своего изобретения, принцип его громоотвода используется до сих пор. Таким образом, защита зданий от ударов молнии была первым открытием в области использования электричества на благо человечества.

ТЕКСТ 15

МАГНИТИЗМ

При изучении электрического тока можно наблюдать следующую связь между магнетизмом и электрическим током; с одной стороны, магнетизм создается током, а с другой стороны, ток создается магнетизмом.

Магнетизм упоминается в древнейших сочинениях человека. Римляне, например, знали, что объект, похожий на небольшой темный камень, обладает свойством притягивать железо. Однако никто не знал, кто открыл магнетизм и где и когда было сделано открытие. Конечно, люди не могли не повторять истории, которые они слышали от своих отцов, которые, в свою очередь, слышали их от своих отцов и так далее.

Одна история рассказывает нам о человеке по имени Магнус, чей железный посох был прижат к камню и удерживался там.Ему было очень трудно вытащить свой посох. Магнус унес камень с собой, чтобы продемонстрировать его привлекательность своим друзьям. Это незнакомое вещество было названо Магнусом в честь его первооткрывателя, и это название дошло до нас как «Магнит».

Согласно другой истории, большая гора у моря обладала таким сильным магнетизмом, что все проходящие корабли были уничтожены, потому что все их железные части выпали. Их вытащили из-за магнитной силы этой горы.

Самое раннее практическое применение магнетизма было связано с использованием простого компаса, состоящего из одного небольшого магнита, указывающего на север и юг.

Большой шаг вперед в научном изучении магнетизма был сделан известным английским физиком Гилбертом (1540–1603). Он провел различные важные эксперименты с электричеством и магнетизмом и написал книгу, в которой собрал все, что было известно о магнетизме. Он доказал, что сама Земля является большим магнитом.

Здесь следует упомянуть Галилея, известного итальянского астронома, физика и математика. Он проявлял большой интерес к достижениям Гилберта, а также изучал свойства магнитных материалов. Он экспериментировал с ними, пытаясь увеличить их притягательную силу.

В настоящее время даже школьник хорошо знаком с тем фактом, что в магнитных материалах, таких как железо и сталь, сами молекулы являются крошечными магнитами, у каждого из которых есть северный и южный полюсы.

ТЕКСТ 16

МАГНИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Изобретение гальванической ячейки в 1800 году дало экспериментаторам-электрикам источник постоянного тока. Семь лет спустя датский ученый и экспериментатор Эрстед решил установить связь между потоком тока и магнитной стрелкой. Ему потребовалось еще как минимум 13 лет, чтобы выяснить, что стрелка компаса отклоняется, когда ее подносят к проводу, по которому течет электрический ток.Наконец, во время лекции он случайно поправил проволоку параллельно игле. Затем и он, и его ученики увидели, что при включении тока игла отклоняется почти под прямым углом к ​​проводнику. Как только направление тока изменилось, направление стрелки также изменилось.

Эрстед также указал, что при регулировке проволоки ниже иглы отклонение было обратным.

Вышеупомянутый феномен очень заинтересовал Ампера, который повторил эксперимент и добавил ряд ценных наблюдений и утверждений.Он начал свои исследования под влиянием открытия Эрстеда и продолжал их всю оставшуюся жизнь.

Всем известно правило Ампера, благодаря которому всегда можно определить направление магнитного воздействия тока. Ампер установил и доказал, что магнитные эффекты могут быть произведены без каких-либо магнитов только с помощью электричества. Он обратил свое внимание на поведение электрического тока в одиночном прямом проводе и в проводнике, сформированном в виде катушки, т.е.е. соленоид.

Когда провод, проводящий ток, формируется в катушку из нескольких витков, величина магнетизма значительно увеличивается.

Нетрудно понять, что чем больше витков провода, тем больше m. м.ф. (это магнитодвижущая сила), создаваемая внутри катушки любым постоянным током, протекающим через нее. Кроме того, удваивая ток, мы удваиваем магнетизм, создаваемый в катушке.

Соленоид имеет два полюса, которые притягивают и отталкивают полюса других магнитов.В подвешенном состоянии он движется в северном и южном направлениях точно так же, как стрелка компаса. Железный сердечник становится сильно намагниченным, если его поместить внутрь соленоида во время протекания тока.

ЧАСТЬ II

ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ

ПО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ЭЛЕКТРОНИКЕ

ТЕКСТ 1

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО МОЖЕТ БЫТЬ ОПАСНЫМ

Многие люди сильно пострадали от электрических проводов в доме.По проводам редко проходит ток с напряжением выше 220, и человек, прикоснувшийся к оголенному проводу или клемме, не пострадает, если кожа будет сухой. Но если рука влажная, его могут убить. Вода, как известно, является хорошим проводником электричества и обеспечивает легкий путь для тока от провода к телу. Один из основных проводов, по которым проходит ток, соединен с землей, и если человек коснется другого провода мокрой рукой, сильный поток тока пройдет через его тело на землю и, таким образом, на остальные . Тело является частью электрической цепи.

При работе с проводами и предохранителями, по которым проходит электрический ток, лучше всего носить резину. ***** Ббер является хорошим изолятором и не пропускает ток на кожу. Если в доме нет резиновых перчаток, лучше всего использовать перчатки из сухой ткани. Никогда не прикасайтесь к оголенному проводу мокрой рукой и ни в коем случае не касайтесь водопроводной трубы и электрического провода одновременно.

Люди используют электричество в своих домах каждый день, но иногда забывают, что это форма силы и может быть опасной.На другом конце провода — огромные генераторы, приводимые в движение турбинами, вращающимися на высокой скорости. Следует помнить, что мощность, которую они вырабатывают, огромна. Он может гореть и убивать, но он хорошо послужит, если использовать его с умом.

ТЕКСТ 2

СИЛОВАЯ ПЕРЕДАЧА

Говорят, что около ста лет назад власть никогда не уносилась далеко от ее источника. Позже дальность трансмиссии расширилась до нескольких миль. И теперь, за сравнительно короткий период времени, электротехника достигла столь многого, что вполне возможно по желанию преобразовывать механическую энергию в электрическую и передавать ее на сотни и более километров в любом необходимом направлении.Затем в подходящем месте электрическая энергия может быть преобразована в механическую, когда это необходимо. Нетрудно понять, что вышеупомянутый процесс стал возможным благодаря генераторам, трансформаторам и двигателям, а также другому необходимому электрическому оборудованию. В этой связи нельзя не отметить рост выработки электроэнергии в стране. Самой протяженной линией электропередачи в дореволюционной России была линия, соединяющая Классонскую электростанцию ​​с Москвой.Говорят, что ее протяженность составляла 70 км, в то время как нынешняя линия электропередачи высокого напряжения Волгоград-Москва имеет протяженность более 1000 км. (Читателя просят отметить, что английские термины «high-voltage» и «high voltage» взаимозаменяемы.)

Само собой разумеется, что как только электроэнергия вырабатывается на электростанции, она должна передаваться по проводам на подстанцию, а затем потребителю. Однако чем длиннее провод, тем больше сопротивление току.С другой стороны, чем выше предлагаемое сопротивление, тем больше тепловые потери в электрических проводах. Эти нежелательные потери можно уменьшить двумя способами, а именно уменьшить сопротивление или ток. Нам легко увидеть, как уменьшить сопротивление: необходимо использовать более проводящий материал и как можно более толстые провода. Однако такие провода рассчитаны на то, чтобы потреблять слишком много материала и, следовательно, они будут слишком дорогими. Можно ли уменьшить ток? Да, снизить ток в системе передачи вполне возможно, применив трансформаторы.Фактически, потери полезной энергии были значительно уменьшены благодаря высоковольтным линиям. Как известно, высокое напряжение означает низкий ток, а низкий ток, в свою очередь, приводит к уменьшению тепловых потерь в электрических проводах. Однако опасно использовать мощность очень высокого напряжения для чего-либо, кроме передачи и распределения. По этой причине напряжение всегда снова снижается до того, как будет использовано питание.

ПАРОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Функция паровой электростанции заключается в преобразовании энергии ядерных реакций угля, нефти или газа в механическую или электрическую энергию посредством расширения пара от высокого давления до низкого давления в подходящий первичный двигатель, такой как турбина или двигатель.Установка без конденсации выпускает пар из первичного двигателя с давлением выхлопных газов, равным или превышающим атмосферное давление. Конденсаторная установка выбрасывает воздух из первичного двигателя в конденсатор под давлением ниже атмосферного.

В целом, станции с центральными станциями являются конденсационными, поскольку их единственной продукцией является электрическая энергия, а снижение давления выхлопных газов на первичном двигателе уменьшает количество пара, необходимого для производства заданного количества электроэнергии.Промышленные предприятия часто являются неконденсирующими, поскольку для производственных операций требуется большое количество пара низкого давления. Энергия, необходимая для работы производственного предприятия, часто может быть получена в качестве побочного продукта путем выработки пара под высоким давлением и расширения этого пара в первичном двигателе до противодавления, при котором пар необходим для производственных процессов.

Парогенератор состоит из топки, в которой сжигается топливо, котла, пароперегревателя и экономайзера, в котором вырабатывается пар высокого давления, и воздухонагревателя, в котором потери энергии из-за сгорания расход топлива снижен до минимума.Котел состоит из барабана, в котором уровень воды поддерживается примерно на среднем уровне, чтобы обеспечить отделение пара от воды, и ряда наклонных труб, соединенных с барабаном таким образом, чтобы позвольте [1] воде циркулировать из барабана по трубкам и обратно в барабан. Горячие продукты сгорания из топки текут по трубам котла и испаряют часть воды в трубах. Стенки топки состоят из туб, которые также соединены с корпусом котла и образуют очень эффективные парогенерирующие поверхности.Пар, который отделяется от воды в барабане котла, затем проходит через перегреватель, который, по сути, [2] представляет собой змеевик, окруженный горячими продуктами сгорания. Температура пара повышается в пароперегревателе примерно до 800–1100 F, при этой температуре перегретый пар высокого давления течет по подходящему трубопроводу к турбине.

Поскольку газообразные продукты сгорания, покидающие ряд труб котла, имеют относительно высокую температуру, и их сброс в дымоход приведет к большим потерям энергии, можно использовать экономайзер для рекуперации части энергии этих газов.Экономайзер представляет собой блок трубок, по которым питательная вода для котла перекачивается в корпус котла.

Снижение температуры газа может быть достигнуто путем пропускания продуктов сгорания через воздухонагреватель, который представляет собой теплообменник, охлаждаемый воздухом, необходимым для горения. Этот воздух подается в воздухонагреватель при нормальной комнатной температуре и может покидать воздухонагреватель при температуре от 400 до 600 F, возвращаясь, таким образом, к энергии печи, которая в противном случае была бы потрачена впустую в дымоходе. Продукты сгорания обычно охлаждаются в воздухонагревателе до температуры на выходе от 275 ° до 400 ° С, после чего они могут быть пропущены через пылесборник, который удаляет нежелательную пыль, а затем через вытяжной вентилятор в дымоход.Функция вытяжного вентилятора заключается в том, чтобы протягивать газы через теплообменные поверхности котла, пароперегревателя, экономайзера и воздухонагревателя и поддерживать в топке давление, немного меньшее атмосферного. Тяговый вентилятор заставляет воздух для горения проходить через воздухонагреватель, воздуховоды и горелку в топку.

Уголь доставляется на завод в вагонах или баржах, которые разгружаются техникой. Уголь может быть помещен в хранилище или может быть раздроблен и поднят в верхний бункер сырого угля в котельной.

Уголь самотеком течет из верхнего бункера в измельчитель или мельницу через питатель, который автоматически поддерживает необходимое количество угля в мельнице. В мельнице уголь измельчается до мелкой пыли. Некоторая часть горячего воздуха из воздухонагревателя проходит через мельницу для сушки угля и сбора мелкодисперсных частиц и переноса их в суспензии к горелке, где они смешиваются с воздухом, необходимым для их сгорания, и выгружаются в печь на высокой скорости, чтобы способствовать хорошему сгоранию.

Пар высокого давления и высокой температуры расширяется в паровой турбине, которая обычно соединена с электрическим генератором. От 3 до 5 процентов выходной мощности генератора необходимо для освещения установки и для работы множества двигателей, необходимых для вентиляторов, насосов и т. Д. На установке. Остальная часть мощности генератора доступна для распределения за пределами завода.

Конденсированный пар, который обычно имеет температуру от 70 до 100 F, откачивается из конденсатора с помощью скважинного насоса и через несколько нагревателей питательной воды подается в питательный насос котла, который подает воду в экономайзер.

Большинство паровых электростанций больших размеров в настоящее время строятся для работы при давлении пара от 1500 до 2400 фунтов на квадратный дюйм, а на некоторых заводах используется давление до 5000 фунтов на квадратный дюйм. Обычно используются температуры пара от 1000 до 1100 F. Обычны турбогенераторы мощностью 250 000 квт (1 киловатт = 1,34 л.с.), а в эксплуатации находятся агрегаты по 500 000 квт. В настоящее время в эксплуатации находятся парогенераторы, способные производить 3 000 000 фунтов пара в час. Общая эффективность установки от сырого угля, подаваемого на электрическую энергию, подаваемую на линию электропередачи, зависит от размера, давления пара, температуры и других факторов, и в настоящее время реализуется 40 процентов на основе полного года эксплуатации.

:

Принцип работы четырехтактного бензинового двигателя

Двигатель внутреннего сгорания назван так потому, что топливо сжигается непосредственно внутри самого двигателя. Большинство автомобильных двигателей работают по 4-тактному циклу. Цикл — это одна полная последовательность из 4 ходов поршня в цилиндре. Рабочий цикл четырехтактного бензинового двигателя включает: такт впуска (впускной клапан открывается), такт сжатия (оба клапана закрыты), рабочий ход (оба клапана закрыты), такт выпуска (выпускной клапан открыт).

Чтобы описать полный цикл, предположим, что поршень находится в верхней точке хода (верхняя мертвая точка), а впускной и выпускной клапаны закрыты. Когда поршень движется вниз, впускной клапан открывается и всасывает топливо в цилиндр. Это называется тактом впуска (впуска). Достигнув нижнего положения (нижней мертвой точки), поршень начинает двигаться вверх в закрытую верхнюю часть цилиндра (впускной клапан закрывается, и смесь сжимается поднимающимся поршнем.Это называется тактом сжатия. Когда поршень снова достигает верхней мертвой точки, свечи зажигания воспламеняют смесь, при этом оба клапана закрываются во время сгорания. В результате горения смеси оба клапана закрываются при ее сгорании. В результате горения смесей газы расширяются, и большое давление заставляет поршень двигаться обратно по цилиндру. Этот ход называется рабочим ходом. Когда поршень достигает нижней точки своего хода, выпускной клапан открывается, давление сбрасывается, и поршень снова поднимается.Он пропускает сгоревший газ через выпускной клапан в атмосферу. Это называется тактом выпуска, который завершает цикл. Таким образом, поршень движется в цилиндре вниз (ход впуска), вверх (ход сжатия), вниз (рабочий ход), вверх (ход на выпуске).

Тепло, выделяемое топливом, преобразуется в работу, так что возвратно-поступательное движение поршней преобразуется во вращательное движение коленчатого вала посредством шатунов.

1 — впуск 2 — компрессия 3 — мощность 4 — выпуск .1. Принцип работы четырехтактного бензинового двигателя.

Сцепление

Муфта — фрикционное устройство. Он соединяет двигатель с шестернями в коробке передач. Он используется для отключения двигателя от коробки передач, для запуска автомобиля и для снятия двигателя с колес автомобиля.

Муфта закреплена между маховиком двигателя и шестерней Коробка и состоит из двух пластин (дисков): фрикционного диска и нажимного диска.Фрикционный диск расположен между маховиком и нажимным диском и имеет износостойкий материал с каждой стороны.

Основная основная работа сцепления — сила трения, действующая между двумя дисками. Сцепление управляется педалью сцепления. Когда педаль находится в состоянии покоя, сцепление включено, и работающий двигатель соединен с коробкой передач. Когда педаль нажата, сцепление выключается, и двигатель работает на холостом ходу.

Тормоза

Тормоза используются для замедления или остановки автомобиля там, где это необходимо.Это один из важнейших механизмов автомобиля по состоянию на его собственный

.

зависит безопасность пассажиров. Автомобильные тормоза можно разделить на два типа, а именно: барабанные и дисковые. Барабанный тип может быть либо ленточным, либо колодочным. В зависимости от функции автомобиль имеет ножной тормоз и ручной тормоз (стояночный тормоз). По принципу действия тормоза классифицируются как: механические тормоза, гидравлические тормоза, воздушные тормоза, электрические тормоза.Тормоза управляются педалью тормоза.

Большинство используемых сегодня тормозных систем — гидравлические. Эта система состоит из главного цилиндра, установленного на раме автомобиля, и колесных цилиндров. Когда водитель нажимает на педаль тормоза, поршень перемещается в главном цилиндре, и тормозная жидкость подается от 11 к колесным цилиндрам. Движение поршня приводит в движение тормозные колодки и срабатывают тормоза (тормозные колодки прижимаются к тормозным барабанам).

Пневматический тормоз использует сжатый воздух для приложения тормозного усилия к тормозным колодкам.

В электрических тормозах используются электромагниты для обеспечения тормозного усилия тормозных колодок.

Раньше тормоза применялись только на двух задних колесах, но теперь все автомобили оснащены тормозами на все колеса. Сегодня много доработок проводится в тормозах.

. 3. Тормозная система

:

Как работает солнечная электростанция?

Солнечная электростанция — это объект любого типа, который преобразует солнечный свет либо напрямую, например, фотоэлектрические установки, либо косвенно, например, солнечные тепловые электростанции, в электричество.

Они бывают разных «вкусов», в каждом из которых используются отдельные методы, позволяющие использовать силу солнца.

В следующей статье мы кратко рассмотрим различные типы солнечных электростанций, которые используют животворный солнечный свет для производства электроэнергии.

1. Фотогальваника

Фотогальванические электростанции используют большие площади фотоэлектрических элементов, известных как фотоэлектрические или солнечные элементы, для прямого преобразования солнечного света в полезную электроэнергию. Эти элементы обычно изготавливаются из кремниевых сплавов и являются технологией, с которой большинство людей знакомо — есть вероятность, что у вас есть один на вашей крыше.

Сами панели бывают разных форм:

— Кристаллические солнечные панели — как следует из названия, эти типы панелей сделаны из кристаллического кремния. Они могут быть монокристаллическими, поли- или поликристаллическими. Как показывает практика, монокристаллические версии более эффективны ( около 15-20%, ), но дороже, чем их альтернативы (как правило, , эффективность 13-16% ), но со временем прогресс сокращает разрыв между ними.

— Тонкопленочные солнечные панели. Эти типы панелей состоят из ряда пленок, которые поглощают свет в различных частях электромагнитного спектра.Как правило, они изготавливаются из аморфного кремния (aSi), теллурида кадмия (CdTe), сульфида кадмия (CdS) и диселенида меди, индия (галлия). Этот тип панелей идеально подходит для применения в качестве гибких пленок на существующих поверхностях или для интеграции в строительные материалы, такие как кровельная черепица.

Эти типы станций вырабатывают электроэнергию, которая затем, как правило, напрямую подается в национальную сеть.

ФЭ-панель в Марке, Италия. Источник: CA ‘Marinello 1 / Flickr

Эти типы электростанций обычно состоят из следующих основных компонентов: —

— Солнечные панели, которые преобразуют солнечный свет в полезное электричество.Они, как правило, генерируют постоянный ток напряжением до 1500 В ;

— Этим предприятиям нужны инвесторы для преобразования постоянного тока в переменный ток

— У них обычно есть какая-то система мониторинга для контроля и управления заводом и;

— Они напрямую подключены к какой-либо внешней электросети.

— Если завод вырабатывает более 500 кВт , они обычно также используют повышающие трансформаторы.

1.1 Как работает солнечная фотоэлектрическая электростанция?

Солнечные фотоэлектрические электростанции работают так же, как небольшие фотоэлектрические панели домашнего масштаба или крошечные фотоэлектрические панели на вашем калькуляторе, но на стероидах.

Большинство солнечных фотоэлектрических панелей изготавливаются из полупроводниковых материалов, обычно из кремния. Когда фотоны от солнечного света попадают на полупроводниковый материал, генерируются свободные электроны, которые затем могут проходить через материал, создавая постоянный электрический ток.

Это известно как фотоэффект в физике. Затем постоянный ток необходимо преобразовать в переменный ток (AC) с помощью инвертора, прежде чем его можно будет напрямую использовать или подавать в электрическую сеть.

Фотоэлектрические панели отличаются от других солнечных электростанций, поскольку они используют фотоэффект напрямую, без необходимости в других процессах или устройствах.Например, не нужен жидкий теплоноситель, такой как вода, как в солнечных тепловых установках.

Фотоэлектрические панели не концентрируют энергию, они просто преобразуют фотоны в электричество, которое затем передается в другое место.

2. Солнечные тепловые электростанции

Солнечные тепловые электростанции, с другой стороны, фокусируют или собирают солнечный свет таким образом, чтобы генерировать пар для питания турбины и выработки электроэнергии. Солнечные тепловые электростанции также можно подразделить на три различных типа: —

2.1 Линейные, параболические желобные солнечные тепловые и солнечные электростанции

Это наиболее распространенная форма солнечной электростанции, которая характеризуется использованием полей либо линейных U-образных параболических желобных коллекторов, либо солнечных тарелок. Эти типы объектов обычно состоят из большого «поля» параллельных рядов солнечных коллекторов.

Обычно они состоят из трех дискретных типов систем:

2.1.1. Системы параболических желобов

В параболических желобах используются отражатели в форме параболы, которые способны фокусировать на коллекторе от 30 до 100-кратных нормальных уровней солнечного света.Этот метод используется для нагрева особого типа жидкости, которая затем собирается в центральном месте для генерирования перегретого пара под высоким давлением.

Эти системы наклоняются, чтобы следить за солнцем в течение дня. Благодаря своей параболической форме отражатели такого типа способны фокусировать на коллекторе от 30 до 100 раз больше нормальной интенсивности солнечного света.

Самая долго действующая солнечная тепловая электростанция в мире, система производства солнечной энергии (SEGS) в пустыне Мохаве, Калифорния, является одной из таких электростанций.Первый завод, SEGS 1, был построен в 1984 году и проработал до 2015 года, а второй, SEG 2, работал с 1984 по 2015 год.

Пример системы параболического желоба. Источник: USA.Gov/Wikimedia Commons

Последняя построенная станция, SEGS IX, с мощностью выработки электроэнергии 92 мегаватт (МВт) , была введена в эксплуатацию в 1990 году. Сегодня в настоящее время существует семь действующих станций SEGS с комбинированной мощностью. 357 МВт — это делает его одной из крупнейших солнечных тепловых электростанций в мире.

2.1.2. Как это работает?

Эти солнечные тепловые электростанции работают за счет фокусирования солнечного света от длинных параболических зеркал на приемные трубки, которые проходят по длине зеркала в их фокусной точке. Эта концентрированная солнечная энергия нагревает жидкость, которая непрерывно течет по трубкам.

Эта нагретая жидкость затем направляется в теплообменник для кипячения воды в обычном паротурбинном генераторе для выработки электроэнергии.

2.2. Линейные концентрирующие системы

Линейные концентрирующие системы, иногда называемые отражателями Френеля, также состоят из больших «полей» зеркал, отслеживающих солнце, которые имеют тенденцию быть выровненными в направлении север-юг для максимального захвата солнечного света.Эта установка позволяет рядам зеркал отслеживать солнце с востока на запад в течение дня.

2.2.1. Как это работает?

Подобно своим собратьям с параболическими зеркалами, линейные концентрирующие системы собирают солнечную энергию с помощью длинных прямоугольных U-образных зеркал. Однако, в отличие от параболических систем, в линейных системах отражателей Френеля приемная труба размещается над несколькими зеркалами, чтобы обеспечить большую мобильность зеркал при отслеживании солнца.

В системах такого типа используется эффект линзы Френеля, который позволяет использовать большое концентрирующее зеркало с большой апертурой и коротким фокусным расстоянием.Такая установка позволяет подобным системам фокусировать солнечный свет примерно в 30 раз нормальной интенсивности.

2.3. Солнечные тарелки и двигатели

В солнечных тарелках также используются зеркала для фокусировки солнечной энергии на коллекторе. Они, как правило, состоят из очень больших спутниковых антенн, покрытых мозаикой из маленьких зеркал, которые фокусируют энергию на приемнике в фокусной точке.

2.3.1. Как это работает?

Подобно параболической и линейной системам, тарельчатая зеркальная поверхность направляет и концентрирует солнечный свет на тепловом приемнике в фокусной точке антенны.Этот ресивер передает выделяемое тепло двигателю-генератору.

Наиболее распространенным типом теплового двигателя, используемого в системах тарелка / двигатель, является двигатель Стирлинга. Нагретая жидкость из приемника посуды используется для перемещения поршней в двигателе для создания механической энергии.

Эта механическая энергия затем поступает в генератор или генератор переменного тока для выработки электроэнергии.

Солнечные тарелки / двигатели всегда направлены прямо на солнце и концентрируют солнечную энергию в фокусе тарелки.Коэффициент концентрации солнечной тарелки намного выше, чем у линейных концентрирующих систем, и она имеет температуру рабочей жидкости выше 749 градусов Цельсия .

Электростанция с линейным отражателем Френеля. Источник: energy.gov

Электрогенерирующее оборудование может быть установлено либо непосредственно в центральной точке антенны (отлично подходит для удаленных мест), либо собрано из множества тарелок и выработки электроэнергии, происходящей в центральной точке.

Армия США разрабатывает 1.Система мощностью 5 МВт на складе армии Туэле в штате Юта с 429 солнечными антеннами двигателя Стирлинга.

3. Башни солнечной энергии

Башни солнечной энергии представляют собой интересный метод, в котором от сотен до тысяч плоских зеркал слежения за солнцем (гелиостатов) отражают и концентрируют солнечную энергию на центральной башне. Этот метод позволяет концентрировать солнечный свет в 1500 раз , чем это обычно возможно только от прямых солнечных лучей.

Интересный пример такого типа электростанции можно найти в Юлихе, Северный Рейн-Вестфалия, Германия.Комплекс расположен на площади 18000 квадратных километров , на которой размещается более 2000 гелиостатов , которые фокусируют солнечный свет на центральной 60-метровой башне высотой .

Министерство энергетики США и другие электроэнергетические компании построили и эксплуатировали первую демонстрационную солнечную электростанцию ​​недалеко от Барстоу, Калифорния, в 1980-х и 1990-х годах.

Некоторые в настоящее время также находятся в разработке в Чили.

Башня солнечной энергии Иванпа. Источник: Aioannides / Wikimedia Commons

Сегодня в U.С., в эксплуатации находятся три солнечные электростанции. Это солнечная электростанция 392 МВт в Иванпа в Калифорнии, проект солнечной энергии 110 МВт Crescent Dunes в Неваде и 5 МВт Sierra Sun Tower в пустыне Мохаве, Калифорния.

3.1. Как это работает?

Концентрированная солнечная энергия используется для нагрева воздуха в градирне до 700 градусов Цельсия . Тепло улавливается котлом и используется для производства электроэнергии с помощью паровой турбины.

Некоторые башни также используют воду в качестве теплоносителя. В настоящее время исследуются и испытываются более совершенные системы, в которых будут использоваться соли нитратов из-за их более высоких свойств теплопередачи и хранения по сравнению с водой и воздухом.

Возможность аккумулирования тепловой энергии позволяет системе производить электроэнергию в пасмурную погоду или ночью.

Эти солнечные электростанции идеально подходят для работы в районах с неблагоприятными погодными условиями.Они используются в пустыне Мохаве в Калифорнии и выдерживают град и песчаные бури.

4. Солнечный пруд

Солнечные пруды Солнечные электростанции используют бассейн с соленой водой, который собирает и накапливает солнечную тепловую энергию. Он использует технику, называемую технологией градиента солености.

Этот метод действует как тепловая ловушка в пруду, которую можно использовать напрямую или хранить для дальнейшего использования. Такая электростанция используется в Израиле на электростанции Бейт-ха-Арава с 1984 года.

Есть и другие примеры в Бхудже в Индии, строительство которого было завершено в 1993 году.

Источник: Quora

4.1. Как это работает?

Солнечные пруды используют большой объем соленой воды для сбора и хранения солнечной тепловой энергии. Соленая вода естественным образом образует вертикальный градиент солености, известный как галоклин, с водой низкой солености наверху и водой высокой солености внизу.

Уровни концентрации соли увеличиваются с глубиной, и, следовательно, плотность также увеличивается от поверхности до дна озера, пока раствор не станет однородным на заданной глубине.

Принцип довольно прост. Солнечные лучи проникают в пруд и в конечном итоге достигают дна бассейна.

В обычном пруду или водоеме вода на дне водоема нагревается, становится менее плотной и поднимается вверх, создавая конвекционное течение. Солнечные водоемы предназначены для того, чтобы препятствовать этому процессу, добавляя соль в воду, пока нижние уровни не станут полностью насыщенными.

No related posts.