Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Теплоаккумулятор с тэном: Что такое теплоаккумулятор с ТЭНом? Особенности и виды

Содержание

Что такое теплоаккумулятор с ТЭНом? Особенности и виды

За последние несколько лет можно наблюдать стабильный рост стоимости энергоносителей. Из-за этого большинство людей переходит на твердотопливные котлы, используя их в качестве главного, а порой и единственного, источника тепла. Но перед монтажом котла следует тщательно все продумать, чтобы обеспечить максимальную безопасность при эксплуатации. А одним из условий выполнения этой задачи является установка теплоаккумулятора (буферная емкость) с ТЭНом.

Что такое теплоаккумулятор с ТЭНом?

Если говорить вкратце и простым языком, то теплоаккумулятор – это специальная емкость, главной задачей которой является накопление «лишнего» тепла, которое производит котел в процессе своей работы. В дальнейшем это тепло никуда не испаряется и не исчезает, оно используется в системе отопления во время периодов между загрузками топлива в котел.

Важно! Емкость необходимо обязательно заземлять. Иначе возможна коррозия металла.

Внешне теплоаккумулятор представляет собой в цилиндр со сферическими днищами. Из основных частей можно выделить: днища, внутренние теплообменники (чаще всего их два, но бывают и без них), патрубки подачи теплоносителя. Буферная емкость бывает трех видов, в зависимости от конструкции:

  • пустая;
  • с теплообменником;
  • с внутренней емкостью для накопления горячего водоснабжения.

Буферная емкость на заводе собирается из стальных листов. Затем наносится внутренний слой бакелитового лака, который выполняет защитную функцию. Сверху теплоаккумулятор покрыт термореактивной порошковой краской. Вторично-вспененный пенополиуретан отвечает за теплоизоляцию прибора. А сверху пенополиуретан покрыт специальным защитным чехлом, который изготовлен из кожзаменителя.

В названии этого раздела можно заметить аббревиатуру ТЭН. Она расшифровывается, как трубчатый электронагреватель. Его можно найти в самых разных электроприборах: чайниках, стиральных машинах, кипятильниках и даже в отопительных котлах. В последнем случае их устанавливают для поддержания температуры в теплоаккумуляторе на необходимом уровне. ТЭНы гораздо проще и удобнее использовать, чем другие нагревательные приспособления, именно поэтому они так сильно распространены.

Какие функции выполняет теплоаккумулятор с ТЭНом?

Как уже говорилось выше, теплоаккумулятор предназначен для накопления тепла, которое он возвращает, когда нагревающее устройство перестает работать. В качестве нагревающего устройства может выступать твердотопливный и электрический котел, тепловой насос, солнечный коллектор и так далее.

Важно! Эксплуатация буферной емкости с ТЭНом с неисправностями любой степени и характера строго запрещена.

Если говорить о второстепенных функциях теплоаккумулятора, то к ним можно отнести экономию топлива, увеличение срока службы котла, может стать резервным источником тепла. Наиболее часто владельцы котлов используют такую схему: ночью электрокотел работает, передавая тепло в теплоаккумулятор, а днем буферная емкость возвращает тепло в помещение, тем самым отапливая его. Главное преимущество такой схемы – экономия денег на электричестве (ночью оно дешевле).

Какие бывают мощности?

Сейчас можно приобрести ТЭНы с разными показателями мощности. На рынке можно найти трубчатые электронагреватели с мощностью: 2 кВт, 3 кВт, 4,5 кВт, 6 кВт, 9 кВт, 12 кВт. Благодаря такому разнообразию вы можете собрать идеально подходящую под ваши нужды буферную емкость для сбора тепла в ночное время суток.

Но если вы не знаете, какую мощность подобрать, то можете заказать рекомендованную схему подключения как самой буферной емкости, так и трубчатого электронагревателя 220/380 В. Этот вариант является универсальным, так как подходит под любые нагревательные приборы. Также по вопросу мощности теплоаккумулятора вы можете проконсультироваться с нашим менеджером, он ответит на все интересующие вас вопросы.

Преимущества монтажа теплоаккумулятора с ТЭНом

  • не идет лишней нагрузки на котел, что увеличивает его срок службы;
  • во время передачи тепла от электрокотла к теплоаккумулятору исключаются теплопотери по температуре;
  • можно самостоятельно выбирать электрическую мощность при помощи ТЭНа, тем самым вы регулируете потребление электричества теплоаккумулятором;
  • при выборе объема теплоаккумулятора следует отталкиваться не от мощности котла, а от мощности всех установленных трубчатых электронагревателей;
  • снижает использование топлива примерно на 30–40%;
  • помогает поддерживать постоянную температуру в помещении;
  • значительно упрощает эксплуатацию и обслуживание котла.

Недостатки использования котла без теплоаккумулятора

Часто владельцы котлов хотят сэкономить на теплоаккумуляторе и просто не покупают его. Такое решение может иметь серьезные неприятные последствия, причем по большей части финансовые. Вот несколько наиболее часто встречающихся ситуаций, которые возникают при эксплуатации котла без теплоаккумулятора:

  • некоторое количество тепла тратится просто так;
  • падает КПД (коэффициент полезного действия) котла;
  • внутренности отопительного прибора засоряются;
  • в дымоходе появляется в разы больше сажи;
  • увеличение количества потребляемого топлива/электричества.

Помимо того, что вы будете постоянно переплачивать за топливо, так еще и нагревательный прибор может выйти из строя в любой момент. Да и чистить такой котел придется гораздо чаще, нежели котел с теплоаккумулятором. По этим причинам владельцы стараются приобрести и установить буферную емкость с ТЭНом.

Резюмируя

Теплоаккумулятор с ТЭНом выполняет большое количество функций, но главная одна – сохранение излишка тепла, которое производит отопительный прибор, например, котел. Буферная емкость позволяет экономить достаточное количество денежных средств. Поэтому цена, потраченная на приобретение этого прибора, отобьется в течение нескольких первых месяцев.

Простое подключение буферной емкости и эл котла по ночному тарифу

Схем обвязки теплоаккумулятора и эл котла для реализации ночного тарифа существует множество. У всех есть свои достоинства и свои недостатки. Причем от последних не избавлена ни одна. Обычно это, или слишком сложная по гидравлике схема с использованием, большого количества оборудования, что, в свою очередь, влечет за собой увеличение стоимости, или схемы попроще, но не умеющие исключать буферную емкость из работы, когда работать она не должна. Такие простые схемы не позволяют быстро переключаться с работы на теплоаккумуляторе, на прямую работу с системой отопления. Ниже я привожу мои рассуждения о том, как должна выглядеть подобная обвязка. В ней я попробовал предложить, как простоту схемы и ее относительно невысокую стоимость, так и функционал и простоту управления. Всем, кто примет участие в обсуждении и внесет предложения по улучшению этой схемы, моя особая благодарность. В любом случае это будет интересно всем.

Итак!

Начнем с объема теплоаккумулятора

Предположим, что мы хотим запасать тепло на весь период действия дневного тарифа, чтобы совсем не включать наш электрокотел днем. Допустим, что теплопотери нашего, хорошо утепленного дома, составляют 6 квт при самой холодной пятидневке (-28 для Москвы. Для других регионов и домов потребуются свои расчеты) это дом площадью до 150-170 кв.м. Тогда, за период действия дневного тарифа 16 часов нам понадобится 16*6=96 кВт.ч энергии.

Для того чтобы мы могли запасти такое количество энергии нам потребуется буферная емкость объемом 2200-2400 литров.

Берем дельту 40 градусов (80°С максимальная температура котла и 40°С минимальная температура, подаваемая с систему отопления)

Теплоемкость воды 4,19Дж/гр.град

Коэффициент пересчета джоулей в ваттчасы 0,278

2200*4,19*40*0,278=102,5кВт.ч. сможем запасти в объеме 2200 литров.

Из этого числа вычтем неравномерный прогрев теплоаккумулятора по высоте 5% 102- 5%= 97

Итого получаем 97 киловатт часов энергии. Ровно столько сколько нам нужно

Ну а дальше все просто. Общая мощность нагревателя для загрузки буферной емкости 96кВт.ч /8 часов ночного тарифа получаем 12 кВт плюс к этому 6 кВт на сквозное отопление дома в ночное время. Итого 12+6=18кВт.

Откуда нам лучше взять такую мощность? Напрашивается ответ «конечно от электрокотла»! Не спешите. Загрузка буферной емкости — это операция одного режима! Что это значит? Это значит, что нам не нужны никакие функции, имеющиеся в электрокотле, за которые мы должны платить деньги. Зарядка теплоаккумулятора всегда производится на максимально возможной мощности и температуре, чтобы успеть зарядить ее, не выходя за временные рамки ночного тарифа. С этой задачей успешно справляются обычные тэны. Мы можем использовать один тэн мощностью 18 квт, или, что дешевле и проще три тэна по 6кВт смонтированных непосредственно в буферную емкость, благо резьбы для подключения в буферной емкости присутствуют, обычно, в избытке.

Далее. Нам потребуется циркуляция теплоносителя внутри буферной емкости для того, чтобы мы не получили прогрев только верхней ее части. Поэтому на стороне загрузки устанавливаем насос.

Со стороны системы отопления (СО) устанавливаем трехходовой смесительный клапан, управляемый термостатически или через контроллер погодозависимой автоматики (ПЗА). Трехходовой клапан, отсекающий буферную емкость, в периоды, когда она не нужна и электрокотел.

Электрокотел (самый простой или опять же тэн, смонтированный в гильзе) для компенсации недостатка запасенного тепла, если окажется, что его не хватило на время действия дневного тарифа. Отдельный электрокотел нужен для того чтобы не заряжать днем попутно и буферную емкость.

Как все это управляется:

Насос загрузки и три тэна получают разрешение на работу от таймера, настроенного на ночной тариф (23ч- 7ч), и от термостата полной загрузки емкости (установлен в нижней части и настроен в зависимости от высоты установки на температуру от 60 до 70 градусов)

Насос системы отопления работает всегда.

Отсечной клапан перекрывает циркуляцию через буферную емкость по команде термостата при снижении температуры в верхней части (раздающей) ниже 40 градусов. После перекрытия циркуляция осуществляется по малому кругу.

Этот же термостат дает разрешение электрокотлу на стороне системы отопления на включение, но это не значит, что котел начинает работу по команде этого термостата. По его команде только перекрывается циркуляция через теплоаккумулятор и дается разрешение на включение электрокотла. Но включится он только по команде комнатного термостата, фиксирующего снижение температуры в отсутствии подачи тепла от буферной емкости.

Все просто. На схеме показано релейное управление, при желании этой задачей можно нагрузить какой-нибудь самодельный контроллер на базе недорого решения, например, от Ардуино.

Теплоаккумулятор в наличии для котлов отопления российского производства

Описание

Теплоаккумулятор (второе название — буферная емкость) представляет собой теплоизолированный герметичный резервуар, работающий под давлением системы отопления.

Водяной теплоаккумулятор для отопления применяется в системах с твердотопливными и электрическими котлами для повышения удобства использования, эффективности и безопасности работы системы. Наиболее часто теплоаккумуляторы используются в частных загородных домах и на предприятиях, которые стремятся повысить свою энергоэффективность.

Достоинства при использовании в частных домах

Котел достаточно топить один раз в сутки Аккумулятор тепла значительно увеличивает объем системы отопления, что позволяет топить котел один раз в сутки, в сильные морозы – два раза в сутки.

В доме всегда тепло, даже утром Накопленное тепло равномерно в течение суток поступает из теплового аккумулятора в систему отопления. Используя теплоаккумулятор для отопления из нержавейки или конструкционной стали можно избежать таких сомнительных ухищрений, как прикрывание заслонки котла для увеличения времени горения, что категорически вредно для котла и снижает его срок службы из-за закоксовывания теплообменника, дымохода и образования разъедающего котел конденсата.

Котел максимально эффективен и экономичен Благодаря теплоаккумулятору, твердотопливный котел всегда работает в полную мощность, топливо полностью прогорает. Это повышает КПД котла до 80% и снижает количество потребляемого топлива на 40%, также предотвращает образование конденсата и закоксовывание теплообменника котла и дымохода, что положительно сказывается на их долговечности.

Безопасность и защита системы от перегревания На территории ЕС законодательно запрещена установка твердотопливных котлов без теплоаккумуляторов по соображениям экологичности и безопасности. Это связано с тем, что, если в системе отопления не установлен теплоаккумулятор, в случае отключения электричества и остановки циркуляционного насоса, высока вероятность перегревания и закипания котла. В худшем случае возможен даже взрыв котла – со всеми сопутствующими последствиями. Если же в системе установлен теплоаккумулятор, то при отключении электричества и прекращении циркуляции теплоносителя теплоаккумулятор аккумулирует избыток тепловой энергии и предотвращает возникновение негативных последствий перегревания системы.

Преимущества использования на предприятиях

Использование теплоаккумулятора на предприятии, позволяет задействовать невостребованные источники тепловой энергии для нужд отопления помещений. Среди таких источников: техническая горячая вода от технологических процессов, тепловая энергия, вырабатываемая в процессе работы систем кондиционирования и охлаждения и т.д.

Применение теплоаккумулятора в системах с электрическим котлом позволяет использовать двухтарифную систему расчета стоимости электроэнергии.

В этом случае электрический котел работает по льготному тарифу в ночное время, а теплоаккумулятор для отопления накапливает тепловую энергию, возвращая ее в систему уже в рабочее время, когда электроэнергия значительно дороже.

Если вы хотите купить теплоаккумулятор для котлов отопления российского производства Electrotherm, обратитесь к нашим консультантам или напишите на адрес [email protected]

Теплоаккумулятор Hajdu AQ PT 750 C

Обзор теплоаккумулятора Hajdu AQ PT 750 C

Теплоаккумулятор Hajdu AQ PT 750 C представляют собой накопитель горячей воды для закрытых систем центрального отопления, работающих на горячей воде. Благодаря грамотной конструкции и съемному кожуху теплоаккумуляторы Hajdu AQ PT 750 C легко перевозить и подключать к отопительным системам. В дальнейшем они обеспечивают длительную, экономичную работу.

Буферный накопитель тепла: применение

Буферный накопитель тепла Hajdu AQ PT 750 C незаменим при использовании таких устройств, в которых количество производимой тепловой энергии неравномерно (например, солнечный коллектор, твердотопливный котел или тепловой насос).

Буферный накопитель Hajdu AQ PT 750 C для систем отопления сглаживает температурные колебания, увеличивает время между топками твердотопливного котла, удешевляет отопление от электрического котла при системе двойных тарифов. Буферная емкость может работать совместно с косвенным накопительным водонагревателем и таким образом обеспечивать дом горячей водой, нагретой непосредственно от источника тепловой энергии или от буферного накопителя.

Конструкция и подключение буферной емкости Hajdu

Вариантов подключения буферной емкости Hajdu очень много. На схеме приведена одна из возможных схем подключения.

  1. Буферная емкость
  2. Твердотовливный котел
  3. Электрический котел
  4. Солнечный коллектор
  5. Циркуляционный насос
  6. Контур теплого пола
  7. Радиаторы отопления

Внутренняя поверхность буферной емкости Hajdu AQ PT 750 C не имеет антикоррозийной защиты, поэтому ее можно наполнять только водой для системы отопления. В зависимости от модификации, к буферным накопителям Hajdu в качестве нагревателя могут быть подсоединены котлы и другие отопительные приборы, работающие на разных видах топлива (газ, мазут, дрова, биомасса и т. д.), а также тепловые насосы и солнечные коллекторы.

Термоизоляция накопителя представляет собой мягкую полиуретановую пену. Кожух изготовлен из искусственной кожи. Съемные кожух и теплоизоляция облегчают транспортировку и монтаж и позволяют установить буферную емкость на место эксплуатации без них.

Теплоаккумулятор Hajdu AQ PT 750 C имеет теплоизоляцию исключительно высокого качества, благодаря чему полученная энергия в виде теплой воды может храниться в буферном накопителе в течение нескольких дней. За счет этого можно добиться бесперебойного и равномерного отопления квартиры, частного дома или предприятия.

Комплектация

Серия AQ PT C поставляется с одним теплообменником. Буферные емкости Hajdu AQ PT 750 C имеют соединительные патрубки для подключения производителей и потребителей тепловой энергии, а также патрубки для подключения датчиков. Термоизоляция не входит в комплект поставки и заказывается дополнительно.

Особенности теплоаккумулятора Hajdu AQ PT 750 C
  • Бак и теплообменник из стали Ст37-2
  • Возможность установки ТЭНа
  • Простой монтаж и обслуживание
  • Использование возобновляемой энергии
  • Соответствует европейским требованиям безопасности
  • Теплоизоляция — опционально

энергоэффективное отопительное оборудование: поставка, монтаж, сервис

Приглашаем в шоу-рум салона отопительного оборудования «АТМОС», где можно купить пиролизный котел длительного горения ATMOS, купить пеллетный котел с автоматической подачей пеллет ATMOS, купить накопительный косвенный и комбинированный бойлер DRAZICE, купить вакуумный солнечный коллектор и тепловой насос REGULUS, купить теплоаккумулятор DRAZICE, купить электрический котел MORA-TOP, насосные группы быстрого монтажа REGULUS, купить группы быстрого монтажа HANSA и многое другое, необходимое для качественного монтажа и установки твердотопливных и газовых котлов.

Доступные цены, рассрочки, акции, скидки — множество выгодных предложений от импортера чешского отопительного оборудования.


ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР


Акции

Новое на сайте

ООО «Торговый дом «Атмос» ООО «Торговый дом «Атмос» — официальный дилер в Беларуси торговых марок — ATMOS , DRAZICE , MORA-TOP , REGULUS, HANSA . г. Минск, ул.Каменногорская, 47, офис 4 +375 29 374-13-45 +375 29 604-04-11 тел.+375 17 323-69-47 Демонстрационный зал широкого ассортимента

подробнее

При выборе вакуумного солнечного коллектора рекомендуем обратить внимание на вид и строение трубки, покрытие внутренней части вакуумной трубки. Существуют следующие виды трубок вакуумных солнечных коллекторов: 1. U-образные трубки; 2. Стержневые термотрубки Heat Pipe. Основные различия — в

подробнее

Использование возобновляемых источников энергии для загородных домов способствует улучшению эколологической обстановки и снижению потребления традиционных энергоресурсов. В частных домах солнечная энергия может использоваться на нужды горячего водоснабжения. В настоящее время наиболее применяемыми

подробнее

Часто при выборе водонагревателя потребитель оценивает стоимость и базовые характеристики, оставляя без внимания немаловажные, на первый взгляд, параметры. Однако именно они способны повлиять на эффективность и качество приобретаемого изделия. Быстрый переход: 1. Виды водонагревателей. 2. Как

подробнее

В нашем климатическом поясе отопление является насущной необходимостью. Не просто так в городах выросли громады теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), районных котельных и прочих больших и малых тепловых станций. На большинстве предприятий режим работы собственных котельных и ТЭЦ неразрывно связан с

подробнее

При выборе электрического котла помимо мощности необходимо обратить внимание на следующие вопросы: 1. Из какого материала изготовлены ТЭНы? 2. Есть ли ротация ТЭНов и почему эта функция необходима? 3. Какой насос установлен в электрическом котле? 4. Можно ли заливать «Теплый дом» в электрокотел? 5.

подробнее

Ниже приведены наиболее частые вопросы владельцев водонагревателей по эксплуатации и обслуживанию бойлеров DRAZICE. 1. Для чего необходимо устанавливать предохранительный клапан? 2. Как установить обратный клапанан в комбинированных бойлерах? 3. Почему горячая вода может иметь запах? 4. Как слить

подробнее

С 2021 года бойлер комбинированного нагрева DRAZICE OKC 200/1м² объемом 200 литров выпускается в новом современном дизайне с усовершенствованными пластиковыми крышками и держателями для удобной эксплуатации бойлера. Купить комбинированный бойлер DRAZICE OKC 200/1м² в новом дизайне!

подробнее

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ Солнечная энергия представляет собой большую часть энергии, которая находится и используется на Земле. Количество солнечной энергии, ежегодно поступающей на Землю, варьируется в Европе от 900 кВт/ч/м2 на севере до примерно 1500 кВт/ч/м2 на юге. Солнечные тепловые

подробнее

ООО «Торговый дом Атмос» − официальный представитель брендов ATMOS, DRAZICE, MORA-TOP, REGULUS, HANSA в Республике Беларусь.

Купить пиролизный котел Атмос или пеллетный котел Atmos у прямого поставщика в Минске с доставкой по всей Беларуси. Купить бойлер косвенного нагрева Дражице и комбинированный водонагреватель чешского производителя Drazice с гарантией 5 лет в рассрочку до 8 месяцев. Купить электрокотел для отопления частного дома мощностью 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24 кВт MORA-TOP (Мора топ) чешский, заказать монтаж и проект системы отопления в Минске. Купить чешский одноконтурный или двухконтурный настенный газовый котел MORA-TOP в Минске с доставкой. Купить трубчатый солнечный коллектор для нагрева воды в бассейне чешского производства REGULUS (Регулус), заказать проект с солнечными коллекторами, монтаж и установку солнечного коллектора.

Отопление ТЭНами, как сделать, стоит ли использовать

ТЭН — электронагреватель жидкости в виде металлической трубки, внутри которой находится спираль. Конструкций, разновидностей множество. Нагреватели изготовляют и на крупный и на малых производствах.

Эти нагреватели массово устанавливаются, например, в электрических бойлерах и электрокотлах, поэтому производятся также известными производителями.

Но на любом рынке можно встретить ТЭНы предназначаются для установки в радиаторы отопления. Эти устройства изготовлены чаще в Польше, Украине, Китае. Они могут снабжаться встроенными термодатчиками, т.е. работать в полуавтоматическом режиме, отслеживая степень нагрева.

На основе таких электрических нагревателей, можно легко создать отопительный прибор своими руками. Чем и пользуются домашние мастера, конструируя простейший обогрев и «экономя» при этом, как они, думают, изрядные суммы денег.

Но так ли выгодно использовать ТЭНы?
Где обычно, в каких ситуациях, применяют эти электронагреватели воды? Как нужно устанавливать и применять ТЭНы…

Насколько большая выгода от ТЭНов

Если имеется старая батарея, то почему бы ее не превратить с помощью ТЭНа в систему отопления для небольшого подсобного помещения, — курятника, мастерской, гаража…

Существуют даже мифы, что тенами отапливать выгодно. Но «мечты разбиваются о суровую реальность», — электричеством отапливать дороже всего. Так как используется самый дорогой энергоноситель.

Неважно, имеется ли фирменный программируемый электрокотел, или установлена бочка с опущенным в нее на проволоке ТЭНом, — КПД подобных электронагревателей около 97%. А дальше платим по счетчику…

Обогреваться ночью

Но есть лазейка, — ночной дешевый тариф на электроэнергию. Узнать точно, о действующих тарифах и возможности подключения ночного, можно в местной электросети.

Правда и ночное электричество нельзя назвать дешевым, но в совокупности с показателем «Комфортность», ночное отопления становится весьма привлекательным для пользователя.
Какой вид топлива больше всего подходит для дома

Но цена на саму систему отопления с электрическим нагревом может значительно варьироваться.

Нагреватели в батареях

Когда в квартирах с центральным отоплением холодно, то отапливают дополнительно электричеством, а также газовой кухонной плитой или колонкой.

Вот тут и применяется парочка тяжелых чугунных батарей с ТЭНами. По сравнению с фирменными электроконвекторами они обладают гораздо большей теплоемкостью, поэтому их можно отключать на дольше и не следить за их работой. Но и нагрев соответственно продолжительнее.

Такие радиаторы умельцы устанавливают в основном в гаражах, где любят проводить время. Или, например, для обогрева животных в морозы на небольших фермах.

Оборудование систем отопления

Бывает, что на дачке, в гараже и т.п. имеются остатки былой системы отопления, например, пару батарей со стальными трубами. Вернуть систему к жизни проще всего, вставив в нее электрические нагреватели….

Но ТЭНы могут создавать и вспомогательный подогрев в домашней системе отопления. Электрический обогрев отлично дополняет твердотопливный котел. Особенно ночью, с дешевым тарифом. И здесь «самодельное производство» также востребовано.

Если в достаточно большой металлической трубе закрепить пару тенов по 2 кВт, то получится 4-киловаттный электрокотел. Нюанс в том, что ночью его можно включать в маломощную сеть 220 В, так как другие потребители «спят», кроме холодильника, например.

Такое «творение», на практике, может стать основным отоплением в течении сезона в утепленном доме, если, конечно, применяется буферная емкость — теплоаккумулятор.
Как подключить теплоаккумулятор в систему

Какая мощность понадобится

В системе отопления целого дома лучше использовать 2-киловатные образцы электронагревателей.

Но в отдельных радиаторах самодельных регистрах, обрезках отопления в гаражах… применять слишком мощные ТЭНы нельзя.

Дело в том, что тепловое реле не может считаться надежной защитой. А доводить жидкость до температуры кипения, перегревать прибор свыше +75 градусов — опасно.

Следовательно, мощность тена не должна быть больше, чем тепловая мощность, отдаваемая прибором при +70 градусах. Это примерно 75% от паспортной мощности радиатора.

Одна секция и чугунного и алюминиевого радиаторов (500 мм между трубами) обладает мощностью теплоотдачи 170 Вт при 90 град жидкости и 20 град воздуха. При +70 град. нагрева — одна секция — 140 Вт, 7 секций — 1080 Вт, 10 секц. — 1400 Вт.
Таким образом, для радиатора из 7 секций мощность ТэНа не должна быт больше чем 1 кВт. А для радиатора из 10 секций — не больше 1,4 кВт.

Труднее обстоит дело с самодельными регистрами, — неизвестна их теплоотдача. Остается лишь начинать использовать наименее мощные нагреватели.

Какие тены для радиатора выбрать

ТЭНы для радиаторов сделаны на основе заглушки (основания) со стандартным диаметром резьбы 40 мм. Остается из радиатора выкрутить нижнюю пробку, на ее место вкрутить нагреватель.

О подборе этих нагревателей по мощности для радиаторов было сказано выше. Не стоит брать более мощный приборы, во избежание аварийных ситуаций. Не нужно перегревать радиатор, добиваясь большей теплоотдачи.

Но эти нагреватели различаются и по длине. Для отдельно стоящего радиатора, без движения жидкости, предпочтительней тены подлиннее. Тогда и прогрев будет более равномерным.

В проточном электрокотле другой приоритет подбора — меньшее гидравлическое сопротивление. Минимизировать влияние нагревателей путем удачного подвода трубок и конфигурации их расположения для домашнего умельца не проблема.

Производитель, — «китайцев», по прежнему, ругают больше всего, лучшими ТЭНами считаются местного разлива — российско-украинские.

Как применяются

ТЭНы могут включаться комнатным термостатом. Тогда они управляются по заданной температуре воздуха.

Но в большинстве случаев используют нагреватели со встроенными температурным реле, — нагрев по температуре теплоносителя.

Жидкость при нагреве расширяется. Нельзя отдельные радиаторы, и другие замкнутые системы отопления, заполнять жидкостью полностью. В системах отопления для компенсации расширения используется расширительный бак.
Расширительные баки для системы отопления

В случае с отдельным радиатором достаточно оставить не менее 10% внутреннего объема не заполненным, — заливать радиатор по верхнюю пробку.

Установка ТЭНа следующая. Система сливается, выкручивается пробка радиатора, вкручивается тен. При этом обычно используется лен со смазкой в качестве уплотнителя (металл-по металлу).

Нагреватель подключается к электросети в соответствии с ПУЭ, с соответствующей изоляцией контактов.

Масло не допустимо

Можно встретить рекомендации залить радиатор маслом, — якобы получится аналог «масляного нагревателя». Прежде чем следовать подобным советам, рекомендуется изучить опыт «пиротехника», который налил масло на картон, поджег, а затем пробовал потушить.
Маслонаполненные промышленные электроагрегаты (например, высоковольтные маслянные разъединители) эксплуатируются с особыми мерами пожарной безопасности.

Если система замораживается, необходимо использовать незамерзающие жидкости, для одного радиатора можно использовать тот же автомобильный Тосол. Горючие жидкости недопустимы.

Встречаются и другие нарушения.

Конструирование своими руками — выгодно?

Самостоятельное конструирование электрообогревательных приборов не приветствуется по соображениям безопасности.

Гораздо целесообразнее приобрести готовый электрический обогреватель для помещений, например, электроконвектор, отвечающий требованиям… За его эксплуатационные качества несет ответственность производитель.

Экономическая целесообразность в ТЭНах может возникнут, как говорилось, когда в наличии имеется «заброшенная» и «бесплатная» оболочка для него.

Но вопросы безопасности, на самом деле, гораздо важнее, чем выгода, получаемая подобным образом.
Сейчас это понимают чаще, потому ТЭНами интересуются все меньше.

К тому же, средний по площади дом выгоднее отапливать электрокотлом с водяными радиаторами, чем отдельными конвекторами. Далее по теме — выгодно ли отапливать конвекторами электрическими

Теплоаккумулятор FRESH 200 л., ТЭН 9кВт, 3 в 1

3 в 1!!! Электрокотёл+Бак горячей воды+теплоаккумулятор

  • Вертикальный бак теплоаккумулятор с теплообменником для ГВС
  • Теплообменник из нержавеющей стали AISI 304
  • Максимальное давление бака 6 Бар!! — единственные на рынке с такими показателями прочности
  • Возможность установки ТЭНа с автоматическим управлением температурой!!! С функцией защиты от закипания и замерзания!!
  • Съёмная полиэфирная изоляция толщиной 65-70 мм с классом огнестойкости B-s2d0
  • Бак изготовлен из чистых холоднокатанных сортов стали, поэтому ваша система отопления долго остается без следов загрязнений и налетов на теплообменниках
  • Возможность объединения несколько источников нагрева в одном баке
  • Опционально возможно изменение конструкции бака по чертежу заказчика
  • Опционально возможен выбор типа теплоизоляции — А, В, С класс по ErP
  • Стильный внешний вид наружной изоляции бака из ABS пластика с декоративными колпачками.
  • Усиленная упаковка из дерева с возможностью вертикально/горизонтальной перевозки
  • Термометр и резьба под гильзу датчика в комплекте

Производительность до 2000 литров горячей воды в час!!!

 

Доставка

Наша компания сотрудничает с различными крупными транспортными компаниями, такими, как Скиф Карго, ГлавДоставка, ЖелдорАльянс, Деловые Линии и т.д., что позволяет организовать доставку оборудования в любую точку России, а так же гарантировать сохранность груза.

Наши сотрудники отслеживают маршрут перевозки в режиме реального времени, поэтому вы всегда сможете узнать, где в данный момент находится Ваш груз.

Мы надеемся, что внедрение программы доставки позволит вам сэкономить свое время и сделает наше сотрудничество еще более удобным и привлекательным.

Стоимость доставки определяется тарифами транспортных компаний и зависит от веса груза, его объема, конечного пункта назначения.

Благодаря разветвленной сети транспортных компаний, сосредоточенных во многих регионах и городах России, стоимость доставки даже одной единицы товара составляет вполне адекватную стоимость в районе 2-5%. При этом срок доставки сборного груза от 4 до 12 дней, что для промышленного оборудования вполне приемлемо.

Патенты и заявки на тепловые аккумуляторы (класс 126/400)

Номер патента: 108

Abstract: Описаны модули материала с фазовым переходом для использования в теплообменнике. Модуль материала с фазовым переходом содержит два или более набора из множества по существу выровненных полых структур, скомпонованных для образования пористой структуры.Материал с фазовым переходом, способный претерпевать фазовый переход в результате теплообмена между ним и жидкостью, заключен внутри полых трубок. Также описан модуль материала с фазовым переходом с полыми трубками, имеющими площадь поперечного сечения через материал с фазовым переходом, выбранный из эллиптических, прямоугольных, стадионных, каплевидных, аэродинамических, скругленных прямоугольников и овальных. Теплообменник, содержащий множество модулей материала с фазовым переходом, первый вход и выход для текучей среды и второй вход и выход для текучей среды, при этом модули материала с фазовым переходом повторяются и циркулируют от совмещения с первым входом для текучей среды, а второй вход для текучей среды повторяется. также описано.

Тип: Грант

Подано: 15 сентября 2016 г.

Дата патента: 12 января 2021 г.

Цессионарий: Университет Дрекселя

Изобретателей: Ин Сунь, Мэтью Маккарти, Янг И.Чо, Филипп Ботчер, Хан Ху, Баолань Ши, Цинхуа Се, Кент Заммит

Вспомогательный нагреватель — обзор

3.2.11.2 Системы водяного отопления помещений

Любая солнечная система водяного отопления состоит из 6 основных компонентов:

a.

Коллектор.

б.

Хранилище.

г.

Автономные отопители.

г.

Насосы или вентиляторы.

e.

Внутренняя система распределения.

ф.

Органы управления.

Коллекторы могут охлаждаться ниже точки замерзания, а замерзание воды может вызвать механическое повреждение. Этого можно избежать одним из следующих способов:

a.

Поддерживая циркуляцию в период опасности заморозков, но это, очевидно, приводит к значительным потерям тепла.Но если морозы бывают всего несколько дней в году, это самое простое и дешевое решение.

б.

Слив воды из системы. Это можно сделать вручную, но также можно использовать автоматические средства, например. в шведском Линчёпинге, где есть запатентованная дренажная система. Недостатком этого метода является то, что смена воды / воздуха может ускорить коррозию внутри пластины абсорбера.

г.

Использование какого-либо антифриза, которое возможно только в закрытых циркуляционных системах, т.е.е. где нет расхода воды. Если к системе отопления подключена система горячего водоснабжения, потребляемая вода должна нагреваться с помощью теплообменника.

Внутренние излучатели тепла или устройства обогрева помещений, которые должны быть специально разработаны для системы солнечного отопления, могут быть:

a.

Панели радиатора.

б.

Радиаторы потолочные.

г.

Вентиляторные конвекторы.

г.

Змеевики встраиваемые в пол.

Re. a

Радиаторные панели, используемые в обычных системах центрального отопления, предназначены для работы с водой с температурой 65-75 ° C. Создавать такие высокие температуры с помощью солнечных коллекторов было бы очень неэффективно и, вероятно, невозможно в зимние месяцы. Когда радиаторные панели эксплуатируются при более низких температурах (например, около 50 ° C, как это принято в системах с тепловыми насосами), необходимо значительно увеличить площадь поверхности, чтобы получить требуемую эмиссию.Как показывает опыт, эта площадь должна быть примерно в два раза больше, чем при использовании обычных систем.

Re.b

Также можно использовать потолочные радиаторы, либо сборные панели, либо лучистые потолки со встроенными змеевиками. Ограничений по размеру нет, весь потолок может представлять собой радиатор, поэтому систему можно будет эксплуатировать при гораздо более низких температурах. Поверхность потолка не должна быть теплее примерно 32 ° C из соображений теплового комфорта, поэтому температура потока воды может быть только около 35 ° C.

Re.c

Вентиляторные конвекторы, имеющиеся в продаже сегодня, также предназначены для работы с водой с температурой 60-75 ° C, но поверхность теплопередачи, которая обычно состоит из оребренных труб, может быть легко увеличена в тех случаях, когда агрегаты должны работать с водой с температурой 50 ° C и ниже.

Re.d

Системы напольного отопления с использованием встроенных электрических элементов или змеевиков с горячей водой используются уже много лет и довольно популярны, например. для ванных комнат (где нет ковров).Такие системы были бы очень полезны в сочетании с солнечным отоплением, так как температура поверхности пола может быть ограничена примерно 25 ° C, а затем можно использовать воду с температурой примерно 28-30 ° C. Теплоемкость, например, бетонного пола также поможет сохранить тепло и, таким образом, сгладить погодные колебания.

Солнечная система отопления, работающая круглый год, обычно неэкономична. Например, в одном случае было обнаружено, что, если данная коллекторная площадь может обеспечить все необходимое отопление в течение 320 дней в году, потребуется удвоение площади, чтобы справиться с последующими 30 днями, а также потребуется еще одно удвоение. чтобы обеспечить достаточно тепла на оставшиеся 15 дней при самых неблагоприятных погодных условиях.В таком случае более экономично выбрать коллектор меньшего размера, а затем полагаться на какой-то дополнительный обогреватель в средние зимние дни. Этот дополнительный нагреватель может быть калорифером, питаемым горячей водой из бойлера, или это может быть бойлер, подключенный последовательно к солнечной системе отопления, но в большинстве случаев дополнительный электрический нагреватель окажется наиболее экономичным решением.

Чтобы обеспечить оптимальную эффективность улавливания в самых разных погодных условиях, можно использовать двухступенчатую систему улавливания в сочетании с тепловым насосом для передачи и улучшения тепла.

Комбинированные солнечные системы водоснабжения и отопления могут оказаться довольно сложными, так как в идеале горячее водоснабжение должно быть 60-65 ° C (для кухни и прачечной, в то время как для ванных комнат достаточно 45 ° C). Следовательно, должен быть усилитель температуры. Если обогрев помещения работает при, скажем, 40 ° C, оставшиеся 20 ° C должны быть обеспечены этим усилителем, что, например, может быть. быть электрическим погружным нагревателем или калорифером, питаемым тем же котлом, что и отопление помещения в предыдущем примере.Летом, когда нет потребности в отоплении помещений, только солнечная система может обеспечить нагрев всей воды с повышенным уровнем температуры.

Технические проблемы солнечного отопления в основном решены. При рассмотрении солнечных домов, построенных в Европе за последние несколько лет, были выбраны три основных типа решений:

a.

Пассивные системы.

б.

Системы теплоносителя (воздух или вода).

г.

Комбинированные солнечные / тепловые насосные системы.

Re.a

Здесь мы можем упомянуть в качестве примера школу Уолласи, которая в основном полагается на тепловые свойства оболочки здания и не предлагает никакого контроля.

Марсельский дизайн группы ABC более сложен благодаря регулируемым жалюзи. Дома Chauveney-le-Chateau и Odeillo попадают в ту же категорию, но предлагают некоторые средства контроля.

В У.В доме Стива Бэра в Корралесе, штат Нью-Мексико, для аккумулирования тепла используется статический объем воды в стальных барабанах, а не в кирпичной кладке, а в доме «Skytherm», построенном Гарольдом Хэем, вода накапливается на крыше с регулируемой крышкой. Коллектор водоема одновременно используется как аккумулятор.

Re.b

Большинство солнечных домов, построенных до сих пор в Европе, имеют систему теплоносителя. Воздух используется в качестве собирающей жидкости в датском доме Arhus, а водная система используется в датском доме Zero Energy и в шведских домах.

Некоторые дома, а.о. Дом Zero Energy предпринял попытки межсезонного хранения, используя огромные резервуары для воды для накопления летнего избыточного тепла, но все они неэкономичны из-за затрат, связанных с созданием сезонного хранилища.

Re.c

Солнечная система отопления может поставлять все необходимое тепло в течение всего года, если используется какая-либо конструкция теплового насоса. Таким образом, тепловой насос можно рассматривать как эффективный и относительно дешевый вспомогательный источник тепла.Экономия, конечно, улучшается, если одна и та же система теплового насоса используется как для отопления зимой, так и для охлаждения летом.

Солнечные системы отопления в сочетании с тепловыми насосами входят в комплект поставки. найдены в экспериментальном доме Philips, доме Брауна Бовери, доме Дорнье, солнечном доме, который будет построен в Гарстоне, Великобритания

В США дом в Тусоне использует неглазурованные коллекторы в качестве источника тепла и радиатора, а в Японии — Янагимачи. дом делает то же самое. Здесь тепловой насос используется почти постоянно.Другие, такие как дома в Альбукерке, Линкольне и Лейк-Пэджетт, имеют застекленный коллектор и в течение коротких периодов времени используют только тепловой насос в качестве вспомогательного агрегата. В домах Thomason используется застекленный коллектор, обращенный на юг, в качестве источника тепла, а северная неглазурованная поверхность крыши — как теплоотвод, но вместо тепловых насосов используются циркуляционные насосы, однако аналогичная система может работать с тепловыми насосами. (см. рис. III / 16)

Рис. III / 16.

(перепечатано с разрешения ASHRAE HANDBOOK и Product Directory 1974).Copyright © 1974

В некоторых домах, особенно в домах Линкольна и Форт-Коллинза в США и в Брисбене в Австралии, компрессоры тепловых насосов с электрическим приводом не используются, а используется система поглощения бромида лития / воды, которую в принципе можно сравнить с тепловой компрессор.

Дом SOLAR ONE в Делавэре, США, использует фотоэлектрические элементы для питания теплового насоса, и это единственный дом на солнечных батареях, который вырабатывает значительное количество электроэнергии с помощью солнечных элементов. Это, безусловно, самый сложный солнечный дом, который был построен до сих пор, и, хотя система неэкономична при нынешнем высоком уровне цен на фотоэлектрические элементы, она может стать экономичной когда-нибудь в будущем, когда ожидается, что солнечные элементы будут стоить лишь часть того, что они стоят сегодня.

SBB Бытовые резервуары для горячей воды для солнечных, геотермальных или гидронных систем

Высокий уровень проектирования и производства — более 90 лет немецких технологий


Танки обжигаются фарфором на заводе Stiebel Eltron в Хольцминдене, Германия

Все резервуары серии Stiebel Eltron SBB / SB-E производятся на наших заводах в Германии и Словакии. Их можно использовать в жилых или коммерческих установках в качестве резервуаров для хранения бытовой горячей воды косвенного нагрева в сочетании с любым типом котлов, геотермальной или солнечной системой горячего водоснабжения.

Сосуды и теплообменники в резервуарах SBB / SB-E изготовлены из толстолистовой стали. Все поверхности, контактирующие с горячей водой, после дробеструйной обработки покрываются толстой фарфоровой эмалью для очистки стальной поверхности. Кроме того, внешняя поверхность сосудов покрыта легким фарфором. Изоляция из пенополиуретана толщиной до трех дюймов гарантирует, что горячая вода остается горячей, а потери тепла в режиме ожидания сводятся к минимуму. Все резервуары SBB / SB-E поставляются с усиленными расходуемыми анодами и видимыми индикаторами износа анодов.Резервуары SBB / SB-E также оснащены очень большим отверстием для очистки для простоты обслуживания.

Баки серии

Stiebel Eltron SBB оснащены одним или двумя теплообменниками большого диаметра, предназначенными для максимальной теплопередачи. Для гелиотермических систем можно использовать бак SBB с внешним резервным нагревателем или бак SB-E со встроенным электрическим элементом. Модели с двойным теплообменником обычно используются в солнечных тепловых установках, когда нижний змеевик подключается к коллектору, а верхний змеевик подключается к любому типу котла для резервного ввода тепла или в качестве отвода для контура лучистого отопления.

Новые емкости SB-E с одним теплообменником и электрическим элементом

Особенности включают:


  • Готовность к солнечной энергии
  • Наружная оболочка из стали с порошковым покрытием
  • Стандартная распределительная коробка для электрического подключения
  • Все соединения NPT
  • Два дополнительных порта
  • Нагревательный элемент с муфтой можно заменить без слива воды из бака

производителей нагревательных элементов | Поставщики нагревательных элементов

Список производителей нагревательных элементов

Области применения

Нагревательные элементы для электроприборов современного поколения.Электрические обогреватели, фены, паяльники, душевые кабины, водонагреватели, плиты, тостеры, сушилки для одежды и т. Д. — вот лишь несколько примеров бесчисленных приборов, в которых используются нагревательные элементы. Нагревательные элементы также чрезвычайно важны в промышленных и коммерческих условиях, где они используются для приведения в действие таких механизмов, как диффузионные насосы, печи, печи и погружные нагреватели из нержавеющей стали.

Нагревательные элементы необходимы для различных отраслей промышленности. Некоторые из наиболее известных из этих отраслей включают: HVAC, электронику, здравоохранение, водоснабжение, домашнее отопление, бытовую технику, промышленное производство, металлообработку, коммерческое приготовление пищи, полупроводники, керамику и стекло.

История нагревательных элементов

В 1879 году Томас Эдисон использовал углеродную нить, чтобы зажечь свою лампочку накаливания. Поскольку эта нить накала также генерировала тепло, ему приписали изобретение первого нагревательного элемента. Однако мы не начали использовать такие элементы специально для производства тепла до следующего столетия. Однако мы работали над формами отопления.

Процесс, с помощью которого работает отопление, был впервые описан и разработан как первый закон термодинамики в конце 19 века Джулиусом Робертом Майером и Джеймсом Прескоттом Джоулем.Вскоре изобретатели того времени начали применять термодинамику для создания нагревательных элементов. Например, в 1868 году художник из Лондона Бенджамин Уодди Моган разработал первый газовый водонагреватель. Однако из-за отсутствия системы вентиляции для рассеивания паров он был небезопасен для домашнего использования. 21 год спустя Эдвин Рууд, американец норвежского происхождения, изобрел первый электрический водонагреватель, который работал намного лучше.

Карбид кремния — один из первых обнаруженных нагревательных элементов, используемых до сих пор.Он был открыт в 1891 году американским изобретателем Эдвардом Г. Ачесоном, который обнаружил его случайно при попытке синтезировать алмазы. Вместо этого он получил синтетический материал, который чрезвычайно тверд и идеально подходит для высокотемпературных применений и полупроводников. В следующем десятилетии, в 1905 году, Альберт Марш открыл NiChrome (хромель). Поскольку NiChrome может достигать температуры в 300 раз выше, чем у конкурирующих нагревательных элементов того времени, он произвел революцию в отрасли. В 1906 году Марш запатентовал свое открытие.Всего три года спустя General Electric начала продавать первый успешный электрический тостер с использованием никель-хрома. Вскоре производители электрифицировали чайники. Сначала их нужно было нагревать на элементах змеевика, но позже в них встроили нагревательные элементы.

Раньше нагревательные элементы использовались только богатыми и прибыльными предприятиями. Однако во время экономического бума после Второй мировой войны электрические приборы с нагревательными элементами наводнили рынок и стали обычным явлением в доме.Тремя типичными нагревательными приборами того времени были: барные нагреватели, электрические радиаторы и переносные масляные радиаторы. В 1950-х годах лучистое отопление в баре было невероятно популярным, потому что модели были портативными и их можно было подключить где угодно. К тому же они очень быстро давали тепло. Однако, хотя они были менее опасны, чем обогреватели, работающие на топливе, они не имели достаточной защитной защиты и подвергали пользователей опасности ожогов. Кроме того, если они будут опрокинуты или кто-то накинет на них одежду, они могут легко начать возгорание.Сегодня некоторые люди все еще используют нагреватели для бара, хотя они должны соответствовать гораздо более высоким стандартам безопасности, чем в 1950-х годах. Из стержневого нагревателя родились многие другие нагреватели с проволочными элементами, такие как инфракрасные нагреватели, которые мы используем сегодня.

В 1960-е годы, когда домовладельцы стали все больше и больше полагаться на отопление дома, цены резко выросли. Чтобы снизить расходы на отопление, производители в Великобритании изобрели новый тип нагревателя — накопительный нагреватель. Накопительные нагреватели работали с использованием электрических нагревательных элементов, которые нагревали термоблоки внутри теплового тела в течение ночи.Затем в течение дня пользователи могли отпускать тепло по мере необходимости, не производя больше электроэнергии. В 1970-х годах правительства всего мира столкнулись с нефтяным кризисом, и поэтому стали использовать больше электрических нагревательных элементов. В конце концов, накопительные обогреватели вышли из моды, потому что им приходилось управлять вручную и от пользователей требовалось много профилактических действий. Кроме того, они не были энергоэффективными. С наступлением 1990-х годов люди начали заменять свои промышленные и домашние системы отопления на более современные электрические радиаторы, которые легче контролировать, они быстрее нагреваются и более энергоэффективны.Еще одним нововведением 90-х годов стала трафаретная печать металлокерамических дорожек на металлокерамике с изоляцией. Созданные таким образом нагревательные элементы широко используются в бытовой технике, например, в чайниках.

Цифровой рост 21 века позволил нагревательным элементам и системам, которые они обслуживают, стать более чувствительными, интуитивно понятными и энергоэффективными. Сборки нагревательных элементов теперь включают такие элементы, как светодиодные экраны, управление Wi-Fi, интеллектуальные счетчики, цифровые клавиатуры и цифровые программаторы для графиков температурного нагрева.Подобные особенности позволяют современным нагревательным элементам работать с исключительной точностью и сложностью. Еще одним отличием нагревательных элементов 21 века является тот факт, что они в гораздо меньшей степени зависят от ископаемого топлива, поскольку экологичность, энергоэффективность и здоровье стали гораздо более важными.

Характеристики

Нагревательные элементы отвечают за преобразование электричества в тепло. Что касается передачи энергии, они следуют теории джоулева нагрева. Когда электрическая энергия проходит через элемент, она попадает на большое сопротивление.Сопротивление преобразуется в электрическую энергию, которая преобразуется в тепловую. Количество произведенной тепловой энергии зависит от того, насколько материал сопротивляется приложенному электрическому току. Измерение удельного сопротивления проволочного элемента заданной длины основано на сопротивлении на длину и площади поперечного сечения. Инженеры измеряют это в Ом на метр. В свою очередь, они используют омы для расчета киловаттной (кВт) нагрузки элемента. Нагрузка в кВт показывает, сколько электроэнергии несет нагревательный элемент.

Типы нагревательных элементов

Разновидности нагревательных элементов, используемых в промышленных, коммерческих и бытовых приложениях, включают: погружные, кварцевые, гибкие, инфракрасные, проволочные, керамические, электрические, металлические и композитные нагревательные элементы, а также многие другие.

Погружной нагревательный элемент
Погружные нагревательные элементы используются для нагрева газов и жидкостей; они обладают особой способностью без сбоев погружаться в нагреваемые материалы. Погружные нагреватели также характеризуются быстрым, эффективным и рентабельным нагревом. Типы материалов, которые они обычно нагревают, включают гальванические ванны, слабые кислоты, масла, воду, соли, воздух и химические растворы. Погружные нагревательные элементы используются в основном в таких системах, как технологические системы, бойлеры, водонагреватели, системы теплопередачи, масляные нагреватели и резервуары для хранения.

Кварцевый нагревательный элемент
Кварцевые нагревательные элементы преобразуют электрические токи в инфракрасные лучи, пропуская их через специальные резисторы. При этом они обеспечивают быстрый нагрев. Эти высокие скорости процесса делают их очень популярными для использования в промышленных приложениях, таких как отверждение пленки, термоформование, порошковые покрытия, клейкое уплотнение и сушка краски, а также для зонального контроля в автомобильной, полиграфической, нефтехимической, текстильной, стекольной и электронной промышленности.

Гибкий нагревательный элемент
Гибкие нагревательные элементы могут соединяться с различными составами и формами и обеспечивать прямой нагрев.Такая универсальность возможна, потому что они очень тонкие и гибкие.

Инфракрасный нагревательный элемент
Инфракрасные нагревательные элементы излучают тепло в форме инфракрасных волн, которые представляют собой тип электромагнитного излучения, известного своей способностью эффективно передавать тепло. Инфракрасные нагревательные элементы используются вместе с излучающими нагревателями, такими как канальные, погружные и трубчатые нагреватели, которые нагревают воздух или жидкость в больших масштабах. Они поддерживают промышленные печи, обогрев сосудов высокого давления, обогрев резервуаров для хранения, бойлеры, водоочистные установки, производство пара и многое другое.

Проволочный нагревательный элемент
Обычно нагревательные элементы, независимо от их типа, имеют форму катушек или проводов. Фактически, проволочные нагревательные элементы являются одними из наиболее широко используемых нагревательных элементов для промышленной и коммерческой сушки. Чтобы сделать их, производители наносят на них электрические схемы. Они используются в нагревателях для обработки поверхностей, печах и многих других сушилках.

Керамический нагревательный элемент
Другой тип нагревательного элемента, керамический нагревательный элемент, используется при конвекционном нагреве; керамические элементы встроены в обогреватели, печи и полупроводники.Существует несколько типов керамических нагревательных элементов, включая дисилицид молибдена и PTC.

Элемент дисилицида молибдена
Дисилицид молибдена — это материал, который проявляет характеристики как металла, так и керамики. Обладая чрезвычайно высокой температурой плавления (точнее, 3690 º F), он считается идеальным для ряда нагревательных элементов большой мощности, используемых в различных отраслях промышленности, включая производство стекла.

PTC
PTC, который расширяется до положительного теплового коэффициента сопротивления, представляет собой высокопрофильный керамический материал, который используется в обогревателях оттаивания задних окон автомобилей, обогревателях помещений и дорогих фенах для волос.Также доступна керамика PTC на полимерной основе, которая используется во многих специальных нагревателях. Эти элементы увеличивают нагрев, поскольку их сопротивление увеличивается. Управлять нагревом этих элементов просто, потому что они являются выбором для саморегулирующихся электронагревателей.

Электрический нагревательный элемент
Электрические нагревательные элементы также широко распространены, особенно при обслуживании промышленных электрических нагревателей.

Патронный нагреватель
Патронный нагреватель подает локализованное тепло к деталям оборудования при производстве металла, пенопласта, пластмассы, пищевой промышленности и упаковки.

Нагревательные элементы на металлической основе
Как следует из названия, тела нагревателей на металлической основе состоят в основном из металлов. Поскольку металл обычно является хорошим проводником тепла и электричества, элементы на основе металла являются одними из самых эффективных нагревательных элементов. Они используются как в бытовой, так и в промышленной технике. Их можно разделить на множество подтипов, включая нагревательные элементы на основе нихрома и нагревательные элементы на основе проволоки резистивных элементов.

Нагревательный элемент из нихрома
Многие электронагреватели имеют элементы, изготовленные из нихрома, который представляет собой сплав, состоящий в основном из никеля и хрома.В нагревателях на основе нихрома используются сплавы, состоящие из 80% никеля и 20% хрома.

Нагревательный элемент с проволочным сопротивлением
Некоторые детали на металлической основе состоят из набора высокопрочных проводов и лент. Эти провода иногда могут быть прямыми или свернутыми в бухту, в зависимости от конструкции и теплопроизводительности прибора. Эти провода используются как сопротивление. Приложения, в которых вы можете найти такое обеспечение, — это тостеры и портативные массажеры для тела. Кантал, нихром и мельхиор — несколько наиболее часто используемых металлов в конструкции проводов сопротивления.

Змеевиковый нагреватель
Змеевиковые нагреватели, ленточные нагреватели или ленточные нагреватели помогают экструзионным каналам и бункерам сохранять пластичность материалов во время экструзии.

Композитные нагревательные элементы
Композитные нагревательные элементы — это нагревательные элементы, состоящие из смеси металлических и керамических материалов. Эти нагревательные элементы доступны во многих типах, включая, среди прочего, трубчатые элементы, радиоактивные элементы и съемные нагревательные элементы с керамическим сердечником.
Трубчатый нагревательный элемент
Трубчатые элементы — это в основном металлические трубы с тонкой спиралью из нихрома, которая нагревает приложение. Трубчатые нагревательные элементы, названные в честь своей трубчатой ​​формы, используются в духовках, посудомоечных машинах и многом другом. Им можно придать стандартную форму или индивидуальную форму для конкретного приложения.

Радиоактивный нагревательный элемент
Радиоактивные элементы, также известные как тепловые лампы, представляют собой мощные лампы накаливания, которые в основном излучают инфракрасные волны, а не видимый свет.Чаще всего их используют в излучающих обогревателях и во многих типах подогревателей пищи. Они бывают двух основных типов: трубчатые и лампы с отражателем R40. Нагревательные элементы для отражающей лампы бывают нескольких основных стилей: с золотым покрытием, с рубиновым покрытием и прозрачные.

• Лампы с золотым покрытием имеют на внутренней стороне осажденную золотую дихроичную пленку. Это уменьшает видимый свет и пропускает большую часть коротких и средних инфракрасных волн. Они в основном используются для обогрева людей.
• Лампы с рубиновым покрытием выполняют ту же функцию, что и лампы с золотым покрытием.Они намного дешевле, чем лампы с золотым покрытием, но дают гораздо более сильный видимый свет.
• Прозрачные лампы не имеют покрытия и используются в основном в промышленных производственных процессах.

Съемный керамический сердечник
Эти нагревательные элементы состоят из спиральной проволоки сопротивления, пропущенной через один или несколько цилиндрических керамических сегментов, которые могут иметь или не иметь центральный стержень. Они работают, когда вставлены в металлическую трубку или оболочку, запечатанную с одного конца. Благодаря этому пользователи могут легко заменять или ремонтировать съемные элементы, не опасаясь что-либо сломать.Обычно они используются для нагрева жидкости под давлением.

Композитный элемент из углеродного волокна
Эти нагревательные элементы состоят из комбинации углеродного волокна и резистивного материала, такого как никель, термореактивного эпоксидной смолы или термопласта, такого как PEEK. Композитные элементы из углеродного волокна, как правило, устойчивы к коррозии, экстремальным температурам и легки. Их часто используют для защиты от обледенения самолетов, обогрева потребителей и промышленного обогрева.

Принадлежности

Если и какие принадлежности для нагревательного элемента вам понадобятся, будет полностью зависеть от вашего применения.Вот несколько примеров из нескольких, которые вы можете встретить: держатели проводов и элементов, термовыключатели, ручные соединительные зажимы, плоскогубцы, плетеный провод, силиконовые уплотнительные кольца, болты, переходники, удлинители, шнуры питания и электрические коробки.

Правильный уход за нагревательными элементами

Для обеспечения безопасной и эффективной работы вы должны правильно соединить нагревательный элемент и его применение. Невыполнение этого может привести к короткому замыканию, пожару, повреждению продукта или потере оборудования.

Большинство обогревателей со временем теряют свою теплопроизводительность. Когда производительность нагревателя снижается, это просто означает, что возникла проблема с его нагревательным элементом. Таким образом, время от времени вам нужно будет менять нагревательный элемент. Как правило, производители предлагают приобретаемые на складе опционы или заменяемые элементы на заказ, в зависимости от потребностей клиента. Чаще всего этот процесс замены имеет довольно короткое время выполнения и считается частью регулярного графика технического обслуживания.Однако, если нагревательный элемент выходит из строя в предмете конечного пользователя, таком как фен, вероятно, более экономично заменить весь предмет, а не его нагревательный элемент.

Производители могут предложить установить сменный элемент, или вы можете сделать это самостоятельно. Продолжайте читать, чтобы получить пошаговое руководство по тестированию и замене старого нагревательного элемента. Наши советы способствуют безопасности пользователей; однако, если вы не уверены, вам следует попросить специалиста провести тестирование и замену.

1. Сначала произведите визуальный осмотр.Если вы видите какие-либо признаки обесцвечивания, повреждения или подгорания на катушке, значит, элемент необходимо заменить. Если вы не заметили ничего необычного во время первоначальной оценки, можете продолжать.
2. Рассчитайте сопротивление элемента. Это математическое упражнение; вы можете использовать калькулятор, чтобы найти сопротивление детали. Простая формула для этого расчета: R = (V x V) ÷ P. В этом уравнении R обозначает сопротивление, V — напряжение, а P обозначает мощность, необходимую элементу.
3. Когда у вас есть сопротивление, пора проверить элемент с помощью измерительного прибора — мультиметра. Настройте прибор на показание сопротивления и выберите для этого подходящую шкалу измерения. Убедитесь, что нагреватель не подключен к источнику питания. Теперь измерьте сопротивление элемента, прикоснувшись к клеммам нагревательных элементов выводами мультиметра.
4. Сопоставьте показание сопротивления, показанное мультиметром, с рассчитанным вами.

Если есть совпадение, значит, с элементом нет проблем.В этом случае, если в последнее время вы заметили какие-либо нарушения в нагреве вашего прибора, возможно, это связано с другой проблемой. Вам необходимо проверить это в ремонтной службе.

Однако, если наблюдаемое значение выше или ниже, чем вы рассчитали, вам необходимо заменить элемент. Вы можете сделать это с помощью профессиональных услуг или посмотреть видеоурок по замене элемента.

ПРИМЕЧАНИЕ. Если вы выполняете этот тест в водонагревателе, вам нужно будет слить всю воду из резервуара и дать ей полностью высохнуть.Также следует отключить устройство и выключить панель прерывателя. После этого осторожно отсоедините электрические провода и откройте резервуар, чтобы выполнить проверку и замену.

Стандарты

Все нагревательные элементы должны соответствовать стандартам безопасности UL (Underwriters Laboratories). UL имеет стандарты соответствия для широкого спектра применений нагревательных элементов, таких как электрические воздуховоды для отопления, коммерческое электрическое приготовление пищи и нагревание, а также нагревательные элементы с электрической оболочкой. Мы также рекомендуем, чтобы все электрические нагревательные элементы соответствовали стандартам Национального электротехнического кодекса (NFPA 70).Хотя стандарты NFPA не соблюдаются на национальном уровне, многие штаты приняли их в качестве закона. В зависимости от вашей отрасли, области применения и региона возможно, что ваши нагревательные элементы должны будут соответствовать дополнительным стандартам. Чтобы узнать больше, обсудите ваши спецификации с вашим поставщиком.

Как найти подходящего производителя

Нагревательные элементы могут улучшить или сломать ваше приложение. Более того, при неправильном подборе или установке они могут быть опасными. Поэтому важно, чтобы вы работали только с надежным и опытным профессионалом.Более того, для достижения наилучших результатов вам необходимо сотрудничать с производителем нагревательных элементов, который стремится производить для вас самые лучшие и полезные продукты. Найдите такого производителя, просмотрев множество производителей высококачественных нагревательных элементов, которые мы перечислили на этой странице.


Нагревательные элементы Информационное видео

Анализ производительности фотоэлектрической системы водяного отопления

Производительность солнечных фотоэлектрических систем водяного отопления с прямым подключением фотоэлектрической батареи к резистивным нагревательным элементам постоянного тока изучалась и сравнивалась с солнечными фототермическими системами.Для простых фотоэлектрических систем отопления был проведен анализ оптимального сопротивления фиксированной нагрузке для различных климатических условий. Оптимальное значение фиксированного сопротивления нагрузки зависит от климата, особенно от годового уровня солнечного излучения. Использование отслеживания точки максимальной мощности по сравнению с фиксированным оптимизированным сопротивлением нагрузки увеличивает годовой доход от 20 до 35%. В то время как общая годовая эффективность фотоэлектрических систем водяного отопления в Европе колеблется от 10% для фотоэлектрических систем без отслеживания MPP до 15% для систем с усовершенствованными трекерами MPP, эффективность солнечной фототермической системы для одинаковой нагрузки горячей воды и климатических условий превышает В 3 раза выше.

1. Введение

Значительное снижение стоимости фотоэлектрических технологий за последнее десятилетие открыло новый рынок с простыми солнечными системами водяного отопления, сочетающими фотоэлектрические модули и электрические нагревательные элементы постоянного тока (DC). В публичных исследованиях наблюдается значительный недостаток публикаций по фотоэлектрической технологии, посвященной только нагреву воды. С другой стороны, существует ряд запатентованных конфигураций фотоэлектрических систем нагрева воды. Fanney и Dougherty [1] раскрыли фотоэлектрический водонагреватель, содержащий переменную резистивную нагрузку, которая обеспечивается рядом сопротивлений, последовательно переключаемых внешним контроллером в соответствии с фактической освещенностью, чтобы обеспечить максимальную выходную мощность фотоэлектрической матрицы на резистивные нагревательные элементы постоянного тока.Thomasson [2] использует фотоэлектрическую систему горячего водоснабжения с резистивными нагревательными элементами постоянного тока, погруженными в два каскадных резервуара для горячей воды с контролируемой зарядкой в ​​соответствии с приоритетом и доступной мощностью. Ньюман и Ньюман [3] предложили фотоэлектрическую систему водяного нагрева с новым резистивным нагревательным элементом, состоящим из набора отдельных нагревательных стержней с фиксированным сопротивлением, управляемых микропроцессорным блоком, для изменения сопротивления нагревательного элемента и обеспечения максимальной фотоэлектрической мощности для нагрева. Батлер [4] запатентовал фотоэлектрический нагреватель постоянного тока на основе резистивного нагревательного элемента, предназначенный для погружения в стандартные резервуары с горячей водой и который может использоваться также в других приложениях (открытые емкости с жидкостью, воздушное отопление и т. Д.). Сегодня рынок предлагает ряд фотоэлектрических систем обогрева с фотоэлектрической решеткой, напрямую соединенной с электронагревателем постоянного тока. Простые фотоэлектрические системы водяного отопления с оптимизированным, но фиксированным сопротивлением нагрузки резистивного нагревательного элемента постоянного тока не нуждаются в дополнительном блоке управления. Контроль сопротивления нагрузки с использованием включения и выключения количества дополнительных резистивных элементов с помощью реле для согласования сопротивления нагрузки с условиями фотоэлектрической батареи приводит к усовершенствованным микропроцессорным блокам управления. В современных контроллерах фотоэлектрических систем был разработан и широко применяется ряд методов и методов для поддержания режима максимальной мощности фотоэлектрической батареи.Обширный обзор и сравнение устройств слежения за точками максимальной мощности можно найти в многочисленной литературе [5–8]. Помимо фотоэлектрических систем водяного отопления, существуют обычные солнечные фототермические системы водяного отопления, которые можно рассматривать как зрелую технологию, несмотря на постоянно продолжающиеся исследования. Различные формы систем нагрева воды на солнечной энергии были подробно классифицированы и рассмотрены Нортоном [9]. Последние достижения в разработке компонентов для активных и пассивных солнечных водонагревательных систем рассмотрены в работе Shukla et al.[10]. Всесторонний обзор систем солнечного отопления с обратным стоком был проведен Ботпаевым и др. [11]. В последние десятилетия интенсивно исследуется нагрев воды с использованием фотоэлектрических тепловых (PV-T) коллекторов. Были смоделированы и испытаны различные конструкции коллекторов и систем PV-T. Chow et al. [12] исследовали целесообразность использования стеклянной крышки на водонагревательной PV / T-системе на основе термосифона под влиянием основных параметров системы. Мишра и Тивари [13] исследовали конфигурацию фототермического коллектора, частично или полностью покрытого фотоэлектрическим модулем.Lämmle et al. [14] предложили концепцию коллектора PV-T с надувной стеклопленочной подушкой для контроля тепловых потерь коллектора, чтобы объединить преимущества и недостатки неглазурованного и застекленного коллектора PVT и избежать перегрева инкапсуляции PV в условиях застоя. Haurant et al. [15] исследовали застекленный коллектор PV-T с исключительной эффективностью преобразования, работающий в солнечной системе водяного отопления. Matuska et al. [16] разработали застекленный коллектор PV-T с термостойкой оболочкой и исследовали энергетические и экономические характеристики солнечной системы водяного отопления для многоквартирного дома.

В статье анализируется годовая энергоэффективность солнечных водонагревательных систем. Первая часть статьи посвящена анализу разницы в выработке электроэнергии солнечной батареей для электрического нагревателя постоянного тока при использовании отслеживания MPP и фиксированного сопротивления нагрузки. Во второй части статьи анализируется солнечная фотоэлектрическая система горячего водоснабжения с использованием фотоэлектрических модулей в обоих вариантах (MPPT, фиксированное сопротивление нагрузки) и сравнивается ее производительность с традиционной солнечной системой горячего водоснабжения с фототермическими плоскими пластинчатыми коллекторами, работающими при одинаковой нагрузке на горячую воду. и климатические условия.При сравнении данных солнечных систем водяного отопления не учитываются экономические параметры (инвестиционные затраты, цена на энергию, процентная ставка и т. Д.), Которые зависят от страны и области применения. С другой стороны, поскольку экономическая точка зрения может повлиять на оптимальный размер области солнечного коллектора (фотоэлектрический, фототермический), анализы всегда выполнялись как параметрические с определенным диапазоном размеров системы для различных климатических условий.

2. Выходная мощность фотоэлектрической батареи для нагрева воды

Фотоэлектрические системы горячего водоснабжения, рассматриваемые в анализе, объединяют фотоэлектрические модули для генерации постоянного тока, который используется для электрических нагревательных элементов, погруженных в резервуар для горячей воды.Фотоэлектрические модули — это электрогенераторы с нелинейными вольт-амперными (ВАХ) характеристиками. На производимую электрическую мощность фотоэлектрической батареи в значительной степени влияет солнечное излучение, в меньшей степени — температура окружающей среды, но в любом случае она зависит от подключенной электрической нагрузки (сопротивления нагрузки). На рисунке 1 показаны ВАХ фотоэлектрической матрицы, собранной из 8 поликристаллических модулей, соединенных последовательно с пиковой мощностью 2 кВт p . ВАХ для двух различных уровней солнечного излучения 200 Вт / м 2 и 1000 Вт / м 2 приведены в качестве примера того, как значение сопротивления нагрузки влияет на выходную мощность фотоэлектрической батареи.Применение сопротивления нагрузки 28 Ом приводит к максимальной мощности 2000 Вт в точке 1 для солнечного излучения 1000 Вт / м 2 , но оптимальное сопротивление нагрузки для обеспечения максимальной выходной мощности для солнечного излучения 200 Вт / м 2 (403 Вт при точка 3) составляет 169 Ом. Применение другого значения сопротивления нагрузки, чем оптимальное, приводит к снижению выходной электрической мощности, как показано в пункте 2 (68 Вт для освещенности 200 Вт / м 2 ) и точке 4 (502 Вт для освещенности 1000 Вт / м 2 ). В целом можно сделать вывод, что высокие значения сопротивления нагрузки подходят для низких уровней освещенности, в то время как низкие значения сопротивления нагрузки обеспечивают максимальную выходную мощность для высоких уровней освещенности.


Чтобы поддерживать фотоэлектрическую батарею в условиях максимальной выходной мощности, сопротивление нагрузки должно изменяться и адаптироваться к фактическим условиям работы фотоэлектрической батареи. Несмотря на это, недорогие фотоэлектрические водонагреватели, доступные сегодня на рынке, часто пропускают какое-либо устройство отслеживания MPP и используют фотоэлектрическую матрицу, напрямую подключенную к электронагревательному элементу постоянного тока с фиксированным значением сопротивления нагрузки, оптимизированным с точки зрения годовой производительности.

Был проведен анализ, чтобы найти оптимальное значение сопротивления нагрузки для данной фотоэлектрической батареи, которое будет использоваться в качестве фиксированного параметра в течение всего года, и обеспечить максимальную производительность для данных условий эксплуатации.Типичные фотоэлектрические батареи, используемые в фотоэлектрических водонагревателях, основаны на поликристаллической технологии. При анализе были рассмотрены фотоэлектрические модули с максимальной выходной мощностью 250 Вт p . Подробные параметры фотоэлектрических модулей показаны в таблице 1. Годовая производительность 4 фотоэлектрических модулей (1 кВт p ) и 8 фотоэлектрических модулей (2 кВт p ), подключенных последовательно к фотоэлектрической батарее, была проанализирована в режиме MPPT ( MPPT-on) и с фиксированным сопротивлением нагрузки (MPPT-off). Для моделирования производства электроэнергии фотоэлектрической батареей использовалась четырехпараметрическая математическая модель [17].Модель позволяет оценить максимальную мощность модуля (отслеживание MPP), но также с заданным сопротивлением электрической нагрузки (при заданном напряжении нагрузки модель определяет ток как функцию напряжения нагрузки). Анализ производства электроэнергии фотоэлектрической батареей в обоих режимах (MPPT-on, MPPT-off) был выполнен для различных климатических условий в Европе. Климатические характеристики выбранных мест показаны в Таблице 2. Во всех вариантах рассматривались фотоэлектрические модули с южной ориентацией и наклоном 45 °.


Параметр Значение

Максимальная мощность P Макс. 29,8 В
Максимальный ток питания I pm 8,39 A
Напряжение холостого хода В oc 36.9 В
Ток короткого замыкания I sc 9,09 A
Температурный коэффициент напряжения β Voc −0,36% / K
02 Температурный коэффициент β Isc
0,06% / K
Номинальная рабочая температура ячейки NOCT 45 ° C

9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 9045 температура окружающей среды
[° C]
Общее облучение
по горизонтали
[кВтч / м 2 .a]
Общее облучение на юг,
под углом 45 °
[кВтч / м 2 .a]
Излучение на юг,
под углом 45 °
[кВтч / м 2 .a]

Мадрид (ES) 13,9 1662 1864 1163
Стамбул (TR) 14,1 1627 1805 1088 1805 1088 1562 1696 914
Генуя (IT) 15.8 1447 1637 944
Бордо (Франция) 12,7 1270 1448 744
Милано
Цюрих (Швейцария) 9,1 1105 1237 585
Прага (Чехия) 7,9 998 1115 487 9045 9045 SE 5.3 980 1232 687

На рисунке 2 показано относительное производство как отношение годового производства электроэнергии фотоэлектрической батареей 2 кВт p с фиксированным сопротивлением электрической нагрузки ( MPPT-off) и годовое производство электроэнергии при отслеживании точки максимальной мощности (MPPT-on). Тенденции аналогичны для других размеров фотоэлектрических массивов с последовательным подключением модулей, а оптимальное значение сопротивления нагрузки для режима MPPT-off прямо пропорционально напряжению разомкнутой цепи В oc фотоэлектрического массива.Также было доказано, что на оптимальное значение сопротивления нагрузки в значительной степени влияют климатические условия, особенно солнечное излучение. На рисунке 3 показана зависимость оптимального значения сопротивления нагрузки от годового солнечного облучения для различных мест в Европе. Оптимальное значение сопротивления нагрузки косвенно пропорционально годовой солнечной радиации.



На рисунке 4 показана разница между удельным производством электроэнергии фотоэлектрической батареей для режима MPPT-on и для режима MPPT-off с фиксированным сопротивлением нагрузки, оптимизированным для данного европейского климата.Разница в производительности между обоими режимами составляет от 25% для солнечных регионов до 35% для регионов с низким уровнем солнечного излучения.


3. Анализ солнечных систем горячего водоснабжения

Детальные математические модели были использованы для солнечных фотоэлектрических и солнечных фототермических систем горячего водоснабжения для частных домов для сравнения энергетических характеристик при идентичных граничных условиях. Солнечные системы были смоделированы в TRNSYS [18] в следующих вариантах (см. Рисунок 5): (i) Фотоэлектрическая система горячего водоснабжения без MPPT (MPPT-off) (ii) Фотоэлектрическая система горячего водоснабжения с MPPT (MPPT-on) (iii) Фототермическая система горячего водоснабжения.


Каждая альтернатива солнечной системы использовалась только для приготовления горячей воды. Рассмотрена суточная нагрузка горячей воды 200 л (от 3 до 4 человек) для типичного домохозяйства с требуемой температурой горячей воды 45 ° C и температурой холодной воды 10 ° C (считается постоянной в течение всего года во всех альтернативах для сохранения той же потребности в тепле в течение всего года). сравнение). Относительный дневной профиль нагрузки горячей водой был взят из Мандата 324 [19] как профиль M. Общая потребность в тепле горячей воды составляет 2974 кВтч / год.Солнечный резервуар для воды объемом 200 л с теплопотери 1,4 кВтч / день был рассмотрен во всех вариантах. Резервуар для воды использовался в качестве ступени предварительного нагрева для обычного водонагревателя. Максимальная температура в резервуаре для воды солнечной батареи установлена ​​на 85 ° C, как рекомендовано производителем для всех систем. Температура горячей воды на выходе из солнечных систем предварительного нагрева регулируется термостатическим клапаном до 45 ° C (верхний предел). Резервная энергия была оценена по фактической водной нагрузке и разнице температур между выходом термостатического клапана и требуемой температурой горячей воды.Солнечные резервуары для воды были смоделированы единообразно с помощью модели TRNSYS (тип 340) [20], которая позволяет моделировать солнечные резервуары для воды с электронагревательными элементами и трубчатыми теплообменниками. Рассмотрены солнечные системы в различных климатических условиях и с разными размерами солнечного источника (размер фотоэлектрической батареи, площадь солнечного теплового коллектора).

3.1. Солнечная фотоэлектрическая система горячего водоснабжения

Годовая производительность фотоэлектрической системы горячего водоснабжения была исследована в двух упомянутых альтернативных режимах работы фотоэлектрической батареи: фотоэлектрическая система с устройством MPPT (MPPT-on) и без MPPT (MPPT-off).Фотогалерея была смоделирована с использованием модели TRNSYS (тип 180), включая электрическую и тепловую модели. PV система горячего водоснабжения была разработана в нескольких вариантах, доступных сегодня на рынке. Рассматривалась фотоэлектрическая батарея с пиковой выходной мощностью от 0,5 кВт p до 2 кВт p , собранная из стандартных поликристаллических модулей мощностью 250 Вт p (параметры см. В таблице 1). Солнечные фотоэлектрические системы горячего водоснабжения были рассмотрены в различных климатических зонах. Зависимость солнечной доли и удельного притока тепла системой была подробно оценена для трех выбранных мест (Прага, Бордо и Стамбул).Результаты показаны на рисунках 6–8 (обратите внимание на разные масштабы графиков для удельного притока тепла). Оптимальное сопротивление нагрузки было использовано для фотоэлектрической батареи, работающей в режиме MPPT-off, в соответствии с таблицей 3.



Количество модулей / мощность [кВт p ] 2 / 0,5 4 / 1,0 6 / 1,5 8 / 2,0

Мадрид 11 22 33 44
9045 34 45
Афины 12 23 35 46
Genova 12 24 35 40 53
Милано 14 27 41 54
Цюрих 15 904 57 29 44 58
Прага 16 32 47 63
Стокгольм 14 29








Годовое моделирование работы фотоэлектрической системы горячего водоснабжения учитывало изменение электрической мощности модуля в зависимости от угла падения солнечного излучения (оптическая характеристика, модификатор угла падения IAM ).Общие электрические потери в кабеле системы учтены 2%. При моделировании не учитывалось долговременное снижение мощности фотоэлектрических модулей, обычно от 0,5 до 1% в год.

Как показано на графиках, доля солнечной энергии увеличивается почти линейно с пиковой мощностью фотоэлектрической батареи до тех пор, пока в летний сезон, когда фотоэлектрическая батарея слишком велика, не появится избыточный приток тепла. Это приводит к более низкому производству энергии для отопления, чем имеющийся потенциал. Точно так же удельный приток тепла в принципе постоянен и не зависит от применяемого размера системы.Только в случае фотоэлектрической батареи увеличенного размера по отношению к нагрузке на горячую воду, удельный приток тепла снижается.

3.2. Фототермическая система горячего водоснабжения

Рассмотрена солнечная фототермическая система горячего водоснабжения с плоскими солнечными тепловыми коллекторами с принудительной циркуляцией. Основные параметры солнечных фототермических коллекторов, требуемые для модели TRNSYS тип 1b, приведены в таблице 4. Расход коллекторного контура принят 40 л / ч.м 2 площади коллектора. Коллекторная петля состоит из медных труб 18 × 1 мм общей длиной 30 м, снабженных теплоизоляцией толщиной 19 мм.Контур соединен с трубчатым теплообменником, погруженным в нижнюю часть солнечного водяного бака, идентичного баку, используемому в фотоэлектрической системе горячего водоснабжения. Трубчатый теплообменник имеет площадь поверхности 1 м 2 . Номинальная удельная теплоемкость теплообменника принята 170 Вт / К. Модель солнечного водонагревателя также учитывает влияние расхода, разницы температур и средней температуры на теплопередающую способность теплообменника.


Параметр Значение

Эффективность с нулевыми потерями η 0 9045 [-] 045 04579
Линейный коэффициент тепловых потерь a 1 [Вт / м 2 K] 4,0
Квадратичный коэффициент тепловых потерь a 2 [Вт / м 2 K 2 ] 0,015
Модификатор угла падения для 50 ° IAM 50 0,95

Солнечная система горячего водоснабжения с солнечными коллекторами различных размеров была проанализирована .Рассмотрены варианты с площадью солнечного коллектора от 1 до 4 м 2 . Подробные результаты показаны на рисунках 9–11 для выбранных мест с различным климатом (Прага, Бордо и Стамбул). В то время как доля солнечной энергии увеличивается с увеличением площади солнечных коллекторов, годовой удельный прирост тепла уменьшается. Это вызвано значительной зависимостью выхода солнечного коллектора от рабочей температуры. Большая площадь коллектора, обеспечивающая более высокий абсолютный прирост энергии в накопительный бак, приводит к более высоким средним рабочим температурам солнечной системы и, следовательно, к снижению эффективности коллектора и более высоким потерям в трубопроводе коллекторного контура.Избыточное поступление солнечного тепла летом, особенно в солнечном климате из-за большой площади коллектора, приводит к ухудшению удобства использования системы и дальнейшему снижению удельного тепловыделения.

4. Экспериментальный анализ

Три исследованных типа солнечных водонагревательных систем были проанализированы также экспериментально (см. Рисунок 12). В фототермической системе используются два обычных плоских пластинчатых коллектора с активной площадью коллектора 3,56 м 2 . Обе фотоэлектрические системы (с MPPT, без MPPT) использовали 8 поликристаллических фотоэлектрических модулей, каждый с пиковой мощностью 240 кВт p .Все солнечные водонагревательные системы были оборудованы одинаковыми солнечными накопителями (объем 200 л, суточные потери тепла 1,4 кВтч / сутки). Основные параметры солнечных водонагревательных систем приведены в таблице 5. Накопительный бак для солнечной фототермической системы имеет трубчатый теплообменник; Накопительный бак для солнечных фотоэлектрических систем имеет нагревательный элемент постоянного тока номинальной мощностью 2 кВт. Резервуары-хранилища не были оборудованы дополнительным резервным подогревателем; солнечные водонагревательные системы использовались в качестве ступени предварительного нагрева.Ориентация и наклон солнечных коллекторов и фотоэлектрических модулей были одинаковыми: ориентация 15 ° на восток (с юга) и наклон 45 °. Таким образом, для всех экспериментально протестированных систем были обеспечены одинаковые климатические условия (Зиар-над-Гроном, Словакия).

12457 Площадь солнечного коллектора8 м 2 / 1,92 кВт p
2 200452

Фотоэлектрическая система без MPPT Фотоэлектрическая система с MPPT Фототермическая система

12,8 м 2 / 1,92 кВт p 3,56 м 2
Объем накопительного бака 200 л 200452

Суточная нагрузка по горячей воде для солнечных водонагревательных систем составляла 200 л воды при температуре 45 ° C. Были оценены полезные поступления солнечного тепла от систем водяного отопления.

Экспериментальные испытания солнечных систем начались в сентябре 2013 года. Вначале для нагрева воды использовались только солнечные фототермические системы и солнечные фотоэлектрические системы без MPPT. Позже в 2014 году солнечная фотоэлектрическая альтернатива с MPPT была добавлена ​​для сравнения к обеим водонагревательным системам. Результаты экспериментальных испытаний показаны в Таблице 6 и на графике на Рисунке 13 для всех солнечных водонагревательных систем.

5 9045 9045 9045 9045 9045 0 188 9045 9045 9045 9045

Месяц Фотоэлектрическая система
без MPPT
[кВтч]
Фотоэлектрическая система
с MPPT
[кВтч]
Фототермическая система

7 5
сентябрь 2013 138 0 154
октябрь 2013 117 0 134
ноябрь 2013 37 47 47 декабрь 2013 24 0 36
Янв 2014 19 0 29
Февраль 2014 54 0 72 155
апрель 2014 144 0 172
май 2014 155 0 181
июнь 2014 194 227 220
июль 2014 171 197 9045 9045 9045 9045 9045 9045 147
Сентябрь 2014 г. 87 107 116
Октябрь 2014 г. 74 88 93
Ноябрь 2014
декабрь 2014 33 53 42
январь 2015 26 40 36
фев 2015 78 110 89457

Сравнение систем в течение первого сезона с начала сентября 2013 г. до конца августа 2014 г.Годовой приток тепла фототермической системой составляет 1544 кВтч / год, то есть 434 кВтч / м 2 .a. Годовой приток тепла фотоэлектрической системой без MPPT составляет 1322 кВтч / год, то есть 103 кВтч / м 2 .a. Оба результата соответствуют значениям, графически представленным на Рисунке 6 (учитывая мощность фотоэлектрического модуля 1,92 кВт p ) и Рисунке 9 (учитывая площадь коллектора 3,56 м 2 ). Климат места с испытанными системами (Ziar nad Hronom) и климат Праги, использованный для моделирования, имеют схожие погодные условия.Сравнение фотоэлектрических систем отопления с MPPT и без MPPT-регулирования показало, что полезный приток тепла для системы с MPPT-контролем примерно на 20% выше, что подтверждает представленное теоретическое моделирование.

5. Сравнение и обсуждение

При сравнении производительности солнечных водонагревательных систем, общая эффективность системы может быть принята в качестве параметра, который показывает потребность системы в доступной площади крыши. На рисунке 14 показана зависимость годового удельного прироста тепла от годового падающего солнечного излучения для всех исследованных альтернатив (размер, климат).Соотношение этих величин дает общую эффективность системы.

Эффективность фотоэлектрических систем водяного отопления зависит только от возможности использования фотоэлектрических массивов для нагрева воды. Избыточное поступление тепла в летний сезон, которое невозможно использовать, снижает общую эффективность системы. В ходе анализа отслеживалась разница между эффективностью фотоэлектрических систем с отслеживанием MPP и с фиксированным сопротивлением нагрузки. В то время как эффективность фотоэлектрической системы водяного отопления с отслеживанием MPP составляет от 13 до 15% для всех климатических условий, эффективность простой системы без MPPT достигает КПД от 10 до 11%.

Производительность солнечных тепловых систем гораздо больше зависит от условий эксплуатации. В то время как выработка электроэнергии от фотоэлектрической батареи не зависит от температуры накопительного резервуара, тепловыделение солнечного теплового коллектора уменьшается с температурой резервуара, поскольку оно напрямую влияет на рабочую температуру жидкости коллектора и, следовательно, на тепловые потери солнечного коллектора и коллекторного контура. Это причина большого разброса точек на графике на Рисунке 14 для случая солнечной фототермической (ФТ) системы.Общий КПД фототермических систем составляет от 35 до 68%.

Сравнение общей эффективности системы ясно показывает, что солнечная тепловая система требует примерно от 3 до 6 раз меньше площади крыши для нагрева воды, чем фотоэлектрическая система водяного отопления.

6. Заключение

Были исследованы солнечные фотоэлектрические системы водяного отопления, основанные на прямом подключении фотоэлектрической батареи к резистивным нагревательным элементам постоянного тока, погруженным в резервуар для горячей воды. Использование отслеживания точки максимальной мощности по сравнению с фиксированным оптимизированным сопротивлением нагрузки увеличивает годовой доход от 20 до 35%.Оптимальное значение фиксированного сопротивления нагрузки зависит от климата, особенно от годового уровня солнечного излучения. Общая годовая эффективность фотоэлектрических систем водяного отопления в Европе колеблется от 10% для фотоэлектрических систем без отслеживания MPP до 15% для систем с продвинутыми трекерами MPP. Однако такие значения значительно ниже, чем эффективность солнечной фототермической системы при одинаковой нагрузке на горячую воду и климатических условиях. Несмотря на то, что на эффективность солнечной фототермической системы влияет больший размер, чем у фотоэлектрической системы отопления, эффективность более чем в 3 раза выше.Теоретический анализ подтвержден экспериментальными испытаниями солнечных водонагревательных систем.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Благодарности

Эта работа была поддержана Министерством образования, молодежи и спорта в рамках Национальной программы устойчивого развития I (NPU I), проект №. LO1605, Университетский центр энергоэффективных зданий — этап устойчивости.

Является ли водонагреватель с тепловым насосом правильным выбором для вашего дома?

Готовы заменить электрический водонагреватель накопительного бака и ищете более эффективное решение? Рассмотрим водонагреватель с электрическим тепловым насосом.

Водонагреватель с электрическим тепловым насосом может быть в два или три раза более энергоэффективным, чем обычный электрический водонагреватель сопротивления, что означает значительную экономию на счетах за коммунальные услуги. Фактически, семья из четырех человек может сэкономить до 3500 долларов за срок службы нового энергоэффективного водонагревателя с тепловым насосом.

Способ, которым тепловой насос нагревает воду — путем передачи тепла из воздуха — является гораздо более энергоэффективным процессом, чем выработка тепла с помощью электрического резистивного нагревательного элемента, что и делают большинство обычных водонагревателей с накопительными баками. Обычно легче что-то переместить, чем что-то сделать, и водонагреватели с тепловым насосом используют электричество для переноса тепла из одного места в другое, вместо того, чтобы генерировать тепло напрямую.

Водонагреватель с тепловым насосом также включает в себя резистивный электрический нагревательный элемент, но он используется только в качестве резервного, когда это необходимо, например, когда есть большая потребность в горячей воде или при более низких температурах.

Чтобы получить максимальную экономию от водонагревателя с тепловым насосом, он должен чаще работать в режиме энергосбережения / только теплового насоса. Ключевыми факторами, которые следует учитывать, являются то, где будет установлен водонагреватель и как он будет использоваться. Для многих домов в Массачусетсе эти факторы не должны представлять проблемы, поэтому вы, вероятно, сможете получить много горячей воды и сэкономить электроэнергию. Вот что вам нужно знать.

Место установки
Для водонагревателя требуется достаточно свободного пространства вокруг агрегата для правильной циркуляции воздуха, что позволяет тепловому насосу работать оптимально.Рекомендуется не менее 750 кубических футов, поэтому подвал или гараж в большинстве случаев подойдут, а вот кладовка — нет. Еще один фактор, который следует иметь в виду, если у вас низкие потолки, заключается в том, что водонагреватели с тепловым насосом часто немного выше, чем обычные водонагреватели с накопительным резервуаром.

Температура окружающей среды
Водонагревателю с тепловым насосом требуется достаточно тепла в окружающем воздухе для наиболее эффективной работы. Если площадь установки водонагревателя составляет не менее 50 градусов, вы сможете воспользоваться его режимом энергосбережения.Когда температура упадет ниже 50 градусов, горячая вода все равно будет, но водонагревателю потребуется использовать свои резервные нагревательные элементы, что потребует больше энергии.

Использование воды
Время восстановления может быть больше у теплового насоса по сравнению со стандартными электрическими резистивными нагревательными элементами. Для обычного дома это не должно быть проблемой, и у вас будет вся необходимая горячая вода. Но если у вас очень большая семья, которая регулярно использует много горячей воды в течение короткого периода времени, водонагревателю, возможно, потребуется работать в режиме электрического сопротивления, чтобы не отставать, что может снизить потенциальную экономию энергии.

Водонагреватель с тепловым насосом окупается за счет экономии энергии примерно за два года для семьи из четырех человек. Еще более быстрая окупаемость может быть достигнута, если воспользоваться скидкой до 600 долларов, предлагаемой спонсорами Mass Save ® . Щелкните здесь для получения более подробной информации.

Экономия энергии дома

ИНЖЕКЦИОННАЯ ФОРСУНКА, ИМЕЮЩАЯ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ И ТЕПЛОВЫЙ АККУМУЛЯТОР, И СПОСОБ ВВОДА ОКИСЛЯЮЩЕЙСЯ ЖИДКОСТИ В ВЫПУСКНОЙ СИСТЕМЕ ДО КАТАЛИТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ИЛИ ФИЛЬТРА

Полный текст PCT / EP2006 / 008678 Форсунка
с нагревательным элементом и теплоаккумулятором; и
Способ введения окисляемой жидкости в выхлопную систему перед каталитическим нейтрализатором или фильтром
. фильтр.Это изобретение также относится к способу введения окисляемой текучей среды
в выхлопную систему перед катализатором или фильтром.
Современные выхлопные системы часто включают дизельные сажевые фильтры или катализаторы, накапливающие NOx-
. Эти фильтры или катализаторы необходимо регенерировать через регулярные интервалы
, иначе их гидравлическое сопротивление чрезмерно увеличится или их эффективность
снизится. Регенерацию обычно называют «выжиганием
», поскольку во время регенерации происходит термическая реакция.Эта реакция
может быть инициирована тем, что смесь воздуха и топлива, подаваемая в двигатель внутреннего сгорания
, обогащается. В качестве альтернативы топливо или какая-либо другая подходящая окисляемая текучая среда может быть введена
непосредственно в выхлопную систему перед фильтром или катализатором
. Из уровня техники известны различные системы для впрыска топлива или также мочевины в выхлопную трубу
.
Если топливо впрыскивается напрямую, оно испаряется в выхлопной трубе. Однако это
приводит к тому, что тепло отводится из потока выхлопных газов, что, в свою очередь,
невыгодно для регенерации; для регенерации желательна повышенная температура выхлопных газов
.В качестве альтернативы может использоваться свеча накаливания
, которая испаряет топливо, впрыскиваемое в выхлопную систему за пределами выхлопной системы
. Однако было обнаружено, что потребляемая мощность свечи накаливания
, достаточно мощной для этой цели, приведет к недопустимо высокой нагрузке
, действующей на электрическую систему автомобиля.
Таким образом, целью изобретения является создание форсунки для впрыска или способа
для впрыска, с помощью которого необходимое количество топлива или другой подходящей жидкости
может быть введено в выхлопную систему без нежелательного уменьшения
температура выхлопных газов и без чрезмерной нагрузки
, действующей на электрическую систему автомобиля.

-2-
Для решения этой задачи предусмотрена форсунка для впрыска в соответствии с изобретением
, в частности, для введения окисляемой жидкости в выхлопную систему
перед катализатором или фильтром, содержащую нагревательный элемент и нагреватель
аккумулятор, который может нагреваться нагревательным элементом и может отводить накопленное тепло
в жидкость. В соответствии с изобретением также предоставляется способ
для введения окисляемой текучей среды в выхлопную систему перед катализатором или фильтром
, в котором используется форсунка для впрыска, которая включает в себя нагревательный элемент
и аккумулятор тепла, при этом Нагревательный элемент
включается перед процессом впрыска, так что аккумулятор тепла нагревается, а жидкость
вводится только позже, так что аккумулятор тепла может отдавать энергию жидкости
и испарять ее.Изобретение основано на фундаментальной идее
, использующей нагревательный элемент со сравнительно низким энергопотреблением. Потребляемая мощность
настолько низка, что нагревательный элемент не может испарять жидкость, которая должна быть введена
за короткий период фактического процесса нагнетания. Вместо этого нагревательный элемент
в основном используется для нагрева аккумулятора тепла, так что после определенного «времени предварительного нагрева»
сохраняется достаточно большое количество тепла, с помощью которого вся текучая среда испаряется во время сравнительно короткого впрыска.
процесс.
В качестве нагревательного элемента может использоваться известная свеча накаливания. Потребляемой мощности
порядка 200 Вт должно хватить.
В качестве материала для теплового аккумулятора может использоваться металл. Наряду с хорошей теплоемкостью
важна особенно высокая теплопроводность, так что сохраненное тепло
может быть отведено в жидкость для закачки в течение очень короткого периода времени.
Предпочтительно между нагревательным элементом
и тепловым аккумулятором предусмотрен зазор, через который может течь текучая среда.Это гарантирует, что во время фактического процесса впрыска
нагревательный элемент также обтекает жидкость, которая может непосредственно испаряться
.
Предпочтительно предусмотрен корпус, в котором размещается аккумулятор
тепла, при этом изолирующий материал расположен между корпусом
и аккумулятором тепла. Изоляционный материал предотвращает тепловые потери
наружу.

-3-
Может быть предусмотрено, что нагревательный элемент включается за заданное время
до процесса впрыска, остается включенным во время впрыска и выключается на
после завершения процесса впрыска.Нагревательный элемент
снова включается в назначенное время перед следующим процессом впрыска.
Этого должно быть достаточно, чтобы включить нагревательный элемент примерно за 20 секунд
до самого процесса впрыска. Этот период существенно зависит от мощности нагрева
нагревательного элемента. Чем ниже мощность нагрева, тем раньше
должен включаться нагревательный элемент. Фактический процесс впрыска занимает
раз, порядка двух-трех секунд.
В качестве альтернативы может быть предусмотрено, что нагревательный элемент
остается включенным постоянно.Мощность нагрева нагревательного элемента тогда выбирается настолько низкой
, что нагревательный элемент может снова нагревать аккумулятор тепла до температуры
, необходимой для испарения текучей среды в период между двумя процессами нагнетания
.
Обычно период от двух до четырех минут приходится на два последовательных процесса впрыска
.
Далее изобретение будет описано со ссылкой на вариант осуществления
, который проиллюстрирован на прилагаемых чертежах, на которых:
— Фиг.1 показывает схематический вид системы в соответствии с изобретением
;
— на фиг. 2 показано продольное сечение форсунки для впрыска в
в соответствии с изобретением;
— на фиг. 3 показано поперечное сечение форсунки, показанной на фиг. 2,
по плоскости III-III; и
— Фиг.4 показывает диаграмму, на которой мощность нагрева P нагревательного элемента
, температура T теплового аккумулятора и впрыскиваемый объем V
нанесены на график во времени.
На фиг. 1 схематично показан двигатель 5 внутреннего сгорания, в частности дизельный двигатель
, выхлопные газы которого проходят через выхлопную трубу 6 к катализатору
, в частности, к катализатору, накапливающему NOx, или дизельному сажевому фильтру. Этот компонент

_4-
, который снижает количество вредных веществ в выхлопном газе,
здесь обычно обозначается ссылочной позицией 7. На выхлопной трубе 6,
смонтировано сопло 8 для впрыска, которое через линию / В насосную систему 9 можно подавать
окисляемую текучую среду, в частности топливо, из подходящего резервуара.Принципы
такой системы известны из уровня техники. Обычно он служит для введения
окисляемой текучей среды в поток выхлопных газов перед компонентом 7 в
, чтобы инициировать регенерацию компонента 7.
Форсунка 8 (см. Рисунки 2 и 3) включает в себя корпус 10, в котором
имеется вход 12 для окисляемой текучей среды и выход 14 для испарившейся текучей среды
в направлении выхлопной системы. Внутри корпуса 10 расположен изолирующий материал 16
16, имеющий низкую теплопроводность.Внутри изоляционного материала 16
расположен аккумулятор 18 тепла, который образован из материала
с высокой теплоемкостью и высокой теплопроводностью. В качестве материала можно использовать большинство металлов
. Теплоаккумулятор 18 обычно имеет кольцевую форму
и включает множество ребер 20 в направлении центрального отверстия. Ребра заканчиваются
на небольшом расстоянии от расположенного по центру нагревательного элемента 22, на который
может подаваться электрическая энергия P. В качестве нагревательного элемента может использоваться свеча накаливания
Из-за узкого зазора между нагревательным элементом 22 и источником тепла аккумулятор
18 с ребрами 20, сравнительно большая поверхность доступна для передачи тепла
от нагревательного элемента 22 и теплового аккумулятора 18 к текучей среде.
На фиг. 4 показано, как жидкость может быть введена в выхлопную трубу 6
с помощью описанной форсунки 8. Буква P обозначает
энергии, подводимой к нагревательному элементу 22, буква V обозначает объем
жидкости, впрыскиваемой через форсунку 8, а буква T обозначает температуру
теплового аккумулятора 18.
В момент времени ti , нагревательный элемент 22 включается. Вскоре после этого температура теплового аккумулятора 18 на уровне
начинает повышаться в момент времени t ?.С задержкой
порядка 20-30 секунд процесс впрыска начинается в момент времени t3. Как только
, как только окисляемая текучая среда F перекачивается через зазор между аккумулятором 18 тепла
и нагревательным элементом 22, текучая среда испаряется, поскольку аккумулятор 18 тепла
и нагревательный элемент 22 выделяют энергию текучей среде. В процессе
температура аккумулятора 18 тепла снижается. Процесс впрыска

-5-
занимает время порядка двух-трех секунд и завершается к моменту времени
t4.В это время нагревательный элемент 22 выключен.
В качестве альтернативы, нагревательный элемент можно выключить незадолго до момента
t4, и можно использовать остаточное тепло.
Мощность нагрева нагревательного элемента 22, интервал между переключением
на нагревательном элементе 22 и началом впрыска (t3-ti) и тепловая мощность
в тепловом аккумуляторе рассчитаны таким образом, что общее количество
закачиваемая жидкость испаряется в процессе закачки.
Таким образом гарантируется, что тепло для испарения текучей среды не требуется
отводить от потока выхлопных газов.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления может быть предусмотрено, что нагревательный элемент
остается включенным постоянно. В этом случае требуется значительно меньшая мощность нагрева
, так как между двумя циклами впрыска очень много времени
доступно для нагрева теплового аккумулятора 18.

-6-
Список номеров ссылок
5 Двигатель внутреннего сгорания
6 выхлопная труба
7 компонентов для очистки выхлопных газов
8 форсунка
9 трубопровод / насосная система
10 корпус
12 вход жидкости
14 выход жидкости
16 изоляционный материал
18 теплоаккумулятор
20 ребро
22 нагревательный элемент

-7 —
Претензий
1.Форсунка (8), в частности для подачи окисляемой жидкости в выхлопную систему
перед катализатором (7) или фильтром (7), содержащая нагревательный элемент
(22) и аккумулятор тепла (18), который может нагревается нагревательным элементом
(22) и может отводить накопленное тепло в жидкость.
2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что нагревательный элемент
(22) представляет собой свечу накаливания.
3. Форсунка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что аккумулятор тепла (18)
выполнен из металла.
4. Форсунка по любому из предшествующих пунктов,
, отличающаяся тем, что нагревательный элемент (22) расположен внутри аккумулятора
тепла (18).
5. Форсунка по любому из предшествующих пунктов,
, отличающаяся тем, что между нагревательным элементом (12) и тепловым аккумулятором
(18) предусмотрен зазор, через который может течь текучая среда.
6. Форсунка по п.5, отличающаяся тем, что аккумулятор (18) тепла
содержит множество ребер (20), обращенных к нагревательному элементу
(22).
7. Форсунка по любому из предшествующих пунктов,
, отличающаяся тем, что предусмотрен корпус (10), в котором размещен теплоаккумулятор
(18), в котором изоляционный материал (16) расположен между
и корпус и теплоаккумулятор (18).
8. Способ введения окисляемой текучей среды в выхлопную систему
перед катализатором (7) или фильтром (7), в котором используется форсунка (8).
, который включает в себя нагревательный элемент (22) и аккумулятор тепла (18), при этом нагревательный элемент
(22) включается перед процессом впрыска, так что аккумулятор тепла
нагревается, а жидкость впрыскивается позже , так что аккумулятор тепла
(18) может отдавать энергию текучей среде и испарять ее.
9. Форсунка по п.8, отличающаяся тем, что нагревательный элемент
(22) включается за заданное время перед процессом впрыска,

-8-
остается включенным во время впрыска и выключается по завершении. процесса впрыска
.
10. Форсунка по п.8, отличающаяся тем, что нагревательный элемент
(22) включается на заданное время перед процессом впрыска,
остается включенным во время впрыска и выключается незадолго до завершения впрыска
. процесс.
11. Форсунка по любому из пп.8-10, отличающаяся тем, что нагревательный элемент (22) включается примерно за 20 секунд до процесса впрыска
.
12. Форсунка по п.8, отличающаяся тем, что нагревательный элемент
(22) остается включенным постоянно.
13. Форсунка по любому из пп.8-12, отличающаяся тем, что процесс впрыска занимает время порядка двух-трех секунд.
14. Форсунка по любому из пп.8-13, отличающаяся тем, что процесс впрыска повторяется через заданное время, которое составляет порядка
от двух до четырех минут.

Настоящее изобретение относится к форсунке (8), в частности, для подачи окисляемой текучей среды
в выхлопную систему перед катализатором (7) или фильтром (7),
содержит нагревательный элемент (22) и теплоаккумулятор.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.