Отопление газовыми теплогенераторами | ООО Фрамосс-Волга

С наступлением холодов наибольшую актуальность обретает вопрос обеспечения комфортных температурных условия. Отопление малогабаритных помещений не составляет большого труда, но как быть, если речь идет об обогреве больших производственных площадей, складов, коттеджей и т. д. Альтернативой в данном случае является высокоэффективное оборудование для автономного отопления.

Индивидуальные отопительные системы обладают множеством достоинством, в том числе возможностью регулирования температурного режима. Каждый отопительный прибор имеет свою производительность и способ обогрева. Наиболее мощными, на сегодняшний день, считаются газовые теплогенераторы для воздушного отопления. 

Классификация теплогенераторов

Теплогенераторы – это высокотехнологичное оборудование, которое обладает сложным внутренним строением и вырабатывает тепло, распространяющееся по всей площади при помощи вентилятора.

Эти агрегаты имеют высокие показатели мощности и способны всего за 10 минут обеспечить нагрев помещения в 60-70 м2. 

Эффективность отопления теплогенераторами определяется исходя из модификации оборудования.

Данные агрегаты различаются между собой не только по типу используемого топлива, но и по другим параметрам:

По весу и габаритам: 

• мобильные;
• стационарные;

По размещению:

• навесные – для использования в помещении и за его пределами;
• напольные – для установки внутри помещения.

По распределению теплого воздуха:

• горизонтальные – нагретый воздух циркулирует в горизонтальной проекции, что крайне удобно для отопления небольших площадей;
• вертикальные – воздух поступает снизу вверх, обеспечивая качественный обогрев помещений с высокими потолками.

По типу сжигаемого топлива:

• газовые;
• дизельные;
• вихревые;
• универсальные.

От выбора топлива напрямую зависят интенсивность и скорость отопления теплогенераторами, а также затраты на обогрев помещения в денежном эквиваленте.

Преимущества отопления теплогенераторами

При выборе отопительной системы необходимо руководствоваться не стоимостью оборудования, а, в первую очередь, его производительностью и эксплуатационной долговечностью. Отопление теплогенераторами является оптимальным решением для качественного обогрева больших площадей за счет ряда преимущественных особенностей.

Главным достоинством такого рода агрегатов является расположение камер и отсеков конструкции, за счет которого отработанное топливо не смешивается с воздухом, циркулирующим в помещении. Экологичность и безопасность оборудования позволяет использовать его не только в промышленной отрасли, но и в быту.

Существенный плюс теплогенераторов – это отсутствие промежуточного теплоносителя (батареи, спираль, трубы и т. д.). То есть, вырабатываемое оборудованием тепло полностью уходит на обогрев воздуха, а не расходуется на обогрев теплоносителя. За счет этого КПД увеличивается до 95%, а результат от работы прибора ощущается практически сразу после его включения.

Фирма «Фрамосс – Волга» представляет своим клиентам широкий ассортимент отопительного оборудования передового производства, в том числе высокоэффективные воздушные теплогенераторы для отопления помещений любого типа, способные удовлетворить самые серьезные запросы потребителя.

Теплогенераторы промышленные – характеристики, устройство

Современные теплогенераторы промышленные применяются во многих сферах для воздушного отопления и вентилирования помещений. В отличие от обычного отопительного котла, они более эффективны при обогреве больших площадей и быстрее прогревают пространство до заданной температуры. Такие воздухонагреватели являются едва ли не единственным способом отопить помещения, в которые постоянно поступает холодный воздух извне – ангары, склады, теплицы, строительные площадки.

Виды и назначение теплогенераторов

Теплогенераторы относятся к автономным источникам тепла, используемым для получения горячего теплоносителя в процессе сжигания топлива. Их отличительная особенность состоит в том, что для обогрева используется воздух из помещения, который после прохождения через теплообменник выходит наружу уже нагретым до определенной температуры. Все устройства, представленные на рынке, классифицируются по способу установки и виду используемого источника энергии.

По виду топлива

В зависимости от сжигаемого топлива воздухонагреватели бывают следующих видов:

• Газовые – наиболее распространенные. Такие устройства работают на природном или баллонном газе, позволяющем хорошо экономить на отоплении. Газовый теплогенератор рассчитан на непрерывную подачу горячего воздуха в помещение. Используемый в нем теплообменник извлекает значительные объемы тепла из продуктов горения, благодаря чему отходы выделяются в атмосферу в минимальном количестве.
• Дизельные – менее эффективны по сравнению с газовыми и сложнее по конструктивному исполнению, поэтому отличаются более высокой ценой. В качестве источника энергии в них обычно используются солярка или керосин, но на некоторых производствах для горения применяют отработанные жиры и масла. Топливо в камеру такого прибора подается капельным способом либо распыляется посредством форсунки.
• Твердотопливные – более похожи на обычные дровяные печи. Для отопления в них сжигаются древесина, уголь, торф, отходы сельхозпроизводства. КПД в аппаратах на твердом топливе ниже в сравнении с аналогичными устройствами –80–85 % против 90 % у газового теплогенератора. Кроме того, они имеют более габаритный размер и дают больше отходов.

Помимо вышеуказанных разновидностей, существуют универсальные водонагреватели, которые могут работать и на твердом, и на жидком топливе.

По способу установки

Выделяют мобильные и стационарные устройства. Первые легко транспортировать, поэтому они часто используются в местах, где необходим временный нагрев помещения. Стационарные устанавливаются на специально оборудованных площадках. Отдельные модели можно ставить на передвижные контейнеры для удобного перемещения между отапливаемыми пространствами.

Принцип действия теплогенераторов промышленного типа

Принцип работы генераторов тепла определяется особенностями их конструкции. Независимо от источника энергии, все агрегаты состоят из следующих элементов:

• Камера сгорания – в ней происходят процессы сжигания топлива.
• Горелка – предназначена для поддержания процессов горения.
• Вентилятор – нагнетает воздух в камеру сгорания и способствует его попаданию в помещение после нагрева.
• Теплообменник – необходим для смешивания холодных и нагретых воздушных масс.
• Воздуховод – отвечает за перенос воздуха. Дополнительно в промышленных теплогенераторах предусмотрены распределительные задвижки, которые контролируют направление движения воздушных потоков.

При запуске оборудования вентилятор захватывает воздух из помещения и направляет его в теплообменник. Топливо, сжигаемое в камере сгорания, выделяет тепло, которое способствует нагреву воздушных масс. После этого воздух проходит по воздуховоду и поступает обратно в помещение, обеспечивая его необходимую температуру. Продукты сгорания, образованные в процессе нагрева, выдаются в дымоходное устройство, которое должно быть установлено при монтаже генератора.

Основным показателем работы теплогенераторов является мощность, которая может различаться в зависимости от вида и модели устройства. Чем больше размер отапливаемого пространства, тем выше должен быть этот параметр. Как правило, в агрегатах до 350-400 кВт теплообменник и вентиляция размещаются в общем корпусе. В устройствах мощностью до 1000 кВт предусмотрены раздельные вентиляционные и теплообменные секции.

Еще одна важная характеристика – расход сжигаемого топлива. По этому показателю дизельные генераторы тепла считаются более экономичными в сравнении с газовыми устройствами, но поскольку газ стоит дешевле, последние требуют меньше затрат на отопление.

Область применения

В большинстве случаев оборудование используется для отопления помещений в зимний сезон. Это могут быть производственные цеха, складские комплексы, подсобки, автомастерские и другие помещения большого размера. Часто промышленные теплогенераторы применяют для обогрева торговых залов, строительных площадок и сооружений сельскохозяйственного назначения – теплиц и оранжерей, курятников, животноводческих ферм.

Благодаря тому, что вместо традиционного жидкого теплоносителя в устройствах применяется воздух, они являются экономически выгодными и безопасными в эксплуатации. Искусственная вентиляционная система приборов позволяет обогреть помещения в короткие сроки. Чтобы обеспечить пространство площадью 50 м2 комфортной температурой, достаточно подождать всего 20–30 минут.

Сочетание высокой производительности и отменных эксплуатационных характеристик делает теплогенераторы повсеместным явлением. Их использование позволяет обеспечить эффективный обогрев помещений и решить вопросы теплоснабжения промышленных зданий с существенной экономией средств.

Что такое теплогенераторы? Назначение, виды, характеристики, принцип работы воздушных твердотопливных теплогенераторов

Теплогенерыторы для воздушного отопления: применение, конструкция, виды и правила выбора

Одним из условий создания комфортной среды в помещении является поддержание оптимальной температуры. Это важно не только в жилых домах, но и в офисных, производственных и складских зданиях. Иначе находиться и работать в таких местах будет трудновыполнимо. С этой задачей успешно справляются теплогенераторы для воздушного отопления.

На сегодняшний день данный тип теплогенераторов пользуется спросом за счет относительно небольшой стоимости топлива и простоты монтажа. Их универсальность и безопасность позволяет отапливать помещения любого типа.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Твердотопливный теплогенератор имеет достаточно широкую область применения:

обогрев каркасно-тентовых конструкций: шатров, ангаров для хранения и обслуживания техники и т. д.;отопление сразу нескольких помещений в одном здании с помощью системы воздуховодов для распределения и вытяжки воздуха;обогрев производственных и складских помещений, цехов, баз для хранения овощей и фруктов;отопление теплиц и парников.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Твердотопливный воздушный котел теплогенератор имеет собственную камеру сгорания, в которой работает горелка. Полученные горячие газы поступают в теплообменник. Предусмотренный в конструкции вентилятор создает воздушные массы, которые поступают и нагреваются в теплообменнике. В дальнейшем идет распределение нагретого воздуха по всему отапливаемому помещению. Происходит это через подключенные к теплогенератору вентиляционные каналы, либо через простой отвод из трубы.

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

По сути теплогенераты являются обычными воздушными котлами. Особенность конструкции состоит в наличии камеры сгорания, что в тандеме с вентилятором позволяет вырабатывать чистый теплый воздух без газообразных веществ, образующихся в процессе горения. Все полученные вещества от продуктов горения утилизируются с помощью дымовой трубы.

ДОСТОИНСТВА ОБОРУДОВАНИЯ

 теплогенератор на пеллетах является недорогой альтернативой газовому и электрическому оборудованию, так как отопление осуществляется доступным экологически чистым топливом; при активной работе отсутствуют неприятные запахи, пыль и сквозняк; быстрый нагрев помещений за счет большой эффективности; подходят для обогрева любого типа зданий и сооружений; современные модели дают возможность установить фиксированное значение температуры в ночное и дневное время суток;предусмотренный в конструкции контроллер следит за поддержанием температуры и исключает вероятность перегрева;небольшие расходы на эксплуатацию и монтаж;при покупке дополнительных модулей можно управлять теплогенератором через компьютер и телефон.

ПРАВИЛА ВЫБОРА

Перед покупкой теплогенератора необходимо учесть ряд важных фактором, а именно:

1. Объем отапливаемого помещения. От этого будет зависеть необходимая тепловая мощность.
2. Габариты оборудования.
3. Вид, стоимость и расход твердого топлива.
4. Необходимая температура в помещении.

Твердотопливные теплогенераторы относятся к самым эффективным и недорогим вариантам отопления. Долговечность, безопасность и простота в эксплуатации являются очевидными преимуществами данного типа оборудования.

Автономное отопление и теплогенераторы малой мощности

Автономное отопление и теплогенераторы малой мощности. Рекомендации по выбору и размещению теплогенераторов, условия хранения топлива

Автономное отопление для частной индивидуальной жилой застройки имеет важное значение. В таких системах находят применение автономные теплогенераторы, котлы малой мощности, работающие на газе, жидком или твердом топливе, электричестве. В качестве дополнительного или основного источника тепловой энергии могут использоваться тепловые насосы, утилизаторы теплоты, солнечные коллекторы и другое отопительное оборудование, работающее от возобновляемых источников энергии. При выборе теплогенератора для автономной системы отопления необходимо учитывать стоимость используемой системы отопления и доступность топлива, имеющегося в районе строительства жилого объекта.

Необходимая тепловая мощность теплогенератора определяется с таким расчетом, чтобы количество вырабатываемого тепла, поступающего в систему отопления, а при необходимости и в систему вентиляции, было достаточным для поддержания оптимальных (комфортных) параметров воздуха в доме при расчетных параметрах воздуха снаружи, а количество тепла, поступающего в систему горячего водоснабжения, было достаточным для поддержания заданной температуры горячей воды при расчетном водопотреблении. При этом общая мощность тепловых генераторов, располагаемых в доме или пристройке, не должна превышать 360 кВт. Мощность теплогенераторов, расположенных в отдельно стоящей постройке, не ограничивается.

Используемые автономные теплогенераторы должны иметь полную заводскую готовность, сертификат соответствия, возможность работать, при допустимой максимальной температуре теплоносителя до 95°С, в системах отопления с давлением до 10 бар.

При подборе теплогенератора для дома, где проживает одна семья, необходимо рассматривать оборудование с возможностью эксплуатации без постоянного присмотра. Теплогенератор предпочтительней располагать в отдельно стоящем помещении.

Многие, ведущие реконструкцию системы отопления частного дома, планируют установку теплогенерирующего оборудования на кухне. В этом случае, необходимо придерживаться максимально допустимой мощности, например, котла, которая не должна превышать 60 кВт.

Помещение для установки теплогенератора должно располагаться на первом, цокольном или подвальном этаже дома. Размещение оборудования, работающее на любом энергоносителе, выше первого этажа не рекомендуется, за исключением тех случаев, когда оно предназначено для установки на крыше здания.

Помещение для теплогенератора не должно быть ниже 2,2 м. Ширина свободного прохода должна учитывать требования по обслуживанию оборудования, но не должна быть меньше 0,7 м. Пол помещения должен иметь гидроизоляцию, рассчитанную на случай подтопления водой до 10 см. Стены помещения, если работающий теплогенератор имеет температуру нагрева внешних поверхностей более 120°С, необходимо строить из негорючих материалов или иметь огнестойкую отделку, например стальным листом по асбесту.

Если в помещении работает теплогенератор на жидком или газообразном топливе, то оно должно иметь остекление площадью из расчета не менее 0,03 м² на 1 м³ объема помещения. Это же касается и помещений для хранения такого топлива.

Склад твердого топлива должен находиться на удалении не менее 6 м от ближайших жилых домов. Расходная емкость для жидкого топлива должна быть объемом не более 50 л. Хранение жидкого топлива или газа должно осуществляться в отдельном строении из негорючих материалов или в заглубленных резервуарах-газгольдерах на расстоянии от других зданий не менее 10 м. Вместимость газгольдера для частного дома должна быть не более 5 м³.

Системы теплоснабжения от автономных теплогенераторов

Данная статья написана доктором технических наук, профессором кафедры теплотехники и котельных установок Московского государственного строительного университета (МГСУ), ведущим специалист компании «Селект» Павлом Александровичем Хавановым.  

Автономные системы отопления наибольшее распространение получили в малоэтажной застройке и в хронологии развития базируются на водяных системах с естественной циркуляцией теплоносителя. Такие системы отопления просты в эксплуатации, устойчивы к перебоям в подаче электроэнергии, однако имеют жесткие конструктивные требования, значительную металлоемкость, требуют сравнительно большого объема монтажных работ, имеют ограниченный диапазон устойчивого регулирования теплогидравлического режима.

   Современные эксплуатационные, конструктивные и технические требования к системам отопления и, в частности, к их гидравлической устойчивости при местном регулировании тепловой мощности, малой материалоемкости, автоматизации всех процессов управления работой теплогенератора и системы в целом, а также внедрение пластиковых, металлопластиковых труб и на их основе низкотемпературных систем панельно-лучистого отопления (монтируемых в конструкции пола с пониженными параметрами теплоносителя), расширение специфических функций, возлагаемых на систему отопления (например, подогрев воды в бассейне, поддержание теплового режима оранжереи, зимнего сада, гаража и др. ), – все это обусловило широкое внедрение в автономные системы отопления искусственного насосного побуждения движения теплоносителя. Системы безопасности и автоматического регулирования, газогорелочные, топочные устройства и циркуляционные насосы, а следовательно, и система отопления в целом не могут функционировать без системы бесперебойного электроснабжения.

   При учете особенностей архитектурно-планировочных решений и требований технического задания на тепловую схему автономного источника теплоты возлагается сложная проблема теплогидравлической увязки нескольких (иногда 5 и более) параллельно функционирующих, имеющих гидравлическую и тепловую взаимозависимость систем отопления различного конструктивного исполнения с различными параметрами работы (часто в комплекс задач отопления входит и система приточной вентиляции). Нагрузка на систему отопления определяется наружными условиями и практически линейно зависит от температуры наружного воздуха, что обусловило применение достаточно простого и эффективного метода качественного регулирования мощности системы за счет изменения температуры теплоносителя, подаваемого в систему отопления, при его постоянном расходе. Расчетные параметры теплоносителя при максимальной нагрузке в различных странах нормируются значениями tпод-tобр: 95-70; 90-70; 80-60°C. Однако все шире используются в системах отопления элементы количественного метода, например, регулирование расхода теплоносителя через отдельные отопительные приборы с помощью термостатических клапанов, что позволяет независимо задавать температуру воздуха в каждом помещении в соответствии с требованиями потребителя.

   Принципиально важно при малых нагрузках и пониженных параметрах теплоносителя (периоды с частичной нагрузкой), особенно при использовании низкотемпературных систем панельно-лучистого отопления, обеспечить защиту теплогенератора от недопустимо низких температур теплоносителя на входе в него и от режимов работы с расходами теплоносителя ниже минимально допустимых заводом-изготовителем для предотвращения опасности локальных перегревов конструкции. Гидравлическая схема автономной системы теплоснабжения (отопление и горячее водоснабжение) еще в большей степени подвержена внешним воздействиям пиков потребления теплоты на цели горячего водоснабжения, и вследствие этого она должна быть тщательно проработана и защищена от “нештатных” гидравлических режимов. Перечисленное объясняет внедрение новых гидравлических схем автономных систем теплоснабжения (отопления), использующих принцип зонирования и разделяющих гидравлическую схему на две части с условно независимой организацией циркуляции теплоносителя в контурах теплогенератора и потребителей теплоты, связанных общим балансирующим элементом для гидравлической увязки в переменных режимах – коллектором малых перепадов давления (часто называемым “гидравлический распределитель”, “гидравлическая стрелка”).

   С целью систематизации изложения материалов в статье сформулированы две части, в первой из которых рассматриваются теплогидравлические схемы автономных источников в системах отопления с “традиционной” организацией движения потоков теплоносителя, а во второй части – с использованием коллекторов малых перепадов давления. 

   Простейшие тепловые схемы автономных источников теплоты характерны для систем малой мощности, хотя вполне могут применяться и в относительно мощных установках, использующих центральное регулирование. Наиболее простая схема II.1.1 с одной группой насосов (НП), обеспечивающих циркуляцию теплоносителя как в теплогенераторе и на транспортном участке (тепловой сети до распределительных коллекторов), так и в местных системах отопления. В схеме необходимо предусмотреть перемычку для рециркуляции воды с целью повышения ее температуры на входе в теплогенератор, расход по перемычке регулируется двухходовым клапаном. Гидравлическая увязка всех местных систем отопления осуществляется в ходе пусконаладочных работ и в дальнейшем не изменяется. Поэтому гидравлическая устойчивость схемы II.1.1 в значительной степени определяется постоянством условий потребления в местных системах. Использование устройств регулирования расхода в местных системах (термостатические клапаны на приборах систем отопления), пиковое потребление теплоты на подогрев воды в бассейне и др. приводит к их разбалансированию. В некоторой степени стабилизировать гидравлические условия в рассматриваемой схеме может регулятор перепада давления, устанавливаемый на перемычке между подающим и обратным коллекторами.
 II.1.1 Тепловая схема автономных источников теплоты с одной группой насосов (НП). 

   Роль межколлекторной перемычки в определенной степени могут выполнять замыкающие участки с трехходовым или двухходовым регулятором расхода, работающим на подмес от датчика температуры воды, поступающей в местные системы (схема II.1.2). Вместе с использованием местных циркуляционных насосов (НМ) в этой схеме расширяются возможности регулирования работы местных систем отопления, в частности, есть возможность изменения температуры теплоносителя, поступающего в каждую местную систему за счет подмеса обратной воды в подающую линию, однако гидравлическая зависимость и влияние местных систем на гидравлический режим теплогенератора остаются весьма заметными.

  II.1.2 Тепловая схема автономных источников теплоты с использованием циркуляционных насосов (НМ). 

   В материалах ряда зарубежных производителей теплогенераторов рекомендуется к применению схема II.1.3. Особенностью гидравлического режима этой схемы можно считать попытку стабилизировать поток теплоносителя через теплогенератор за счет работы монтируемого в перемычке насоса (НП). Транспорт теплоносителя от контура теплогенератора до распределительных коллекторов и в местных системах осуществляется за счет работы насосов местных систем. Фактически стабилизации расхода теплоносителя через теплогенератор при переменных режимах работы местных систем добиться не удается, так как происходит изменение гидравлического сопротивления только одного из параллельных (для НП) участков – контура тепловой сети и местных систем. Насосы местных систем в этой схеме должны для обеспечения циркуляции “передавливать” НП. Кроме того, необходимо отметить еще одну особенность работы этой схемы – опрокинутый градиент давления между подающим и обратным коллекторами: полное давление в подающем коллекторе ниже, чем в обратном, т. е. гидростатическое давление в системе необходимо поддерживать по давлению в подающем трубопроводе (особенно для систем отопления с расчетной температурой теплоносителя 105-70; 95-70°C).

II.1.3 Тепловая схема автономных источников теплоты с использованием монтируемого в перемычке насоса (НП).    

Минимальную гидравлическую зависимость контура теплогенератора и внешнего контура теплопотребления при зависимом подключении последнего по теплоносителю можно организовать при использовании схемы II.1.4. В этом случае теплогидравлический режим теплогенератора обеспечивается работой рециркулярного насоса (НР), стабилизирующего расход воды через теплогенератор (соответствующий паспортным данным) и повышающего температуру воды на входе в него до регламентирующих значений t’тг>tmin. Температурный и гидравлический режим в тепловой сети (и у потребителя) обеспечивается за счет подмеса воды по перемычке с регулятором расхода по значению температуры воды, поступающей в тепловую сеть через сетевой насос (НП). В этой схеме температура воды на выходе из теплогенератора может поддерживаться постоянной (может быть и расчетной, например, 95°C) во всех режимах теплопотребления, а при подаче в теплосеть она будет снижаться в узле смешения с обратной водой до требуемого по температурному графику значения (в зависимости от tнар). Теплогидравлический режим теплогенератора стабилизирован по расходу воды (Gтг=Gнорм) за счет работы рециркуляционного насоса (НР) и по температуре на выходе из теплогенератора, а изменение теплопроизводительности теплогенератора модулированием мощности горелки осуществляется с повышением температуры воды на входе t’тг, т. е. уменьшением Dtтг=t’’тг-t’тг. Таким образом, схема II.1.4 позволяет обеспечить постоянный гидравлический режим работы теплогенератора во всех режимах теплопотребления. Для иллюстрации произведен расчет расходов и параметров теплоносителя в характерных участках тепловой схемы для пяти режимов работы (см. пример расчета в разделе II.1.1, табл. II.1). Полностью гидравлически изолировать контур теплогенератора от внешних потребителей возможно при использовании теплообменников (чаще пластинчатых, так как они наиболее компактны), устанавливаемых непосредственно в автономном источнике теплоснабжения (схема II.1.5), или, если местные системы отопления относительно удалены от источника, возможна их установка вместе с циркуляционными насосами в подсобных помещениях потребителей.  

II.1.4 Тепловая схема автономных источников теплоты с использованием рециркулярного насоса (НР).   

 II.1.5 Тепловая схема автономных источников теплоты при использовании теплообменников.  

Гидравлическая изоляция контура теплогенератора несмотря на высокую стоимость теплообменников позволяет надежно защитить теплогенератор и первичный контур теплообменника от коррозии и накипеобразования. 

   Регулирование тепловой мощности и параметров теплоносителя, поступающего в местные системы, можно осуществлять как непосредственно перепуском теплоносителя местной системы по перемычке с регулятором расхода по температуре (II.1.5В), так и по линии перепуска части греющей воды, минуя теплообменник, с управлением регулятором расхода по значению температуры воды, поступающей в местную систему отопления (II.1.5А). Установка двухходового регулятора расхода непосредственно на подающем трубопроводе от теплогенератора или на подающей линии местной системы отопления (без перемычек) не рекомендуется, так как изменяет расход теплоносителя в контурах. Для защиты теплогенератора от низких температур воды на входе рекомендуется устраивать перемычку между подающим и обратным трубопроводами с регулятором расхода по температуре обратной воды.

   При использовании в системе отопления в качестве источника теплоты проточных теплогенераторов практический интерес представляют бесколлекторные зональные схемы, например, II.1.6. В определенном смысле она реализует участки (подключения местных систем отопления А-В; С-Д…) с малым перепадом давления, которые не могут оказать существенного влияния в переменных режимах работы на первичный циркуляционный контур в целом. По сути, создаются практически мало влияющие друг на друга условия циркуляции в местных системах с условной “нулевой” точкой по давлению (рекомендуемая длина участков А-В; С-Д… около 300 мм) и в распределительном трубопроводе первичного контура. Распределение потоков по параллельным ветвям: местных систем (например, 1 или 2 ) и участкам трубопровода (соответственно А-В или С-Д) – целиком определяется работой насосов местных систем, в отличие от коллекторных схем II. 1.1, II.1.2, II.1.4, в которых для этих целей может использоваться и перепад давлений между теплоносителем в подающем и обратном трубопроводах.
Последовательное подключение потребителей к распределительному трубопроводу вызывает частичное охлаждение теплоносителя, поступающего в местные системы отопления по мере движения потока. Поэтому центральное качественное регулирование возможно только для первой по ходу теплоносителя местной системы отопления (схема II.1.6 – 1), для всех следующих подключенных систем отопления необходимо учитывать снижение температуры теплоносителя и использовать местные узлы регулирования (схема II.1.6 – 2; 3).

II.1.6 Бесколлекторная зональная схема.

   Отмеченная ранее гидравлическая устойчивость схемы II.1.6, тем не менее, предполагает правильный выбор циркуляционного насоса первичного контура НП, который должен подбираться по максимальному расходу через теплогенератор с учетом расхода по перемычке и потерь давления в трубопроводах тепловой распределительной сети. Насосы местных систем отопления подбираются по расходу и гидравлическому сопротивлению местных систем в режиме максимальных нагрузок. Гидравлические режимы работы перемычки определяются расчетом, исходя из условий защиты теплогенератора от низких температур на входе (t’ тп > 45 0C), для основных характерных режимов функционирования.

   В тепловой схеме, представленной на схеме II.1.7, “нулевая” точка (короткий замыкающий участок А-В, рекомендуется не более 300 мм) создается для теплогенератора. Основной отличительной особенностью гидравлического режима этой тепловой схемы, относительно ранее рассмотренной II.1.6, является снижение нагрузки на насос теплогенератора и перенос части нагрузки на насосы местных систем, так как их необходимо подбирать с учетом потерь давления в подводящих сетевых трубопроводах (схема II.1.7 – участки А-С; В-Д). В структуре тепловых схем II.1.6 и II.1.7 нет распределительных коллекторов, поэтому предполагается наличие относительно протяженных участков сетевых трубопроводов с суммарным расходом теплоносителя на все местные системы теплопотребления. Гидравлический режим участка А-В зависит от расходов теплоносителя в местных системах и при расчетных условиях (максимальный зимний) может приниматься нулевым при обеспечении расчетного расхода через теплогенератор. Во всех режимах частичных нагрузок участок А-В является балансирующим в контуре теплогенератора и расход по нему за счет работы насоса НП обеспечивает необходимую подачу теплоносителя в теплогенератор. При правильном подборе насосов НП и НМ работа участка А-В в контуре теплогенератора будет автомодельной в зависимости от нагрузки в местных системах теплопотребления.

   При использовании в тепловых схемах, как и в схемах горячего водоснабжения, нескольких теплогенераторов предпочтение отдается агрегатной обвязке каждого теплогенератора при каскадном регулировании их работы (схема I.2.3).

   Рассмотренная последней схема II.1.7 реализует для теплогенератора, а схема II.1.6 – для местных систем на участках распределительного трубопровода (А-В; С-Д) прием организации “нулевой точки” – участка с малым перепадом давления. Устройство такого же участка как для местных систем, так и для контура теплогенераторов осуществляется в коллекторах малого перепада давления, тепловые схемы с применением которых будут рассмотрены в следующей статье.

Популярные товары

Примеры использования

1 0

Читайте также

Отопление горячим воздухом с помощью теплогенераторов на пеллетах

 Ещё несколько лет назад эта фраза отражалась искренним недоумением на лице тех, кто только начинал знакомиться с пеллетным оборудованием.

 Каким образом можно было быстро и эффективно обогреть помещение горячим воздухом? Да и слово теплогенератор  вызывало различные противоречивые ассоциации.

На сегодняшний день такие слова как пеллеты, теплогенератор, отопление горячим воздухом не только не вызывают непонимания, а даже напротив, ассоциируются с чем-то мощным, эффективным и горячим!

Статью о теплогенераторе Termal 234 в г. Химки, Termal  предоставил Вашему вниманию в конце 2014г. http://termal-shop.ru/news/250-kvt-dlya-goryachego-vozduxa!.html

Этот солидный агрегат фундаментально вписался в сервисную мастерскую. И обеспечил всех её сотрудников – от рабочих в зале, до офисных сотрудников, комфортным теплым воздухом.  Благодаря полностью автоматической работе теплогенератора никто из сотрудников в течении дня не отвлекается от работы – теплогенратор сам следит за тем, что бы температура не опускалась ниже заданной.

После отопительного сезона 2014-2015 гг. теплогенератор был проверен, отрегулирован, прочищен и запущен уже только в октябре 2015г. И вот, появилось первое видео его работы

Для всех

• кто понимает выгоду использования пеллет в качестве топлива,
• кто ценит эффективность и умеет экономить,
• кто не хочет отвлекаться на топление

 

предлагаем  линейку многотопливных теплогенераторов Termal! Площади обогрева до 3000 кв.м! 9000 кубометров горячего воздуха!  Возможность работы на пеллетах, брикетах, дровах, щепе, опилке, стружке, жидком топиве и газе!

Многотопливные теплогенераторы Termal – комфорт в любом помещении при любых погодных условиях!

Теплогенераторы для воздушного отопления: газовые воздухонагреватели и агрегаты

Сегодня пользователям предлагается много вариантов для обустройства систем отопления. Каждый тип отличается особенностями, имеет достоинства и недостатки. Среди новых технологий выделяются теплогенераторы для воздушного отопления, которые упрощают процесс и удешевляют расходы на отопление. Рассмотрим виды, принцип работы приборов.

Виды и типы теплогенераторов для воздушного отопления

Основная задача приборов – обеспечение прямой подачи теплоносителя, прогретого до нужной температуры. Являясь хорошей альтернативой обычным котлам отопления, теплогенераторы также требуют сжигания топлива для нагрева теплоносителя.

Различаются агрегаты по типу применяемого сырья для горения:

1. Газовый теплогенератор. Популярный вид оборудования, сырьем для которого выступает сжиженный газ. Преимущества в высокой степени сжигания без остатка продуктов горения – по степени экологичности газ превосходит все прочие виды сгораемого топлива. КПД 91%, считается самым высоким среди теплогенераторов. Выпускаются приборы с закрытым и открытым теплообменником. Закрытые типы приборов считаются более безопасными, но и стоят дороже.
2. Дизельный теплогенератор. В качестве сырья применяется дизельное топливо или керосин. Различаются по виду форсунки, способу подачи топлива – капельному или распылительному. Последний вариант обеспечивает равномерное распыление топлива по всей камере сгорания.
3. Универсальный агрегат. Работает на любых видах растительных, животных жиров, отработанных маслах и дизельном топливе. Чаще всего приборы теплогенераторы используются в промышленных условиях, где нужен процесс переработки остатков и утилизации масел, жиров. Мощность агрегатов ниже, после сгорания сырья остается шлак, поэтому приборы оборудованы двумя емкостями сгорания, чтобы не прерывать процесс работы при очистке одной камеры – в это время горение производится в другой.
4. Твердотопливные теплогенераторы. Конструкция представляет собой сочетание традиционной печи и дизельного или газового агрегата. Прибор оснащен камерой закладки топлива с дверцей, колосниками. Сырьем могут выступать дрова, уголь, пеллеты и прочее твердое топливо. КПД генераторов до 85%, но следует учитывать большие размеры, а также необходимость очистки камеры сгорания от шлаков.
5. Вихревые агрегаты. Приборы работают на антифризе или воде, которые нужны для преобразования электроэнергии в тепловую энергию.

Преимущества и недостатки использования теплогенераторов

Специалисты отмечают широкий ряд плюсов применения агрегатов:

• системы отопления с применением воздуха в качестве теплоносителя считаются самыми безопасными и экологичными;
• оборудование не подтекает, не промерзает при понижении температурного режима;
• нет промежуточного теплоносителя;
• небольшие расходы на покупку топлива, обслуживание прибора при высоком уровне выработки тепловой энергии;
• один прибор может выполнять несколько функций – обогрев, вентиляцию, кондиционирование воздуха в помещении;
• быстрый прогрев комнаты;
• возможность подачи теплого воздуха в отдельные зоны или по всему помещению;
• нет областей с повышенной опасностью прогрева – около радиаторов, печей;
• простота монтажа/демонтажа;
• возможность перемещения устройства;
• универсальность размещения – агрегаты фиксируются на полу, стенах, подвешиваются к потолочной плоскости;
• невысокая стоимость оборудования;
• возможность обогрева помещения любого назначения, площади.

Все приборы выполняются с защитой элементов от коррозии, порчи. Дополнительным плюсом является отсутствие препятствий в перемещении теплоносителя. Чтобы обеспечить полноценный прогрев помещений, нужно устанавливать теплогенератор в помещении или той части, которая нуждается в прогревании.

Рекомендуем к прочтению:

Минусы в энергозависимости системы. При отключении электропитания схема не функционирует, поэтому для зон с перебоями подачи питания теплогенераторы не рекомендованы. Также следует брать в расчет, что при повышении требований к мощности генераторов увеличивается цена приборов.

Виды газовых теплогенераторов

Рассматривая воздухонагреватель газовый для воздушного отопления, следует знать различия и особенности приборов. Различаются мобильные, стационарные устройства. Стационарные могут быть напольными и подвесными.

Переносные модели не так популярны из-за необходимости приобретения газовых баллонов, поэтому применение мобильных изделий показано в крайних случаях, например, при отключении отопления в комнате в периоды резкого снижения температуры. Также мобильные газогенераторы могут стать основным видом отопительных приборов в регионах с мягкими зимами.

Стационарные приборы пользуются широкой популярностью и применяются для отопления жилых, офисных, производственных помещений. Напольные газонагреватели для отопления бывают горизонтальными и вертикальными, настенные могут монтироваться как изнутри, так и снаружи помещений.

Совет! Напольные агрегаты удобнее применять для прогревания небольших помещений и устанавливать в зоне входа. Если комната не отличается высотой потолков, то используются горизонтальные устройства, для высоких помещений подойдут вертикальные изделия.

Устройство газовых теплогенераторов

Прибор состоит из основных и вспомогательных узлов, необходимых для подогрева теплоносителя до нужной температуры.

Рекомендуем к прочтению:

Конструкционно воздушный теплогенератор газовый выглядит так:

1. Вентилятор. Нужен для транспортировки потоков нагретого воздуха для отопления и забора отработанных масс из системы, с последующим выводом вверх.
2. Газовая горелка. Обеспечивает сгорание топлива для подогрева теплоносителя.
3. Камера сгорания. В ней сырье сгорает без остатка с минимальным объемом углекислого газа.
4. Теплообменник. Необходим для осуществления процессов теплообмена между воздухом в комнате и теплогенератором, а также для защиты оборудования от перегрева.
5. Воздуховоды. Системы применяются для транспортировки теплоносителя в комнаты.

На заметку! Прибор работает беспрерывно, прогрев осуществляется циклами – охлажденный воздух забирается и отправляется к нагревательному элементу, откуда снова поступает по воздуховодам. Срок службы зависит от условий эксплуатации и технических характеристик агрегата.

Применение прибора обеспечивает плавный и равномерный прогрев помещения, сам процесс работы осуществляется поэтапно. Сначала холодный воздух притягивается вентилятором и перемещается к нагревательному элементу, затем теплоноситель подается в теплообменник и распределяется по трубопроводам подачи тепла посредством применения воздушных клапанов. Подается теплоноситель в помещения через решетки, к которым подведены воздуховоды.

Расчет и выбор газового генератора

Выбирая агрегат воздушного отопления нужно учитывать размеры теплообменника. Стандартом считаются параметры, где теплодержатель на 1/5 часть больше размеров горелки.

Мощность прибора рассчитывается по формуле P=V x ΔT x K/860, где:

• V в м3 – это площадь строения, которую нужно отапливать;
• ΔT в ⁰С обозначает разницу показателей температуры воздуха в помещении и за окном;
• K обозначает теплоизоляцию дома, число подбирается по справочнику с учетом утепления помещения;
• 860 является коэффициентом переведения килокалорий в кВт.

После подсчета значений, искомая цифра обозначает мощность агрегата, а смотреть показатель нужно в техническом паспорте на оборудование. Также потребуется обустроить систему непрерывной подачи воздуха в теплонагреватель, для чего оборудуется вентиляционная конструкция.

Совет! Если в помещении есть проблемы с обустройством вентиляции, рекомендуется устанавливать навесной генератор с забором воздуха сразу с улицы.

Теплогенератор – обзор

10.2.1 «Умность» в первичных системах

Простейшее интеллектуальное управление первичной системой осуществляется путем автоматического включения / выключения теплогенератора в соответствии с профилем потребности в тепле. Более того, большинство интеллектуальных технологий, связанных с первичными системами, также позволяют комбинировать автоматическое включение / выключение с регулированием температуры воды на входе.

Этот вид управления включением / выключением, часто основанный на погодных условиях вне помещения, обычно доступен для большинства систем водяного отопления.Однако то, что делает систему умной, – это способность оптимизировать такое управление в реальном времени не только в зависимости от температуры наружного воздуха и солнечного излучения, но и в зависимости от температуры в помещении.

Как показано на рис. 10.2, самое простое решение для создания интеллектуальной системы отопления на уровне первичной системы состоит в установке интеллектуального термостата в контрольную комнату в доме (иногда термостат можно перемещать, приводя контрольную комнату к можно изменить в соответствии с предпочтениями пользователя).Через исполнительный механизм первичная система, то есть в случае систем водяного отопления, газового конденсационного котла или теплового насоса, приводится в действие алгоритмом управления для регулирования периодов включения / выключения и / или температуры воды систему водяного отопления, чтобы температура в помещении соответствовала эталонной температуре в помещении. При таком первичном системном управлении пользователи всегда могут выключить нагревательные терминалы (в большинстве случаев радиаторы) и отрегулировать локальную температуру в помещении в соответствии с конкретными предпочтениями пользователя.Однако хорошо работающая интеллектуальная система должна в максимально возможной степени избегать прямого контроля со стороны пользователя (Ulpiani et al., 2016).

Рисунок 10.2. Сеть компонентов и звеньев, относящихся к интеллектуальной системе отопления на уровне первичной системы.

Для небольших зданий, в которых все помещения используются регулярно, это, вероятно, очень рентабельный способ достижения оптимального управления отоплением. Фактически, следует отметить, что вмешательство в модернизацию таких интеллектуальных систем не требует замены самой первичной системы, поскольку интеллектуальные термостаты спроектированы таким образом, чтобы иметь возможность легко заменить традиционный настенный термостат или беспроводной термостат и актуаторы легко подключаются практически ко всем газоконденсатным котлам или тепловым насосам.Вот почему большинство решений, доступных на рынке, представлены как независимые от специфики основных систем.

Однако есть некоторые гибридные первичные системы, которые могут быть частью интеллектуальной системы отопления не только из-за их интеллектуального управления, но и из-за их внутренних характеристик. Интеллект в таких системах заключается в интеграции более чем одного теплогенератора (как правило, теплового насоса и газового конденсационного котла), которые могут использовать возобновляемые источники, и комбинированного управления их работой, чтобы максимизировать систему в целом. эффективность и надежность даже в экстремальных погодных условиях (Di Perna et al., 2015). Алгоритмы, работающие в их интегрированных системах управления, могут оптимизировать работу таких гибридных систем в соответствии с внешними условиями и предпочтениями пользователя. Фактически, некоторые решения, доступные на рынке, позволяют пользователям определять свои тарифы на энергию, так что алгоритм управления минимизирует затраты на энергию в режиме реального времени за счет оптимального сочетания источников энергии. Вместо этого, если это установлено пользователем, существуют варианты минимизации выбросов CO ₂ . По заявлению производителей, снижение затрат на электроэнергию может достигать 50%.

Однако, как и в предыдущем случае, следует отметить, что это решение для модернизации небольших зданий с небольшим количеством тепловых зон и независимой системой отопления из-за ограниченной теплопроизводительности таких гибридных систем, доступных на магазин.

Как геотермальные тепловые насосы могут обеспечить энергетику будущего

Примечание редактора: Каждую среду LiveScience исследует жизнеспособность новых энергетических технологий – силу будущего.

Термин «геотермальная энергия» может ассоциироваться с горячими источниками и потоками пара, поднимающимся из почвы, но вы можете получать энергию из земли, не переезжая в Исландию или Йеллоустон. Вам просто нужен геотермальный тепловой насос.

«Мы называем все, что находится под землей, геотермальным», – сказал Джон Лунд, директор Центра геотермального тепла в Технологическом институте Орегона.

Это включает геотермальное отопление, при котором горячая подземная вода используется для обогрева здания, и геотермальная энергия, при которой пар из очень горячей подземной породы (более 300 градусов по Фаренгейту) используется для привода электрогенератора.

Однако эти гидротермальные ресурсы доступны только в некоторых регионах. Геотермальный тепловой насос (иногда называемый геотермальным тепловым насосом) может работать где угодно.

«Это самая быстрорастущая геотермальная энергия в мире», – сказал Лунд LiveScience , с ежегодным ростом примерно на 20 процентов.

Охлаждение на открытом воздухе

Если вы когда-нибудь прикасались к трубкам на задней стенке работающего холодильника, вы знаете, что он забирает тепло изнутри и излучает его на остальную часть кухни.

Тепловой насос похож на холодильник, работающий задом наперед. Он забирает тепло снаружи (как будто пытается охладить снаружи) и отдает его в помещении.

И в холодильнике, и в тепловом насосе система трубок циркулирует хладагент, который становится горячим при сжатии и холодным при расширении.

Для обогрева дома горячая сжатая жидкость обычно проходит через теплообменник, который нагревает воздух, поступающий в систему воздуховодов. Эта «отработанная» жидкость затем охлаждается за счет расширения и приводится в контакт с земным источником, так что она может «перезаряжаться» теплом.

Хотя для перекачивания жидкости требуется электричество, геотермальный тепловой насос более эффективен, чем любая альтернативная система отопления. Фактически, современные модели могут производить до 4 киловатт тепла на каждый киловатт электроэнергии. Это потому, что они не генерируют тепло, а скорее отводят его извне.

Некоторые тепловые насосы могут не только охлаждать дом, но и обогревать его. Клапан контролирует направление жидкости, так что тепло может течь в обоих направлениях.

Практично

Некоторые люди знакомы с тепловыми насосами, которые обмениваются теплом с воздухом снаружи.Иногда они получают вялые отзывы, потому что они плохо работают, когда температура опускается ниже нуля – именно тогда, когда они вам больше всего нужны.

Геотермальные тепловые насосы решают эту проблему, обмениваясь теплом с землей, которая поддерживает постоянную температуру от 45 до 70 градусов по Фаренгейту, в зависимости от местоположения.

«Вы не заметите разницы между домом с геотермальным тепловым насосом и домом с газовой печью», – сказал Лунд.

Есть несколько способов отводить тепло от земли.

Самым популярным из них является вертикальный геотермальный тепловой насос, в котором отверстия пробурены на глубине от 150 до 200 футов ниже поверхности. По трубам, установленным в этих отверстиях, циркулирует вода (с добавлением антифриза), которая нагревает хладагент.

Альтернативой является горизонтальный тепловой насос, в котором трубы, заполненные водой, проложены на глубине около 6 футов на большой площади. Хотя эти системы менее дороги, для обогрева здания средних размеров требуется много земли.

Для тех, кто живет рядом с водоемом или у кого есть собственный колодец, можно использовать эту воду непосредственно в качестве внешнего источника тепла.

Набухание грунта

Самый большой недостаток геотермальных тепловых насосов заключается в том, что их первоначальная стоимость может в несколько раз превышать стоимость традиционных систем отопления и охлаждения. По данным ToolBase Services, ресурса жилищной индустрии, установка для типичного дома может стоить от 6000 до 13000 долларов.

Однако геотермальные тепловые насосы могут окупиться со временем за счет снижения счетов за электроэнергию. По данным U.S. Агентство по охране окружающей среды.

Возможно, поэтому их популярность растет. Соединенные Штаты лидируют с почти миллионом геотермальных тепловых насосов, в основном на Среднем Западе и Восточном побережье. Еще миллион единиц можно найти по всей Европе и Канаде.

«Может быть, в Антарктиде это не сработает, но везде, где это работает», – сказал Лунд.

Обогрейте дом с помощью механической ветряной мельницы

Иллюстрация: Рона Бинай для журнала Low-tech.

При правильных условиях механическая ветряная мельница с увеличенной тормозной системой является дешевой, эффективной и устойчивой системой отопления.

Тепло в сравнении с электричеством

В глобальном масштабе спрос на тепловую энергию соответствует одной трети предложения первичной энергии, в то время как спрос на электроэнергию составляет лишь одну пятую. [1] В умеренном или холодном климате доля тепловой энергии еще выше. Например, в Великобритании на тепло приходится почти половина общего потребления энергии. [2] Если мы посмотрим только на домашние хозяйства, тепловая энергия для отопления помещений и нагрева воды в умеренном и холодном климате может составлять 60-80% от общего внутреннего спроса на энергию.[3]

Несмотря на это, возобновляемые источники энергии играют незначительную роль в производстве тепла. Основным исключением является традиционное использование биомассы для приготовления пищи и обогрева, но в «развитом» мире даже биомасса часто используется для производства электроэнергии вместо тепла. Использование прямого солнечного тепла и геотермального тепла обеспечивает менее 1% и 0,2% общемирового спроса на тепло, соответственно [4] [5]. Хотя на возобновляемые источники энергии приходится более 20% мирового спроса на электроэнергию (в основном гидроэлектроэнергия), на них приходится только 10% глобального спроса на тепло (в основном биомасса).[5] [6]

Прямое и косвенное производство тепла

Электроэнергия, произведенная из возобновляемых источников энергии, может быть – и преобразуется – в тепло косвенным образом. Например, ветряная турбина преобразует свою энергию вращения в электричество с помощью своего электрического генератора, и это электричество затем может быть преобразовано в тепло с помощью электрического нагревателя, электрического бойлера или электрического теплового насоса. Результатом является тепло, выделяемое ветровой энергией.

В частности, многие правительства и организации продвигают электрический тепловой насос как устойчивое решение для производства тепла из возобновляемых источников.Однако солнечная и ветровая энергия также может использоваться напрямую, без предварительного преобразования их в электричество – и, конечно же, то же самое относится и к биомассе. Прямое производство тепла дешевле, может быть более энергоэффективным и более устойчивым, чем косвенное производство тепла.

Прототипы ветряных мельниц, вырабатывающих тепло, построенные Эсрой Л. Соренсен в 1974 году. Фото Клауса Нибро. Источник: [13]

Прямая альтернатива солнечной фотоэлектрической энергии – солнечная тепловая энергия, технология, появившаяся в девятнадцатом веке после более дешевых технологий производства стекла и зеркал.Солнечная тепловая энергия может использоваться для нагрева воды, отопления помещений или в промышленных процессах, и это в 2-3 раза более энергоэффективно по сравнению с непрямым путем, включающим преобразование электроэнергии.

Практически никто не знает, что ветряная мельница может производить тепло напрямую.

Прямая альтернатива ветроэнергетике, которую все знают, – это старомодная ветряная мельница, которой не менее 2000 лет. Он передавал энергию вращения от своего ветряного ротора непосредственно на ось станка, например, для пиления дерева или шлифования зерна.Этот старомодный подход остается актуальным, в том числе в сочетании с новыми технологиями, поскольку он будет более энергоэффективным по сравнению с первым преобразованием энергии в электричество, а затем обратно во вращательную энергию.

Однако старомодная ветряная мельница может обеспечивать не только механическую, но и тепловую энергию. Проблема в том, что этого почти никто не знает. Даже Международное энергетическое агентство не упоминает о прямом преобразовании ветра в тепло, когда предлагает все возможные варианты производства тепла из возобновляемых источников.[1]

Ветряная мельница с водяным тормозом

Один тип ветряных мельниц, генерирующих тепло, преобразует энергию вращения непосредственно в тепло путем создания трения в воде с использованием так называемого «водяного тормоза» или «машины Джоуля». Теплогенератор, основанный на этом принципе, представляет собой ветряную мешалку или крыльчатку, установленную в изолированном резервуаре, заполненном водой. Из-за трения между молекулами воды механическая энергия преобразуется в тепловую. Нагретую воду можно перекачивать в здание для обогрева или стирки, и ту же концепцию можно применить к производственным процессам на заводе, требующим относительно низких температур.[7] [8] [9]

Чертеж системы отопления на базе ветряка с водяным тормозом. Источник: [8]

Машина Джоуля изначально задумывалась как измерительный прибор. Джеймс Джоуль построил его в 1840-х годах для своего знаменитого измерения механического эквивалента тепла: одна калория равна количеству энергии, необходимому для повышения температуры 1 кубического сантиметра воды на 1 градус Цельсия. [10]

Теплогенератор, основанный на этом принципе, представляет собой ветряную мешалку или крыльчатку, установленную в изолированном резервуаре, наполненном водой

Самое интересное в ветряных мельницах с водяным тормозом то, что гипотетически они могли быть построены сотни или даже тысячи лет назад.Для них требуются простые материалы: дерево и / или металл. Но хотя мы не можем исключить их использование в доиндустриальные времена, первое упоминание о ветряных мельницах, производящих тепло, относится к 1970-м годам, когда датчане начали их строить после первого нефтяного кризиса.

Чертеж теплогенератора ветряной мельницы. Источник: [8]

В то время Дания почти полностью зависела от импорта нефти для отопления, из-за чего многие домашние хозяйства оставались в холоде, когда поставки нефти были нарушены.Поскольку у датчан уже была сильная DIY-культура для небольших ветряных турбин, вырабатывающих электричество на фермах, они начали строить ветряные мельницы для обогрева своих домов. Некоторые выбрали непрямой путь, преобразовывая вырабатываемое ветром электричество в тепло с помощью электрических нагревательных приборов. Другие, однако, разработали механические ветряные мельницы, которые непосредственно производили тепло.

Строить дешевле

Прямой подход к производству тепла значительно дешевле и более экологичен, чем преобразование электроэнергии, вырабатываемой ветром или солнечной энергией, в тепло с помощью электрических нагревательных устройств.На это есть две причины.

Во-первых, и это наиболее важно, механические ветряные мельницы менее сложны, что делает их более доступными и менее ресурсоемкими в строительстве, а также увеличивает срок их службы. В ветряке с водяным тормозом можно исключить электрический генератор, преобразователи энергии, трансформатор и коробку передач, а из-за экономии веса ветряная мельница должна быть менее прочной. Машина Джоуля имеет меньший вес, меньшие размеры и меньшую стоимость, чем электрический генератор. [11] Также важно, что стоимость хранения тепла на 60-70% ниже по сравнению с батареями или использованием резервных тепловых электростанций.[2]

Ветряк с водяным тормозом, построенный в Институте сельскохозяйственных технологий в 1974 году. Фото Рикара Матцена. Источник: [13]

Во-вторых, преобразование энергии ветра или солнца непосредственно в тепло (или механическую энергию) может быть более энергоэффективным, чем при использовании электрического преобразования. Это означает, что для подачи определенного количества тепла требуется меньше преобразователей солнечной и ветровой энергии и, следовательно, меньше места и ресурсов. Короче говоря, ветряная мельница, генерирующая тепло, устраняет основные недостатки энергии ветра: ее низкую удельную мощность и ее непостоянство.

Механические ветряные мельницы менее сложны, что делает их более доступными и менее ресурсоемкими в строительстве, а также увеличивает срок их службы.

Кроме того, прямое производство тепла значительно улучшает экономику и устойчивость небольших типов ветряных мельниц. Испытания показали, что небольшие ветряные турбины, производящие электричество, очень неэффективны и не всегда вырабатывают столько энергии, сколько необходимо для их производства. [12] Однако использование аналогичных моделей для производства тепла может снизить реальную энергию и затраты, увеличить срок службы и повысить эффективность.

Сколько тепла может производить ветряная мельница?

Датская ветряная мельница с водяным тормозом 1970-х годов была относительно небольшой машиной с диаметром ротора около 6 метров и высотой около 12 метров. Более крупные ветряные мельницы, генерирующие тепло, были построены в 1980-х годах. Чаще всего используются простые деревянные лезвия. В общей сложности задокументировано не менее дюжины различных моделей, как самодельных, так и коммерческих. [7] Многие из них были построены из использованных автомобильных запчастей и других выброшенных материалов. [13]

Одна из самых маленьких датских ветряных мельниц, производящих тепло, была официально протестирована.Calorius type 37 с диаметром ротора 5 метров и высотой 9 метров производил 3,5 киловатта тепла при скорости ветра 11 м / с (сильный ветер, балл 6 баллов по шкале Бофорта). Это сопоставимо с теплопроизводительностью самых маленьких электрокотлов для отопления помещений. С 1993 по 2000 год датская фирма Westrup построила в общей сложности 34 ветряных мельницы с водяным тормозом на основе этой конструкции, и к 2012 году их все еще оставалось в эксплуатации. [7]

Ветряная мельница Calorius, вырабатывающая до 4 кВт тепла.Изображение предоставлено Nordic Folkecenter в Дании.

Гораздо более крупная ветряная мельница с водяным тормозом (диаметр ротора 7,5 м, башня 17 м) была построена в 1982 году братьями Сванеборг и обогревала дом одного из них (другой брат выбрал ветряную турбину и электрическую систему отопления). Ветряк с тремя лопастями из стекловолокна, по неофициальным данным, производил до 8 киловатт тепла, что сравнимо с мощностью электрического котла для скромного дома. [7]

В конце 1980-х годов Кнуд Берту построил самую сложную на сегодняшний день тепловую ветряную мельницу: LO-FA.В других моделях тепловыделение происходило в нижней части башни – сверху ветряка проходила шахта до низа, где был установлен водяной тормоз. Однако в ветряке LO-FA все механические части для преобразования энергии были перемещены на вершину башни. Нижние 10 метров 20-метровой башни залили 15 тоннами воды в изотермический резервуар. Следовательно, из мельницы можно было буквально брать горячую воду. [7]

Башня ветряной мельницы LO-FA была залита 15 тоннами воды в изотермическом баке: горячая вода могла буквально вытекать из ветряка.

LO-FA также была самой большой из тепловых ветряных мельниц с диаметром ротора 12 метров. Его тепловая мощность оценивалась в 90 киловатт при скорости ветра 14 м / с (Beaufort 7). Эти результаты кажутся чрезмерными по сравнению с другими ветряными мельницами, генерирующими тепло, но выход энергии ветряной мельницы увеличивается более чем пропорционально диаметру ротора и скорости ветра. Кроме того, фрикционной жидкостью в водяном тормозе была не вода, а гидравлическое масло, которое можно нагревать до гораздо более высоких температур.Затем масло передавало свое тепло накопителю воды в башне. [7]

Возобновленная процентная ставка

Интерес к ветряным мельницам, генерирующим тепло, возродился несколько лет назад, хотя пока это касается лишь нескольких научных исследований. В статье 2011 года немецкие и британские ученые пишут, что «небольшие и удаленные домохозяйства в северных регионах требуют тепловой энергии, а не электричества, и поэтому ветряные турбины в таких местах должны быть построены для производства тепловой энергии». [8]

Исследователи объясняют и иллюстрируют работу ветряной мельницы с водяным тормозом и рассчитывают оптимальную производительность технологии.Было обнаружено, что характеристики крутящего момента ветряного ротора и крыльчатки должны быть тщательно согласованы для достижения максимальной эффективности. Например, для очень маленькой ветряной мельницы Савониуса, которую ученые использовали в качестве модели (диаметр ротора 0,5 м, башня 2 м), было рассчитано, что диаметр крыльчатки должен быть 0,388 м.

Затем исследователи провели моделирование в течение пятидесяти часов, чтобы рассчитать тепловую мощность ветряка. Хотя Savonius – это низкоскоростная ветряная мельница, которая плохо подходит для выработки электроэнергии, она оказывается отличным производителем тепла: небольшая ветряная мельница вырабатывала до 1 кВт тепловой энергии (при скорости ветра 15 м / с).[8] В исследовании 2013 года с использованием прототипа были получены аналогичные результаты, и расчетная эффективность системы составила 91%. [9] Это сопоставимо с эффективностью ветряной турбины, нагревающей воду с помощью электричества.

Исследование 2013 года с использованием прототипа рассчитало, что эффективность системы составила 91%

Очевидно, что это не всегда штормовая погода, а это значит, что средняя скорость ветра не менее важна. В исследовании 2015 года изучаются возможности использования ветряных мельниц в Литве, балтийской стране с холодным климатом, зависящей от импорта дорогостоящего топлива.[14] Исследователи подсчитали, что при средней скорости ветра в стране (4 м / с по шкале Бофорта 3) для выработки одного киловатта тепла требуется ветряная мельница с диаметром ротора 8,2 метра.

Теплогенерирующая ветряная мельница с водяным тормозом, размещенная внутри нижней части башни. Мельница была построена Йоргеном Андерсеном в 1975 году и находилась в Серритслеве. Фото Клауса Нибро. Источник: [13]

Они сравнивают это с потребностью в тепловой энергии нового энергоэффективного нового здания площадью 120 м2, отапливаемого в соответствии с современными стандартами комфорта, и приходят к выводу, что ветряная мельница, генерирующая тепло, может покрыть от 40 до 75% годовой потребности в отоплении (в зависимости от класса энергоэффективности. конструкции).[14]

Накопление тепла

Средняя скорость ветра также не гарантируется, что означает, что ветряная мельница, вырабатывающая тепло, требует аккумулирования тепла – в противном случае она обеспечивала бы обогрев только тогда, когда дует ветер. Один кубический метр нагретой воды (1 тонна, 1000 литров) может вместить до 90 кВт · ч тепла, что составляет примерно один-два дня подачи тепла для семьи из четырех человек.

Та же мельница, что и на фото выше, вид снизу. Источник: [7]

Таким образом, для обеспечения достаточного объема хранилища для моста без ветра в течение недели требуется до 7 тонн воды, что соответствует объему в 7 кубических метров плюс изоляция.Однако следует также учитывать потери энергии (саморазряд), и это объясняет, почему датские ветряные мельницы, генерирующие тепло, обычно имеют резервуар для хранения от десяти до двадцати тысяч литров воды. [13]

Теплогенерирующую ветряную мельницу можно комбинировать с солнечным бойлером, чтобы и солнце, и ветер могли подавать тепловую энергию напрямую, используя меньший резервуар для воды.

Теплогенерирующая ветряная мельница также может быть объединена с солнечным котлом, чтобы и солнце, и ветер могли напрямую поставлять тепловую энергию, используя один и тот же резервуар для хранения тепла.В этом случае становится возможным построить довольно надежную систему отопления с резервуаром для хранения тепла меньшего размера, потому что сочетание двух, часто дополняющих друг друга, источников энергии увеличивает шансы на прямую подачу тепла. Ветряные мельницы, генерирующие тепло, особенно в менее солнечном климате, являются отличным дополнением к солнечной тепловой системе, потому что последняя вырабатывает относительно меньше тепла зимой, когда потребность в тепле максимальна.

Замедлители схватывания и механические тепловые насосы

Самые последние и обширные на сегодняшний день исследования относятся к 2016 и 2018 гг. И сравнивают различные типы ветряных мельниц, генерирующих тепло, с различными типами косвенного производства тепла.[1] [15] В ветряных мельницах второго типа тепло вырабатывается с помощью механических тепловых насосов или гидродинамических замедлителей, а не с помощью водяного тормоза.

Механический тепловой насос – это просто тепловой насос без электродвигателя. Вместо этого ветряной ротор напрямую подключен к компрессору (-ам) теплового насоса. Это требует на одно преобразование энергии меньше, что делает комбинацию по крайней мере на 10% более энергоэффективной, чем электрический тепловой насос, приводимый в действие ветряной турбиной.

Гидродинамический ретардер хорошо известен как тормозная система тяжелых транспортных средств.Подобно джоулевой машине, он преобразует энергию вращения в тепло без участия электричества. Замедлители и механические тепловые насосы имеют те же преимущества, что и машины Джоуля, в том смысле, что они намного меньше, легче и дешевле электрических генераторов. Однако в этом случае для достижения оптимального КПД требуется коробка передач.

Сравнение различных видов производства прямого и косвенного нагрева. Источник: [15]

В исследовании сравниваются теплогенерирующие ветряные мельницы на основе замедлителей и механических тепловых насосов с косвенным производством тепла с использованием электрических котлов и электрических тепловых насосов.В нем сравниваются эти четыре технологии для трех систем размера: небольшая ветряная мельница, предназначенная для отопления автономного дома, большая ветряная мельница, предназначенная для теплоснабжения деревни, и ветряная электростанция, производящая тепло для 20 000 жителей. Четыре концепции отопления ранжируются на основе их годовых капитальных и эксплуатационных затрат, предполагая, что срок их службы составляет 20 лет. [1] [15]

Прямое соединение механической ветряной мельницы с механическим тепловым насосом дешевле, чем использование газового котла или комбинации ветряной турбины и электрического теплового насоса.

Для автономной системы прямое соединение механической ветряной мельницы с механическим тепловым насосом является самым дешевым вариантом, в то время как комбинация ветряной турбины и электрического котла стоит в два-три раза дороже. Все остальные технологии находятся посередине. Принимая во внимание как инвестиционные, так и эксплуатационные расходы, малые тепловые ветряные мельницы с механическими тепловыми насосами одинаково дороги или дешевле, чем обычные газовые котлы, если предположить типичную производительность небольшой ветряной мельницы (которая производит – в течение одного года – 12% до 22% от его максимальной выходной энергии).

Изображение: Ветряная мельница с водяным тормозом, разработанная О. Хельгасоном (слева), водяной тормоз с системой переменной нагрузки (справа). Изображения из «Испытания при очень высокой скорости ветра ветряной мельницы, управляемой водяным тормозом», О. Хельгасон и А.С. Сигурдсон, Научный институт Исландского университета. Источник: [7]

С другой стороны, комбинация небольшой ветряной турбины и электрического теплового насоса требует, чтобы ветряная мельница с «коэффициентом мощности» не менее 30% стала конкурентоспособной по цене с газовым отоплением, но такая высокая производительность очень необычна.Более крупные системы имеют одинаковый рейтинг – комбинация механических ветряных мельниц и механических тепловых насосов является самым дешевым вариантом, – но они имеют до трех раз меньшие капитальные затраты из-за экономии на масштабе. Ветряные мельницы большего размера имеют более высокий коэффициент мощности (16-40%), что приводит к еще большей экономии затрат.

Из-за больших потерь энергии на транспортировку тепла тепловая ветряная мельница лучше всего подходит как децентрализованный источник энергии, обеспечивая теплом домохозяйство, не подключенное к электросети, или, в оптимальном случае, небольшой город.

Однако более крупные системы также обнаруживают проблему при расширении технологии: хранение тепла может быть дешевле и эффективнее, чем хранение электроэнергии, но для транспорта справедливо обратное: потери энергии при транспортировке тепла намного больше, чем потери энергии для электричества. коробка передач. Ученые подсчитали, что максимальное экономически достижимое расстояние при оптимальных ветровых условиях составляет 50 км. [15]

Следовательно, тепловая ветряная мельница лучше всего подходит как децентрализованный источник энергии, обеспечивая теплом домохозяйство, не подключенное к электросети, или – в оптимальном случае – относительно небольшой город или город, или промышленную зону.Для еще более крупных систем необходимо транспортировать энергию в виде электричества, и в этом случае прямое производство тепла со всеми его преимуществами становится непривлекательным.

Ослепленный электричеством

Теплогенерирующие ветряные мельницы также исследуются для производства электроэнергии из возобновляемых источников, главным образом потому, что они предлагают лучшее решение для хранения энергии по сравнению с батареями или другими распространенными технологиями. [16] В этих системах произведенное тепло преобразуется в электричество с помощью паровой турбины.Система хранения аналогична системе концентрированной солнечной электростанции (CSP), а солнечные концентраторы заменены ветряными мельницами, генерирующими тепло.

«Вихретоковый нагреватель». Источник: [9]

Поскольку для эффективного производства электроэнергии с помощью паровой турбины необходимы высокие температуры, эти системы не могут использовать джоулевые машины или гидродинамические замедлители, а вместо этого полагаются на тип замедлителя, называемый «вихретоковым нагревателем» (или «индукционным нагревателем»). ). Они состоят из магнита, установленного на вращающемся валу, и могут достигать температуры до 600 градусов Цельсия.Используя вихретоковые нагреватели, ветряные мельницы могут обеспечивать прямое нагревание при более высоких температурах, что еще больше увеличивает их потенциальное использование в промышленности.

Однако использование накопленного тепла для производства электроэнергии значительно дороже и менее устойчиво по сравнению с использованием тепловых ветряных мельниц для прямого производства тепла. Эффективность преобразования накопленного тепла в электричество составляет не более 30%, а это означает, что две трети энергии ветра теряется из-за ненужного преобразования энергии – и то же самое верно, когда солнечное тепло используется для производства электроэнергии.[15]

Таким образом, прямое производство тепла дает возможность сэкономить в три раза больше выбросов парниковых газов и ископаемого топлива, используя такое же количество ветряных мельниц, которые также дешевле и более экологичны в строительстве. Надеемся, что прямому производству тепла будет отдан приоритет, которого оно заслуживает. Несмотря на потепление климата, потребность в тепловой энергии как никогда высока.

Крис Де Декер

---

---

1. Нитто, дипломированный инженер Алехандро Николас, Карстен Агерт и Ивонн Шольц.«ВЕТРОВЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ (WTES)».
2. Интеграция накопителей тепловой энергии в энергетическую сеть, Шарьяр Ахмед, 2017 г.
3. Яркое будущее заводов, работающих на солнечной энергии, Крис Де Декер, Low-tech Magazine, 2011
4. Solar Heat Worldwide, издание 2018 г., Международное энергетическое агентство (IEA).
5. Возобновляемые источники энергии 2018, Тепло, Международное энергетическое агентство (МЭА).
6. Всемирный банк: Производство электроэнергии из возобновляемых источников.
7. Расцвет современной ветроэнергетики: энергия ветра для всего мира .Pan Stanford Publishing, 2013. См. Главу 13 («Ветряные мельницы с водяным тормозом», Йорген Крогсгаард) и главу 16 («Преданные забвению», Пребен Маегаард). Похоже, это единственные англоязычные документы о датских ветряных мельницах с водяным тормозом.
8. Чакиров, Рустиам и Юрий Вагапов. «Прямое преобразование энергии ветра в тепло с помощью джоулевой машины». Четвертая международная конференция по окружающей среде и информатике (ICECS 2011), Сингапур, сентябрь . 2011.
9. СИСТЕМА МАЛЫХ ВЕТРОВОЙ ЭНЕРГИИ С ПОСТОЯННЫМ МАГНИТОМ Вихревым нагревателем, от ION SOBOR, VASILE RACHIER, ANDREI CHICIUC и RODION CIUPERCĂ.BULETINUL INSTITUTULUI POLITEHNIC DIN IAŞI. Publicat de Universitatea Tehnică «Gheorghe Asachi» в Яссы Томул LIX (LXIII), Fasc. 4, 2013
10. Эксперимент Джоуля: историко-критический подход, советник Маркоса Поу Галло.
11. Окадзаки, Тору, Ясуюки Сираи и Такэцунэ Накамура. «Исследование концепции ветроэнергетики с использованием прямого преобразования тепловой энергии и хранения тепловой энергии». Возобновляемая энергия 83 (2015): 332-338.
12. Реальные испытания малых ветряных турбин в Нидерландах и Великобритании, Крис Де Декер, The Oil Drum, 2010.
13. Selfbuilders, веб-сайт Winds of Change, Эрик Гроув-Нильсен.
14. Чернецкене, Юргита и Тадас Жданкус. «Использование энергии ветра для отопления энергоэффективных зданий: анализ возможностей». Журнал устойчивой архитектуры и гражданского строительства 10.1 (2015): 58-65.
15. Cao, Karl-Kiên, et al. «Расширяя горизонты теплоэнергии: оценка затрат на новые концепции отопления помещений с помощью ветроэнергетических систем.” Energy 164 (2018): 925-936.
16. Окадзаки, Тору, Ясуюки Сираи и Такэцунэ Накамура. «Исследование концепции ветроэнергетики с использованием прямого преобразования тепловой энергии и хранения тепловой энергии». Возобновляемая энергия 83 (2015): 332-338.

---

Low-tech Magazine делает прыжок с Интернета на бумагу. Первый результат – это 710-страничная мягкая обложка с идеальным переплетом, которая печатается по запросу и содержит 37 последних статей с веб-сайта (с 2012 по 2018 год).Второй том, в котором собраны статьи, опубликованные в период с 2007 по 2011 год, выйдет в конце этого года.

Подробнее: Журнал Low-tech: Печатный веб-сайт .

---

Index.php? Title = электрический теплогенератор – Industrial-Craft-Wiki

v · d · eIndustrialCraft² Stuff
Бронза Шлем • Нагрудник • Поножи • Ботинки Nano Шлем • Нагрудник • Поножи • Ботинки • Очки ночного видения Quantum Шлем • Бронежилет • Леггинсы • Ботинки Hazmat Шлем • Нагрудник • Поножи • Ботинки Утилита BatPack • Advanced Batpack • Energypack • CF Backpack • Composite Vest • Jetpack • Electric Jetpack • Solar Helmet • Static Boots
0 9325 9034 Блок Зерновые культуры • Зерноуборочный комбайн • Зерноуборочный комбайн • Бочка для выпивки Сельское хозяйство Предметы Мешок для семян • Каменная кружка • Урожайный анализатор • Электрическая мотыга • Мастерок для прополки • Удобрение • Ячейка для гидратации • Порошок для измельчения • Weed-EX Посевы Кофейный порошок • Хмель • Терра Бородавка • Кофе • Ром • Пиво
Энергия и проводка Кабели Оловянный кабель • Медный кабель • Золотой кабель • Стекловолоконный кабель • Высоковольтный кабель • Разветвительный кабель ЕС • Кабель детектора ЕС Блоки для хранения ЕС BatBox • CESU • MFE • MFSU EU Charge Pads BatBox • CESU • MFE • MFSU Единицы хранения Ячейка с электролизованной водой • Одноразовая батарея • Повторная батарея • Усовершенствованная аккумуляторная батарея • Кристалл энергии • Кристалл лапотрона • Элемент отладки Зарядка RE-Battery • Advanced RE-Battery • Энергетический кристалл • Lapotron Crystal Трансформаторы LV-трансформатор • MV-трансформатор • HV-трансформатор • EV-трансформатор
Машины Компоненты Базовый корпус машины • Усовершенствованный корпус машины • Электронная схема • Усовершенствованная схема • Реакторная камера • Лезвие для резки блоков (железо) • Лезвие для резки блоков (очищенное железо) • Лезвие для резки блоков (алмаз) Сборщики Шахтер • Продвинутый горнорабочий • Насос • Горнодобывающая труба Генераторы Генератор • Полужидкий генератор • Геотермальный генератор • Солнечная панель • Водяная мельница • Ветряная мельница • Ядерный реактор • Радиоизотопный термоэлектрический генератор Процессоры Железная печь • Электропечь • Индукционная печь • Мацератор • Компрессор • Экстрактор • Ресайклер • Формовщик металла • Установка для промывки руды • Термическая центрифуга • Консервная машина • Завод по розливу • Машина для производства твердых консервов • Конденсатор • Машина для резки блоков UU-Matter Производство Сканер • Хранение образцов • Репликатор • Изготовитель массы Утилита Электролизер • Намагничиватель • Персональный сейф • Телепорт • Катушка Тесла • Trade-O-Mat • Energy-O-Mat • Регулятор жидкости • Распределитель жидкости • Солнечный дистиллятор • Буфер для предметов • Электрическая сортировочная машина Обновления Обновление для оверклокера • Обновление накопителя энергии • Обновление трансформатора • Обновление эжектора • Обновление выталкивателя • Обновление эжектора жидкости • Обновление инвертора сигналов Redstone Teraforming Терраформер • TFBP – Охлаждение • TFBP – Выращивание • TFBP – Опустынивание • TFBP – Flatification • TFBP – Ирригация • TFBP – Гриб Тепловое оборудование Компоненты Компоненты Теплопровод • Медный котел Производители Генератор твердого тепла • Генератор жидкого тепла • Генератор радиоизотопного тепла • Электрический генератор тепла • Жидкостный теплообменник Приемники Генератор Стирлинга • Ферментер • Парогенератор • Доменная печь Вращающееся оборудование Компоненты Валы Железо • Очищенное железо Лопасти ротора Дерево • Железо • Сталь (Рафинированное железо) • Углерод Роторы кинетической коробки передач Дерево • Чугун • Сталь (рафинированное железо) • Углерод Лопатка паровой турбины • Паровая турбина Производители Кинетический ветрогенератор • Кинетический генератор воды • Кинетический парогенератор • Электрокинетический генератор • Ручной кинетический генератор Акцепторы Кинетический генератор • Поворотный стол
Компоненты ядерного реактора Компоненты Multiblock50 903 Сосуд под давлением реактора • Люк доступа к реактору • Порт жидкости реактора • Порт Редстоуна реактора Охлаждение Отвод тепла • Отвод тепла реактора • Улучшенный отвод тепла • Отвод тепла компонентов • Разогнанный отвод тепла • Конденсатор RSH • Конденсатор LZH Управление теплом Теплообменник • Теплообменник реактора • Улучшенный теплообменник • Компонентный теплообменник • Ячейка охлаждающей жидкости 10k • Ячейка охлаждающей жидкости 30k • Ячейка охлаждающей жидкости 60k Покрытие Покрытие реактора • Покрытие реактора защитной оболочки • Покрытие реактора теплоемкости Радиоактивный Топливный стержень (пустой) Уран Топливный стержень (уран) • Двойной топливный стержень (уран) • Четвертый топливный стержень (уран) Обедненный уран Топливный стержень (обедненный уран) • Двойной топливный стержень (обедненный уран) • Счетверенный топливный стержень (обедненный уран) MOX Топливный стержень (MOX) • Двойной топливный стержень (MOX) • Четвертый топливный стержень (MOX) Обедненный MOX Топливный стержень (обедненный MOX) • Двойной топливный стержень (обедненный MOX) • Четыре топливных стержня (обедненный MOX) Другое Пеллеты РИТЭГа • Топливный стержень (литий) • Топливный стержень (тритий) Отражатели Отражатель нейтронов • Толстый отражатель нейтронов
Ресурсы Raw Медная руда • Оловянная руда • Свинцовая руда • Урановая руда • Клейкая смола • Саженец каучукового дерева • Каучуковое дерево • Базальт • Лом Очищенный Пыль • Медь • Медный блок • Олово • Оловянный блок • Бронза • Бронзовый блок • Свинец • Свинцовый блок • Серебро • Очищенное железо • Блок очищенного железа Металлы Неметаллическая пыль Камень • Глина • Угольная пыль • Гидратированный уголь • Лазурит • Сера • Обсидиан • Диоксид кремния • Литий • Алмаз • Энергия Другое Резина • Растительный шар • Биологическая мякина • Контейнер для отходов • Жестяная банка • Железный забор • Индустриальный кредит Advanced Слиток из смешанных металлов • Усовершенствованный сплав • Углеродная пластина • Необработанное углеродное волокно • Необработанная углеродная сетка • Угольный шар • Спрессованный угольный шар • Угольный кусок • Промышленный алмаз • Кристаллическая память (необработанная) • Кристаллическая память • UU-вещество • Иридиевая руда • Пластина, армированная иридием Дом Порошок CF • Строительная пена • Стена из строительной пены • Люминатор • Армированный камень • Армированное стекло • Усиленная дверь • Резиновый лист • Липкий изолирующий лист • Строительные леса • Железные леса Разрушение Промышленный тротил • Динамит • Клейкий динамит Радиоактивный Уран-238 • Крошечная грудка урана-238 • Урановый блок • Уран 235 • Крошечная грудка урана-235 • Ядерное топливо из обогащенного урана • Ядерное топливо МОКС • Плутоний • Крошечная грудка плутония 90 Побочные продукты Зола • Шлак Ремесло Катушка • Электродвигатель • Блок малой мощности • Блок питания • Деревянная токарная заготовка • Чугунная токарная заготовка Пластины Медная пластина • Оловянная пластина • Бронзовая пластина • Железная пластина • Очищенная железная пластина • Свинцовая пластина • Золотая пластина • Лазуритовая пластина • Обсидиановая пластина Плотные пластины Плотная медная пластина • Плотная оловянная пластина • Плотная бронзовая пластина • Плотная железная пластина • Плотная рафинированная железная пластина • Плотная свинцовая пластина • Плотная золотая пластина • Плотная лазуритовая пластина • Плотная обсидиановая пластина Кожух изделия Корпус изделия из меди • Корпус изделия из олова • Кожух изделия из бронзы • Кожух изделия из железа • Кожух изделия из рафинированного железа • Кожух для свинцового изделия • Кожух для изделия из золота Ячейки Пустая ячейка • Универсальная ячейка для жидкости • Ячейка для сжатого воздуха • Ячейка для воды • Ячейка для лавы Жидкости Биомасса • Биогаз • Дистиллированная вода • Охлаждающая жидкость • Горячий охладитель • Лава Пахоехо • Строительная пена • UU-вещество • Пар • Перегретый пар
Mane Инструменты Бронзовый топор • Бронзовая мотыга • Бронзовая кирка • Бронзовая лопата • Бронзовый меч с приводом Горное сверло • Алмазное сверло • Иридиевое сверло • Бензопила • Электрический кронштейн для дерева • Электрический гаечный ключ • Ветромер • Сканер наружного диаметра • Сканер OV • Нано-сабля • Горный лазер • Плазменная установка Передатчики Преобразователь частоты • Dynamite-O-Mote Утилита Инструменты для крафта Кузнечный молот • Резак • Инструмент для токарной обработки Прочие инструменты Распылитель CF • Обскуратор • EU-Reader • Маляр • Веревка • Гаечный ключ • Мастерок для прополки Общее Другое Ящик для инструментов • Защитный ящик • Комплект для модернизации MFSU Лодки Резиновая шлюпка • Поврежденная резиновая шлюпка • Каноэ из углеродного волокна • Лодка с электроприводом
Унаследованные предметы Броня LapPack Чертежи Terraformer TFBP – Компрессия Ядерные реакторы Механика и компоненты старого реактора • Уран • Урановая ячейка • Двойная урановая ячейка • Четырехурановая ячейка • Ячейка с почти обедненным ураном • Ячейка с обедненным изотопом • Ячейка с повторным обогащением урана • Нагревательная ячейка Здание CF Pellet Топливо Компрессированные растения • Биоячейка • Биотопливная ячейка • H.Уголь • H. Угольная ячейка • Угольная топливная ячейка • Топливная канистра (пустая) • Топливная канистра (заполненная)

Куда делись все «генераторы горячей воды»?

Помимо отопления и охлаждения, вторым по величине потребителем энергии в домохозяйстве может быть горячее водоснабжение (ГВС).

Существует устройство, которое иногда называют пароохладителем , блоком энергосбережения (ECU) или для наших целей «домашним генератором горячей воды ».«Генератор горячей воды» – отличный способ обеспечить горячее водоснабжение или другие потребности в горячей воде, одновременно повышая эффективность теплового насоса, к которому они подключены. Пароохладители просты, но при неправильном применении могут вызвать проблемы.

Средний домашний бак для горячей воды на 80 галлонов требует около 33000 БТЕ тепла в день и работает 4-тонная система теплового насоса (4 тонны – 48000 БТЕЧ, которые будут обогревать и охлаждать средний дом площадью 2000 квадратных футов) 12 часов day генерирует около 115 200 БТЕ полезного отработанного тепла, что более чем в три раза превышает то, что может потребоваться для горячей воды в доме при нормальной работе.Даже когда тепловой насос находится в режиме «обогрева», генератор горячей воды может «перекачивать тепло» (тепло, которое обычно должно вырабатываться за счет сгорания или электрического сопротивления) более эффективно, имея КПД (коэффициент полезного действия) 3,0 или лучше.

Немного истории о надстройках для генераторов горячей воды прошлого года

Усвоенный урок заключается в том, что подключение трубопровода хладагента за пределами заводского герметичного конденсатора теплового насоса подвергает систему проблемам, связанным с изменениями динамического давления в контуре охлаждения, возможностью утечек хладагента и загрязнением системы хладагента и / или бытовых система горячего водоснабжения.Часто ЭБУ устанавливали на открытом воздухе, где условия, вызванные экстремальными погодными условиями, грызунами, насекомыми и т. Д., Обычно вызывали выход из строя таких компонентов, как насосы, контакторы и общая упаковка, в течение 5-10 лет после установки.

Поскольку федеральные нормативные акты за последние 20 лет требовали повышения сезонного коэффициента энергоэффективности (SEER) блоков кондиционирования воздуха, доступность «отработанного тепла» для таких операций, как регенерация горячей воды для бытовых нужд, уменьшилась.Большинство производителей теперь не рекомендуют вместо устанавливать системы ECU на своих холодильных контурах. Так, где это оставляет нас?

Хорошие новости для владельцев геотермальных тепловых насосов

Большинство производителей геотермальных тепловых насосов (GHP) предлагают установленный на заводе и спроектированный генератор горячей воды для бытовых нужд в комплекте с установленным на заводе циркуляционным насосом и средствами управления. Монтаж завершается простым двухтрубным соединением, выполняемым сантехником.

Для достижения наилучших рабочих характеристик убедитесь, что в пароохладителе есть еще один резервуар для предварительного нагрева, достаточно большой, чтобы объем воды мог поглотить тепло, которое вырабатывает пароохладитель или пароохладитель.Этот дополнительный резервуар действует как «тепловая батарея », накапливая горячую воду для пополнения основного резервуара для горячей воды для бытового потребления в то время дня, когда ваша семья больше всего использует горячую воду.

Стандартные водонагревательные баки для жилых помещений недороги, хорошо построены и служат отличными буферными баками / баками для предварительного нагрева. Если сомневаетесь, используйте резервуар большего размера, и вы оцените дополнительную емкость для сбора энергии, когда она вам больше всего понадобится.

Итак, вот вы где; еще одна веская причина в пользу « Go Geothermal ».Установленные на заводе-изготовителе генераторы горячей воды обязательно вызовут у вас улыбку!

Для профессионалов в области геотермального отопления и охлаждения в вашем районе посетите сайты организаций геотермальной отрасли: http://www.igshpa.okstate.edu/directory/directory.aspand http://www.geoexchange.org/geoexchange-service-providers/

Большая часть информации в этой статье была составлена ​​из отрывков и иллюстраций из учебника Modern Geothermal HVAC Engineering and Controls Applications, McGraw-Hill Education 2013

Об авторе : Джей Эгг (Jay Egg) – консультант по геотермальной энергии, писатель и владелец EggGeothermal.Он является соавтором двух учебников по геотермальным системам HVAC, опубликованных McGraw-Hill Professional. С ним можно связаться по адресу [email protected].

Как работают термоэлектрические генераторы | ООО «Прикладные термоэлектрические решения»

Как работают термоэлектрические генераторы

Термоэлектрические генераторы (ТЭГ) – это твердотельные полупроводниковые устройства, которые преобразуют разницу температур и тепловой поток в полезный источник постоянного тока. Полупроводниковые устройства термоэлектрического генератора используют эффект Зеебека для генерации напряжения.Это генерируемое напряжение управляет электрическим током и производит полезную мощность на нагрузке.

Модуль термоэлектрического генератора

Термоэлектрический генератор – это не то же самое, что термоэлектрический охладитель. (также известный как TEC, модуль Пельтье, чипы охлаждения, твердотельное охлаждение)

Термоэлектрический охладитель работает наоборот термоэлектрического генератора. Когда на термоэлектрический охладитель подается напряжение, возникает электрический ток. Этот ток вызывает эффект Пельтье. Благодаря этому тепло перемещается с холодной стороны на горячую.Термоэлектрический охладитель также является твердотельным полупроводниковым прибором. Компоненты такие же, как у термоэлектрического генератора, но конструкция компонентов в большинстве случаев отличается.

В то время как термоэлектрические генераторы используются для выработки энергии, термоэлектрические охладители (охладители Пельтье) используются для отвода или добавления тепла. Термоэлектрическое охлаждение находит множество применений в охлаждении, обогреве, охлаждении, контроле температуры и терморегулировании.

В центре внимания остальных постов – термоэлектрические генераторы.

Как термоэлектрический генератор использует эффект Зеебека?

Основным строительным блоком термоэлектрического генератора является термопара. Термопара состоит из одного полупроводника p-типа и одного полупроводника n-типа. Полупроводники соединены металлической полосой, которая соединяет их последовательно. Полупроводники также известны как термоэлементы, кубики или гранулы.

Пара термоэлектрических генераторов Термоэлектрический генератор (пеллеты, кубики, полупроводники, термоэлементы)

Эффект Зеебека – это прямое преобразование энергии тепла в потенциал напряжения.Эффект Зеебека возникает из-за движения носителей заряда внутри полупроводников. В легированных полупроводниках n-типа носителями заряда являются электроны, а в легированных полупроводниках p-типа носителями заряда являются дырки. Носители заряда диффундируют от горячей стороны полупроводника. Эта диффузия приводит к скоплению носителей заряда на одном конце. Это накопление заряда создает потенциал напряжения, который прямо пропорционален разнице температур в полупроводнике.

Носители заряда термоэлектрических генераторов

Какие полупроводниковые материалы используются для термоэлектрических генераторов?

Для термоэлектрических генераторов обычно используются три материала.Эти материалы представляют собой теллурид висмута (Bi2Te3), теллурид свинца (PbTe) и кремний-германий (SiGe). Какой материал используется, зависит от характеристик источника тепла, радиатора и конструкции термоэлектрического генератора. Многие материалы для термоэлектрических генераторов в настоящее время проходят исследования, но еще не реализованы в коммерческих целях.

Теллурид сурьмы и висмута (BiSbTe)

Что такое модуль термоэлектрического генератора?

Для создания модуля термоэлектрического генератора многие пары p-типа и n-типа электрически соединяются последовательно и / или параллельно для создания требуемых электрического тока и напряжения.Пары помещают между двумя параллельными керамическими пластинами. Пластины обеспечивают жесткость конструкции, плоскую поверхность для монтажа и диэлектрический слой для предотвращения коротких замыканий.

Модуль термоэлектрического генератора

Кто открыл эффект Зеебека? Когда был обнаружен эффект Зеебека?

До недавнего времени считалось, что Томас Зеебек открыл то, что сегодня известно как эффект Зеебека. Сейчас считается, что Алессандро Вольта открыл эффект Зеебека за 27 лет до Томаса Зеебека.Открытие произошло за 224 года до написания этой статьи.

В 1794 году Алессандро Вольта провел эксперименты, в которых он придал железному стержню U-образную форму. Один конец стержня нагревали, погружая его в кипящую воду. Когда неравномерно нагретый стержень был электрически соединен с уже не живой ногой лягушки, через ногу лягушки пропускался ток, и мышцы сокращались. Считается, что это первая демонстрация эффекта Зеебека.

Алессандро Вольта

В 1821 году Томас Зеебек обнаружил, что при нагревании одного из стыков двух соединенных разнородных металлов стрелка компаса, расположенная на близком расстоянии, вращается.Первоначально это называлось термомагнитным эффектом. Позже было обнаружено, что напряжение и, следовательно, ток индуцировались нагревом перехода. Ток создавал магнитное поле по закону Ампера. Это индуцированное напряжение из-за нагрева перехода стало известно как эффект Зеебека.

Генераторы | AAANorthgate | Пеория, Иллинойс

AAA Northgate устанавливает геотермальные системы с резервными генераторами энергии, что является отличным энергоэффективным сочетанием для непрерывного домашнего комфорта в Центральном Иллинойсе.

Рассматривали ли вы геотермальную энергию для вашего дома в Пеории?

Геотермальная система или геотермальный тепловой насос – отличный способ снизить затраты на электроэнергию. Эти системы возобновляемых источников энергии могут обеспечивать обогрев и охлаждение помещений, а также горячее водоснабжение за небольшую часть эксплуатационных расходов по сравнению с обычными системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в Иллинойсе.

Земляные тепловые насосы часто бывают полностью электрическими, в них используются вентиляторы и насосы для передачи тепловой энергии извне внутрь. Как и другие системы тепловых насосов, геотермальные дома используют небольшое количество электроэнергии для обеспечения большого количества тепла или охлаждения.

Начните с улучшения производительности дома

Повышение энергоэффективности дома перед установкой геотермальной системы может помочь снизить тепловую нагрузку и повлиять на размер системы, которая требуется вашему дому для обеспечения вашего комфорта.

Резервные генераторы энергии

Добавление резервного генератора в ваш геотермальный дом полностью позаботится о вашем доме, не только включит свет при отключении электричества, но и сохранит тепло!

Самая важная информация, которую вам нужно знать, когда вы собираетесь купить резервный генератор, – это то, сколько электроэнергии вам понадобится для работы вашего дома во время отключения электроэнергии.Нет ничего более разочаровывающего и разочаровывающего, чем покупка маломощного генератора.

Как ваше напряжение?

Геотермальные тепловые насосы требуют большей мощности во время запуска, чем во время работы. Чтобы выбрать резервный генератор, вам необходимо знать пусковую и рабочую мощность теплового насоса, а также нагрузку любого другого электрического устройства или освещения, которое вы планируете использовать при использовании генератора. Геотермальные тепловые насосы работают от 240 вольт, поэтому ваш генератор должен иметь выходное напряжение 240 вольт.

Постоянно установленные домашние резервные генераторы обеспечивают постоянную защиту вашего дома в Пеории за счет автоматического запуска и остановки.Они сидят снаружи и подают питание прямо на электрическую панель вашего дома. Установки, работающие на природном газе или сжиженном пропане (LP), питаются от существующего источника питания и не нуждаются в отдельном подключении.

Поможем финансами!

Вам может понадобиться резервный генератор, если вы находитесь в удаленном месте или если ваш дом находится в районе, где часто случаются перебои в подаче электроэнергии.