Энергосбережение и бытовые обогреватели

  • Вид работы:
    Доклад
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    245,62 kb
  • Опубликовано:
    2012-02-04
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Энергосбережение и бытовые обогреватели

Энергосбережение и бытовые обогреватели

В настоящее время у нас в стране и за рубежом всё большей популярностью пользуются бытовые обогреватели. Обычно, их используют как дополнительные источники тепла, однако, последнее время всё чаще - как основные. Это удобно, так как нет необходимости тратить ресурсы на отопление с помощью пара, требующего целой системы труб, специального обслуживания и очень непросто поддающегося оперативному регулированию температуры в обогреваемом помещении, и, следовательно, снижающему энергоэффективность процесса отопления.

Существует большой ассортимент обогревателей по принципу действия. К ним относятся:

газовые, водяные и электрические конвекторы (напольные, подвесные и настенные);

тепловентиляторы (конвекторы принудительного продува);

масляные обогреватели;

газовые, электрические инфракрасные системы (коротковолновые, средневолновые и длинноволновые).

Все они имеют известные достоинства и недостатки. Исследование информационных ресурсов показало, что, особенно за рубежом, складывается тенденция к приоритетному применению инфракрасных систем обогрева. Приводятся данные, демонстрирующие эффективность этого вида обогревателей по сравнению с прочими:

легкость, удобство эксплуатации и монтажа системы;

при использовании современных автоматов защиты от короткого замыкания и перегрузок, а также устройств защитного отключения по току утечки вероятность пожара или поражения электрическим током близка к нулю;

эффективная возможность регулирования подачи тепла;

небольшие габаритные размеры отопительных приборов, которые к тому же не требуют особого ухода;

высокая гигиеничность и экологические достоинства электрических обогревателей;

бесшумность отопительной системы, так как для её работы не нужны циркуляционные насосы;

высокий КПД, обусловленный отсутствием теплоносителя, благодаря чему происходит прямое преобразование электрической энергии в тепловую.

С другой стороны, как оказалось, существуют и совершенно другие мнения на этот счёт. Как правило, это мнение высказывают пользователи, на личном опыте убедившиеся в несоответствии бравурных рекламных посылок реальному положению дел. Вот некоторые, отзывы:

·    «Приобрел "Пион 06" - повесил на даче (утепленный бревенчатый сруб) - комнату 10 м2 нагрел до 150C. Посидел, дрожа от "свежего здорового " воздуха и растопил проверенную печь, типа "буржуйка", работающую на бытовых отходах. Цена "Пиона" превышает 4 м3 березовых дров, мне на 3 года их хватает на даче, и никакого электричества!»

·        «Аналогичная ситуация произошла и у меня. Приобрёл ПИОН 13, взамен обычного масляного радиатора, поведшись на рекламу об инфракрасном чудо - обогревателе. Через два часа работы этого обогревателя температура в комнате стала опускаться к отметке 14 градусов, так что пришлось вновь включать обычный масляный обогреватель что бы не замёрзнуть.»

Так в чём же дело? Где тут «собака порылась?»

Нами были проведены сравнительные исследования двух типов обогревателей: инфракрасного «Пион», мощностью 1300Вт и масляного семисекционного типа Irit IR-07 1507T, мощностью 1500Вт. В момент проведения исследования центральное отопление было выключено.

При этом:

Тепловая нагрузка помещения определяется:

от = Qt + Qв, где                                                         (1)

t - трансмиссионные потери (количество тепловой энергии, передаваемое от внутреннего воздуха в помещении к наружному воздуху, Вт); Qв - расход теплоты на нагрев наружного воздуха, Вт

Трансмиссионные потери, через ограждающие конструкции (стены, окна, двери, потолки, полы), определяются из общего уравнения теплопередачи:

= F/R• (tв - tн)• (1+b)• n , где                                               (2)

- площадь ограждающей конструкции, м2; R - общее сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м2•С/Вт; tв - tн - расчётная температура, внутреннего и наружного воздуха, oC; b - добавочные потери теплоты, определяемые по Приложению 9 СНиП 2.04.05-91; n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху (по СНиП - I I -3-79).

Термическое сопротивление однородного слоя строительного материала определяется по формуле:

= b / l, где                                                           (3)

b - толщина материала, м; l - коэффициент теплопроводности материала, Вт/м2•С.

Кирпичная кладка на цементно-песчаном растворе          0,58

Сосна, ель поперёк волокон:                                               0,29

По формуле (3):

вн. ст. = 0,5/0,58 = 0,86 м2•С/Вт;вн. ст. = 0,35/0,58 = 0,6 м2•С/Вт;пол, потолок = 0,5/0,29 = 1,72 м2•С/Вт.

По формуле (2):внеш.ст. = 15/0,86•30•1,25•1 = 654Вт;окна = 6/0,35•30•1,25•1 = 643Вт;внут. ст. = 63/(0,35/0,58)•15•1•1 = 1567Вт;пол = 36/(0,50/0,29)•15•1•1 = 313Вт;потолок = 36/(0,50/0,29)•20•1•1 = 418Вт;t общ = 654 + 643 + 1567 + 313 + 418 = 3595Вт.

Расход теплоты на нагрев поступающего наружного воздуха (за счёт инфильтрации):

в = 0,28G• c • (tв - tн)• k , где                                              (4)

- количество, поступающего в помещение не подогретого воздуха, кг/час; c - удельная теплоёмкость воздуха (равна 1 КДж/кг•С); k - коэффициент учёта влияния встречного теплового потока, равный:

·    0,7 - для окон с тройным остеклением;

·        0,8 - для окон с раздельными переплётами;

По формуле (4):

в = 2•0,28•1•35•1 = 19,6Вт.

По формуле (1):

от = 3595 + 19,6 = 3614Вт.

Из расчётов получаем, что тепловые потери, в заданном помещении, при температуре окружающего воздуха -10oC, равны 3614 Вт

Таким образом, получается, что в расчётном помещении можно разместить три обогревателя типа «Пион», общей мощностью 3900Вт или 3 конвективных обогревателя, общей мощностью 4500Вт.

Складывается впечатление, что инфракрасные обогреватели действительно более эффективны, чем конвективные. Однако, продолжим эксперименты. обогреватель тепловой трансмиссионный инфракрасный

Рис.1 Расположение контрольных точек и ИК-обогревателя «Пион».

В помещении были размещены 10 датчиков температуры. Восемь из них, подключённые к многоканальному измерителю температуры ХАН-10, были размещены в «зоне прямой видимости» инфракрасного облучателя, смонтированного на стене на высоте 2,5м от пола. (Рис.1)

Датчики № 9 и 10 были расположены в углах помещения для фиксации момента возникновения потоков тёплого воздуха.

Все термодатчики были одновременно отградуированы по ртутному термометру.

Эксперимент длился в течение двух с половиной часов. Результаты представлены на Рис.2.

Рис.2 Результаты эксперимента с ИК-обогревателем.

Аналогичный эксперимент был поставлен с конвективным обогревателем.

Термодатчики располагались на тех же местах, а сам обогреватель был установлен под ИК облучателем (Рис.4).

Результаты эксперимента представлены на Рис.3 и 5.

Так как датчик № 1 располагался непосредственно над конвектором, то он, естественно разогревался до более высокой температуры, чем все остальные. График его данных был вынесен в отдельный рисунок с более высоким временным разрешением.


Рис.4


Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!