+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

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 для воздушного отопления Антарес Комфорт

Не секрет, что ежегодная стоимость отопления дома сильно зависит от вида используемого топлива или источника тепла. Самое дешевое – отопление магистральным газом (но вот только подключить газ совсем недешево…). Самое дорогое – отопление сжиженным газом или дизельным топливом. В середине стоит отопление на твердом топливе (например, пеллетами) и отопление электричеством.

Статьи по теме

Кроме того, все большую популярность приобретают экологичные и энергосберегающие способы отопления – солнечными коллекторами или тепловыми насосами, использующие даровую энергию природы.

Если вы установили в своем доме систему воздушного отопления Антарес Комфорт, то вы можете использовать любой вид отопления, или другими словами – любой теплонегератор из перечисленных выше!

Давайте посмотрим на схему воздушного отопления Антарес Комфорт и разберемся, как оно работает:

Сердцем нашей системы является агрегат воздушного отопления АВН (10). В нем размещены электрический нагреватель (11) и водяной теплообменник 12 (либо оба сразу, либо только один из них). Также в АВН размещен вентилятор (13). Электрический нагреватель может нагревать воздух непосредственно, а водяной теплообменник использует для нагрева воздуха горячую воду, нагретую котлом (16), причем котел может быть любой – газовый, электрический, дизельный и т.д., главное, чтобы его мощности хватало для обогрева дома.

Нагретый в АВН воздух по жесткому магистральному воздуховоду (9) и далее по гибким шумоглушащим воздуховодам (2 и 23) подается в комнаты дома. Количество подаваемого воздуха (а значит и желаемая температура) регулируется заслонками (3 и 18). На концах гибких воздуховодов (2 и 23) стоят переходники с круглого сечения на прямоугольное сечение для того, чтобы установить на выходах воздуховодов прямоугольные вентиляционные решетки (они выглядят более эстетично, чем круглые).

Из комнат воздух забирается гибкими шумоглушащими воздуховодами (7), которые соединены с жестким обратным магистральным воздуховодом, который в свою очередь соединен с обратным коллектором (15). К обратному магистральному воздуховоду подсоединен и отдельный воздуховод для вентиляции и подачи в дом небольшой части свежего воздуха с улицы (20) с регулировочной заслонкой (21).

Из обратного коллектора (15) воздух попадает сначала в фильтр очистки (14) (либо дешевый механический, либо более дорогой электронный), а затем, уже очищенный от пыли и грязи – снова в АВН, замыкая таким образом контур воздушного отопления в кольцо.

Управляется АВН с помощью блока автоматики (8), который в свою очередь управляется электронным программируемым термостатом (6).

Разобравшись в работе воздушного отопления Антарес Комфорт, разберемся с тем, какие можно использовать теплогенераторы для воздушного отопления.

Электрические теплогенераторы для воздушного отопления Антарес Комфорт

Как уже было сказано выше, в составе АВН может поставляться электрический нагреватель НЭ (11) – это электрический теплогенератор для воздушного отопления, позволяющий отапливать дом электричеством. Похожие электрические теплогенераторы стоят в американских и канадских агрегатах воздушного отопления – аэрохэндлерах Goodman, Lennox.

Газовые теплогенераторы для воздушного отопления Антарес Комфорт

Кроме электрического нагревателя НЭ в АВН может стоять и водяной теплообменник НВ. Впрочем, при наличии водяного теплообменника НВ электрический нагреватель может и не устанавливаться – все зависит от конкретного заказа. Водяной теплообменник позволяет использовать для нагрева воздуха горячую воду, нагретую предварительно отопительным котлом (16) – котел может работать на любом виде топлива.

Если этот котел использует для нагрева газ – то мы получим газовый теплогенератор для воздушного отопления.

Стоит сказать, что в американских и канадских системах воздушного отопления также широко используются газовые теплогенераторы – но не в виде отдельных котлов отопления, а встроенные в печи воздушного отопления (со своими собственными вентиляторами) — Goodman, Lennox, Nordyne. В таких печах прогоняемый через них встроенным вентилятором воздух нагревается сгорающим газом, без использования промежуточного теплоносителя – воды – как в системе Антарес Комфорт. Газовая печь воздушного отопления требует регулярного контроля и обслуживания, да и воду для умывания она не нагреет. А газовый отопительный котел можно использовать не только для отопления, но и для горячего водоснабжения и для теплых полов.

Дизельные теплогенераторы для воздушного отопления Антарес Комфорт

Если наш отопительный котел (16) использует для нагрева воды дизельное топливо, то у нас будет дизельный теплогенератор для воздушного отопления.

Твердотопливные теплогенераторы для воздушного отопления Антарес Комфорт

Вы установили себе отопительный котел, который использует для нагрева воды твердое топливо? Значит теперь у вас есть твердотопливный теплогенератор для воздушного отопления.

Вообще говоря, из твердотопливных котлов наиболее удобны сейчас котлы на пеллетах – они позволяют контролировать отопление с помощью автоматики (в том числе и загружать котел топливом может тоже автоматика).

Однако совместно с воздушным отоплением Антарес Комфорт можно использовать не только отопительные котлы. В качестве источников тепла – теплогенераторов – могут выступать и обычные печи и даже камины! Печь может быть установлена в топочной и греть воздух там. А воздушное отопление по системе воздуховодов уже разнесет нагретый воздух по всему дому. То же самое и с камином. Камин греет, например, гостиную, а воздушное отопление разносит теплый воздух в остальные комнаты. А топить камин можно и обычными дровами или углем. Теоретически, ни электрический нагреватель НЭ, ни водяной теплообменник НЭ в этом случае вообще не нужен. Но с другой стороны, отапливать большой дом буллерьяном или камином не очень удобно – автоматически дрова в них не загрузишь, и температуру контролировать тоже придется самому. А вот в качестве дополнительного источника тепла на случай неожиданных лютых морозов камин вполне может работать какое-то время, пока не потеплеет. Более подробно об этом можно прочитать в статье камин с воздушным отоплением Антарес Комфорт

Солнечные теплогенераторы для воздушного отопления Антарес Комфорт

Вода для водяного теплообменника НВ может быть нагрета не только отопительным котлом, но и солнечным коллектором с использованием энергии солнца. Таким образом, при установке на крыше дома солнечных коллекторов, они будут работать как солнечные теплогенераторы для воздушного отопления. Подробнее об этом смотрите в статье солнечное воздушное отопление Антарес Комфорт.

Тепловые насосы — теплогенераторы для воздушного отопления Антарес Комфорт

В качестве теплогенератора для воздушного отопления может выступать и другое современное устройство – тепловой насос. Тепловой насос использует для отопления энергию солнца (но несколько иначе, чем солнечный коллектор) или энергию геологических процессов, протекающих в глубине Земли. Однако для наших климатических условий не каждый тепловой насос сможет обогревать дом круглый год – возможно, потребуется в дополнение к тепловому насосу установить еще и резервный электрический нагреватель. А вот в межсезонье любой тепловой насос даст необходимое количество тепла и поможет немного сэкономить на отоплении. Об использовании тепловых насосов в качестве теплогенераторов для воздушного отопления более подробно смотрите статью воздушное отопление тепловым насосом Антарес Комфорт.

Если вы хотите более подробно узнать о том, что такое воздушное отопление дома – посмотрите соответствующий раздел (воздушное отопление дома). А в разделе система воздушного отопления дома Антарес Комфорт подробно рассказано о нашей системе воздушного отопления, ее основных преимуществах и особенностях.

Купить воздушное отопление Антарес Комфорт в Москве можно, либо позвонив в группу компаний Антарес, либо написав нам на электронную почту.

 

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.

Теплогенератор твердотопливный GRV 400 кВт

Подробное техническое описание воздушного котла GRV 400 кВт (теплогенератор, тепловая пушка)  

Данный теплогенератор твердотопливный, имеет большой запас, и может работать на 600 кВт

Воздушное высокотемпературное отопление воздуховодами, — взрывобезопасно, надежно, не требует больших затрат на систему отопления, а так же многофункционально.

Технические характеристики теплогенератора 
  • Мощность теплогенератора 400 кВт
  • Проток воздуха от 15 000 м3/час
  • Температура воздуха от 50 до 270*С
  • Расход опилок, стружки – до 130 кг/час (при наличии горелки вихревой, поставляется отдельно) 
  • Расход пеллет – до 100 кг/час (при наличии пеллетной горелки, поставляется отдельно) 
  • Объем бункера 3 м3 (поставляется отдельно) 
  • Масса оборудования – 3000 кг
  • Установленная мощность вентиляторов – 8 кВт (возможна комплектация вентиляторами 2,2 кВт 2 шт. )
  • Топливо для ручной загрузки  – дрова, горбыль
  • Диаметр выходного отверстия для подключения воздуховода – 2 по 315 мм или 3 по 315 мм 

Котел воздухогрейный GRV позволяет отапливать, проветривать теплицу, промышленное помещение, повышать или понижать влажность в помещении, работать на сушильной камере 

Новая отечественная разработка. Теплогенератор оптимизирован для работы на твердом топливе. Основное предназначение отопление промышленных помещений, отопление теплиц.

Устройство

Теплогенератор состоит из нижнего блока – топки, в ней протекает непосредственный процесс горения. Для вычистки золы предусмотрены зольные ящики, которые герметично закрываются. В нижнем блоке есть две большие дверцы через которые закладывается топливо в току. Подача воздуха осуществляется снизу, что позволяет оптимально по вихревому принципу сжигать топливо. В процессе сжигания топлива, тепло через излучение передается стенкам топки. Все элементы теплогенератора охлаждаются принудительным потоком воздуха, поток создается подключаемым вентилятором – улиткой. Верхний блок представляет из себя теплообменник, через него протекают дымовые газы. В дыме содержится до 50% тепла выделяемого при сжигании топлива, поэтому мы важное значение уделяет разработки и постройки теплогенератора. В базовой комплектации к теплогенератору устанавливается два основных вентилятора. В зависимости от того какой температуры требуется получать теплоноситель подбирается и воздушные вентиляторы.

Эксплуатация

Воздухогрейные котлы отличаются от водогрейных многими свойствами, в том числе интервалами мощности, давлением, необходимостью регистрации в котлонадзоре и т.д. Для эксплуатации воздухогрейного котла потребуется подключение напряжения 380В, в зависимости от выбранного топлива, схема горения несколько отличается. 

 

Видео №1 Отопление теплицы 2000 м. кв.

Рис. 1 Фото теплогенератора в теплице 2000 кв.м. 

Видео №2  Воздушное отопление в зимней теплице с помощью тепловой пушки 400 кВт 

Рис. 2 Теплогенератор твердотопливный GRV 400-500 описание и габаритные размеры

В топку теплогенератора (1) закладывается топливо через двери (7). Горение топлива происходит на колосниках. Для увеличения службы оборудования, колосники принудительно охлаждаются максимальным протоком воздуха. Зола образуемая при горении твердого топлива падает в зольный отдел, из которого удаляется через люки прочистки (8). При работе теплового агрегата в половину мощности, используется только половина топки. Для этого на щите управления выключается правый вентилятор дутьевой (9), и топка производится в одну загрузочную дверь.

Со временим работы теплогенератора в теплообменники (2) накапливается сажа. Удаление сажи нужно производить не реже одного раза в месяц. Открываются дверцы (11) и прочищается кочергой сажа. Конструкция теплообменника спроектирована таким образом чтобы был полный доступ для прочистки.

Воздух через рубашку топки и теплообменник (2) продувается под напором двумя вентиляторами радиального типа среднего давления. Горячей воздух выходит из двух воздуховодов (6) и (4), далее воздух следует распределить с помощью воздуховодов сечением 315 мм. Для просмотра вариантов подключения твердотопливного теплогенератора следует перейти по ссылке.

Виды топлива

С ручной топкой, в теплогенераторе сгорает дрова, древесные отходы, уголь, торф, брикеты, солома, крупная стружка и горбыль. Для снижения тепловой нагрузки на стенки мы подобрали габаритные размеры топки которые обеспечивают полноценное сжигание любой древесины, соломы, угля и смешенного топлива. При определенных условиях котел параллельно используется для утилизации покрышек от легковых автомобилей, для этого небольшими порциями покрышки могут добавляться в основной вид топлива. Так же в левую загрузочную дверцу топки можно загружать мусор который может сгорать. Под воздействием температуры правого отдела и увеличения мощности правого отсека на дровах, угле уходящие газы и примеси будут догорать.  

Запуск теплогенератора твердотопливного

Первым следует включить вентиляторы продува, оба (5) и (3). Убедитесь что проток воздуха полный. Далее производится розжиг на дровах, и набор температуры. На блоке управления задается требуемая температура воздуха на выходе из теплогенератора. Растопка без включения вентиляторов циркуляции запрещена. 

Остановка теплогенератора 

После остановки теплогенератора, вентиляторы радиальные должны продолжать работать до полного остывания стенок оборудования.

Варианты использования твердотопливного теплогенератора GRV
  • Лесная промышленность
  • Мебельная промышленность
  • Тепличные комплексы
  • Промышленные помещения
  • Склады
  • Сервисные центры
  • Производство пеллет
  • Отопление временных зданий и сооружений
  • Прогрев песка, гравия для бетонных заводов
  • Сушильные комплексы большой производительности
  • Сушка в барабанах любой продукции 

Рис. 3 Теплогенератор в процессе производства 

Рис. 4 Отгрузка теплогенератора GRV 400-500 

Рис. 5 Дополнительное оснащение теплогенератора автоматической вихревой горелкой 

Рис. 6 Теплогенератор GRV 500 в проекте воздушного отопления теплицы 2100 кв.м. 

С помощью схемы представленной на рис. 6, стало возможным эффективное отопление теплицы с низким арками. Теплица площадью 2100 кв.м. для выращивания помидора. Воздуховоды съемные и быстро устанавливаются. Проток воздуха через воздуховоды рассчитан таким образом чтобы не обжигать растения 

Рис. 7 Теплогенератор по схеме с теплицей 3000 кв.м. 

На рис. 7 теплогенератор по проекту отапливает теплицу площадью 3000 кв.м. с возможностью доп. установки газовой горелки. Основной вид топлива — дрова, древесные отходы. Толщина стенки теплогенератора увеличена в проекте для эксплуатации на мощности 600 кВт.  

 

 

Газовые теплогенераторы для воздушного отопления


Главная > Газовые теплогенераторы для воздушного отопления
Сегодня все большую популярность приобретает газовое воздушное отопление, которое считается наиболее перспективным из всех видов отопления как для обогрева частного дома, так и производственных помещений. Такой вид отопления – это способ обогрева больших площадей за минимально возможный срок. Для этого процесса необходимо специальное устройство – газовый нагреватель воздуха, или газовый теплогенератор. Система отопления с газовым теплогенератотом – это простая, и в то же время надежная система, обладающая массой преимуществ в сравнении с традиционным водяным отоплением. Основная особенность газового воздушного отопления, обеспечивающая системе преимущество перед водяным отоплением – это отсутствие промежуточного звена в виде теплоносителя. Помещение нагревается намного быстрее – теплый воздух сразу поступает в дом, не требуется времени для прогрева батарей. Стоимость оборудования и его монтажа невысоки, а особенно выгодны в плане дальнейшего техобслуживания и эксплуатации.

Устройство теплогенератора

Оборудование состоит из следующих основных блоков:   Корпус изготовлен из стальных утолщенных панелей усиленной листовой стали, которая снаружи покрывается особой стойкой к высоким температурам и коррозии эмалью. Изнутри корпус покрыт слоем тепло- и звукоизоляции. Боковые панели корпуса имеют предварительно выштампованные отметки для монтажа дымохода – в зависимости от конфигурации оборудования теплогенератор размещается горизонтально или вертикально, так как конструкция корпуса приспособлена для монтажа воздуховода сверху, снизу или сбоку. В качестве дополнительного оборудования сверху может быть установлен кондиционер, увлажнитель воздуха, система тонкой очистки, УФ-обеззараживатель – их посадочные размеры точно совпадают с соответствующими размерами вывода воздуха. Газовая труба подсоединяется к теплогенератору выполняется слева или справа. 2 теплообменник Трубчатый теплообменник сделан из специальной алюминизированной жаропрочной стали. Дизайн каналов теплообменника оптимизирует процесс сгорания газа и передачи тепла от горения воздуху, проходящему через каналы. 3 многоскоростной вентилятор Вентилятор блока вентилирования – индукторный высокоэффективный многоскоростной, снабженный электродвигателем переменного тока. Вентилятор имеет 3 скорости, позволяющие теплогенератору изменять режим работы в зависимости от потребностей в обогреве. 4 вентилятор дымоудаления Стойкий к коррозии вентилятор, снабженный электродвигателем переменного тока с высоким ресурсом. Он также малошумный и надежный. Его работа контролируется автоматикой. 5 газовый клапан Газовый клапан выполняет функцию автоматического вентиля, закрывающего подачу газа, а также регулирует давление газа в теплогенераторе. Его управление обеспечивается электрическим блоком. 6 тепловая и звуковая изоляция Теплогенераторы снабжены специальным тепло- и шумоизолирующим покрытием с внутренней стороны корпуса толщиной 10 мм. Благодаря этому слою значительно сокращаются теплопотери и снижается уровень шума.

Какие теплогенераторы используются?

Наиболее практичное и экономичное оборудование для воздушных систем, использующее в качестве топлива природный газ, устанавливаемое нашей компанией – оборудование производства США и Канады. Оно сертифицировано и опробовано многолетней практикой эксплуатации. Среди канальных воздухонагревателей мы используем оборудование таких производителей, как Carrier, Rheem, Allstyle. Cовременные воздухонагреватели обладают эффективностью по топливу более 93 AFUE и являются многопозиционными, то есть устанавливаются в любом положении – вертикально или горизонтально. Они поставляются в различных вариантах – с 1, двустадийной или модулируемой горелкой, стандартным или энергоэффективным мотором. Вентилирование выполняется как однотрубным, так и двухтрубным способом. Для локального отопления воздухом используют локальные воздушные нагреватели. Они работают по принципу тепловой пушки и используются главным образом для обогрева производственных и складских помещений.

Преимущества системы с газовым теплогенератором:

Система воздушного отопления с теплогенератором лишена инерционности – теплый воздух нужной температуры сразу поступает в помещения Обладает чрезвычайно высоким КПД – до 96% при использовании современного  конденсационного теплогенератора. Иными словами, система очень экономична в использовании – в том числе и за счет дешевизны самого энергоносителя, которым является природный или сжиженный газ Отличается простотой в техобслуживании. ТО сводится к регулярной замене или промывке воздушных фильтров. Данная система отопления может решать целый спектр задач помимо отопления, а именно – вентиляция, кондиционирование, увлажнение, очистка воздуха.

Виды теплогенераторов

Теплогенератор может устанавливаться стационарно, а может иметь мобильную версию. Мобильные нагреватели используются на стройках и в других условиях, когда требуется кратковременный локальный обогрев, затем их перемещают в другое место. Стационарные установки подразделяются на канальные и локальные. Подвесные локальные теплогенераторы обычно применяют для обогрева промышленных зданий и помещений, складов, теплиц, ангаров, цехов. Они обогревают воздух непосредственно рядом с собой. Группа локальных теплогенераторов может управляться при помощи автоматики, поддерживая нужную температуру в помещении. Что касается обогрева жилых зданий частных домов, офисов, торговых центров – для этой цели используются канальные системы. Теплогенератор располагается в подсобном помещении, а нагретый им воздух распределяется по остальным помещениям при помощи сети воздуховодов. Сам воздухонагреватель занимает минимум пространства – 1-2 кв. м., и может быть расположен в различной конфигурации – вертикальной и горизонтальной. Итак, еще раз отметим плюсы газового обогрева: – по причине отсутствия промежуточного элемента для обогрева – теплоносителя – газовый теплогенератор может быстро обогреть помещение любого размера – управление системой автоматизировано: Вы просто устанавливаете нужную температуру в помещении при помощи электронного термостата – экономия: умный электронный термостат позволяет максимально снизить расход энергии для обогрева – система работает не только на обогрев, но также осуществляет функции вентиляции и кондиционирования, а также комплексной обработки воздуха при установке дополнительного оборудования в комплекте с базовой установкой – увлажнителя, системы тонкой очистки и обеззараживания воздуха – отсутствуют проблемы, характерные для водяной системы: воздушные пробки, прорывы труб, замерзание труб, а также громоздкое оборудование, фитинги, насосы, котлы, радиаторы отопления – экологичность системы: в отличие от водяного отопления, где радиаторы накапливают в себе пыль, которая потом с потоками нагретого воздуха разносится по дому, в системе с канальным теплогенератором воздух постоянно очищается, так как циркулирует с подмесом чистого воздуха с улицы и проходит очистку в воздушных фильтрах – прежде, чем поступать в помещения Рекуперация в системе с газовым теплогенератором Другой особенностью системы, которая делает ее еще более экономичной и эффективной, является возможность использования рекуператоров тепла. Приточно-вытяжные установки с рекуператором обеспечивают постоянную циркуляцию воздуха, работая одновременно как на вытяжку, так и на приток воздуха. Нагрев воздуха в системе производится как с помощью нагревателя, так и посредством рекуперации – когда температура засасываемого воздуха повышается за счет тепла, отдаваемого потоком выходящего воздуха. И наоборот – летом, когда оборудование работает на вентиляцию и охлаждение, поступающий с улицы жаркий воздух охлаждается в рекуператоре за счет более прохладного охлажденного воздуха, выводимого из помещений. Рекуперация позволяет дополнительно экономить до 40-45% энергозатрат на отопление или охлаждение. Выбор газового теплогенератора

Выставка “Деревянный дом весна 2018″ в Крокус Экспо

Для правильного выбора необходимо произвести расчет мощности оборудования. Нередко владельцы дома пытаются вычислить мощность самостоятельно, и это часто приводит к ошибкам – когда приобретается оборудование повышенной или заниженной мощности, что сказывается на работоспособности системы. Ключевым показателем служит такая величина, как наименьшая мощность теплогенератора, требуемая для обогрева помещения определенного объема. Для расчетов используют формулу: Р = Vм³ * ?T°C * k / 860, в которой P – требуемый параметр теплоемкости, V – объем отапливаемого помещения, k – коэффициент теплоизоляции помещения, а 860 – коэффициент, с помощью которого осуществляется перевод значения мощности в киловатты из килокалорий. К примеру, 1 кВт = 860 ккал/час. Также для правильного расчета мощности отопительного оборудования потребуется: 1. Расчет теплопотерь дома Для каждого отапливаемого помещения производится расчет тепловых потерь, принимая во внимание наиболее холодный сезон. Для этого используют еще и региональный сезонный коэффициент мощности отопителя (котла). Так, для московского региона К = 0, 5 Для северного полярного круга (Архангельск) = 0,75 Юг России (Ростов-на-Дону, Астрахань) = 0,35 Данные по теплопотерям дома рассчитываются на основе материалов и конструкции строения, а также площади остекления помещений. Для расчета берем следующие параметры: – общая площадь помещения – толщина и материал стен – наружная площадь окон и их теплопотери (двойной или тройной стеклопакет, обычное окно) – полы и потолок – конструкция и утепление Далее выполняется расчет теплопотерь каждой из поверхностей и подсчитываются суммарные теплопотери для помещения в ваттах (вт). После подсчета теплопотерь по всем отапливаемым помещениям находим итоговую мощность оборудования, которая должна равняться или превышать полученное значение. В соответствии с полученным значением мощности выбирается теплогенератор. Если у Вас уже установлен теплогенератор, то его модель и характеристики указаны на паспортной табличке. Конечно мы не рекомендуем выполнять все эти расчеты и подбор оборудования самостоятельно – намного разумнее и выгоднее пригласить специалиста. Также мы рекомендуем проектировать систему с газовым теплогенератором на этапе строительства дома – так как система требует установки воздуховодов, что делается до финальной внутренней отделки помещений. Бесплатный расчет системы с газовым теплогенератором  

Промышленные системы воздушного отопления зданий, производственных помещений, цехов, складов, теплиц, гаражей


Промышленные системы воздушного отопления широко используются для отопления производственных цехов, складов, строительных площадок, различных коммерческих объектов, в агропромышленных предприятиях и сельском хозяйстве.
Воздух, подаваемый в помещения, имеет температуру +40 – 50оС и распределяется по системе воздуховодов, имеющих переменное сечение.

Промышленное воздушное отопление экономически эффективно, его можно комбинировать с вентиляционной системой, что существенно снижает их общую стоимость.

Но из-за низкой удельной теплоемкости воздуха и больших тепловых нагрузок использование воздуха для целей отопления эффективно при подаче больших объемов теплого воздуха, что, в свою очередь приводит к огромным негабаритным воздуховодам и мощным вентиляторам, требующих для транспортировки воздуха значительных затрат энергии.

Тем не менее, в настоящее время промышленное воздушное отопление наиболее широко применяется на современных предприятиях и объектах.

оборудование для промышленного воздушного отопления


Нагрев воздуха в приточной вентиляционной установке.

Приточная установка имеет блок, как правило, с электрическим нагревателем или водяным теплообменником.
Воздух, подаваемый в помещения, проходя через этот блок, нагревается и распределяется по воздуховодам, происходит вентиляция и обогрев помещений.

Нагрев воздуха в специальной установке (теплогенераторе, воздухонагревателе и т.п.)

Теплогенераторы устанавливаются внутри помещения или снаружи, их мощность рассчитывается исходя из суммарных тепловых потерь объекта, которые необходимо компенсировать подачей теплого воздуха. Распределение воздуха также осуществляется по воздуховодам.
КПД этих установок весьма высок и может достигать 95 – 98%. Нагрев воздуха осуществляется сжиганием природного газа или жидкого топлива горелкой, при этом высокотемпературные продукты сгорания, проходя через теплообменник, отдают ему свое тепло, а тот в свою очередь нагревает воздух, подаваемый в помещения. При таком способе нагрева воздуха можно достичь температуры воздуха, выходящего из теплогенератора до +90оС.

Теплогенераторы имеют мощный подающий вентилятор высокой производительности, обеспечивающий подачу нескольких тысяч кубических метров теплого воздуха в час и поэтому, часто при проектировании комбинируют воздушное отопление и вентиляцию, тем самым удешевляя общую стоимость систем.

Теплогенераторы или же воздухонагреватели имеют широкий диапазон тепловых мощностей – примерно от 10 до 1000 и более киловатт тепловой мощности и самые разные исполнения, позволяющие устанавливать их на полу, на стенах или под потолком в помещениях, а также снаружи, рядом с отапливаемым помещением или непосредственно на кровле здания.

В основном теплогенераторы «работают» на систему металлических воздуховодов, распределяющих воздух сразу по нескольким помещениям и на большой площади.

Нагрев воздуха небольшими установками малой мощности, распределенными по помещению.

Часто для отопления больших площадей и объемов применяются небольшие по мощности установки – тепловентиляторы.
Тепловентиляторы конструктивно состоят из вентилятора, теплообменника или нагревательного элемента и блока управления.
Горячая вода поступает централизованно от котельной в помещение к каждому тепловентилятору.

Проходя через теплообменник тепловентилятора, горячая вода или другой теплоноситель передает часть тепла воздуху, которым теплообменник обдувается с помощью вентилятора и через направляющую решетку или жалюзи поступает непосредственно в воздушную среду помещения.

Данный способ обогрева помещений удобен при необходимости обогрева больших площадей при относительно небольших высотах производственных или складских помещений.

При этом нет необходимости в монтаже громоздкой сети подающих воздуховодов, правда придется проложить трубопроводы к каждому тепловентилятору для обеспечения подачи теплоносителя (воды или антифриза).

Применение промышленных теплогенераторов

Промышленное отопление цеха

Энергоэффективное воздушное отопление на заводе может решить проблему поддержания эффективного контроля температуры в производственных помещениях.

Мы можем спроектировать заводские системы отопления с использованием напольных и подвесных воздухонагревателей, работающих на газе или солярке или использующих горячую воду.

Промышленное отопление склада


Мы имеем решения для воздушного отопления крупных складов открытого и стеллажного хранения небольшими промышленными установками – напольными или подвесными теплогенераторами, работающими на газе или солярке, а также тепловентиляторами, использующих для нагрева воздуха горячую воду.

Защита от замерзания или полноценное отопление склада – мы адаптируем наши решения к вашим конкретным требованиям.

Наши специалисты бесплатно обследуют ваш склад, окажут помощь и дадут рекомендации по отоплению склада с учетом особенностей хранения – открыто или стеллажами.

Промышленное отопление цеха


Энергоэффективное воздушное отопление на заводе может решить проблему поддержания эффективного контроля температуры в производственных помещениях.

Мы можем спроектировать заводские системы отопления с использованием напольных и подвесных воздухонагревателей, работающих на газе или солярке или использующих горячую воду.

Промышленное отопление склада


Мы имеем решения для воздушного отопления крупных складов открытого и стеллажного хранения небольшими промышленными установками- напольными или подвесными теплогенераторами, работающими на газе или солярке, а также тепловентиляторами, использующих для нагрева воздуха горячую воду.

Защита от замерзания или полноценное отопление склада- мы адаптируем наши решения к вашим конкретным требованиям.

Наши специалисты бесплатно обследуют ваш склад, окажут помощь и дадут рекомендации по отоплению склада с учетом особенностей хранения- открыто или стеллажами.

Промышленное отопление гаража

Для отопления гаража, автомастерских идеально подходят теплогенераторы ф. Metmann.

Теплогенераторы Metmann поддержат комфортную температуру в гаражах любого размера, в том числе с помощью установок, расположенных снаружи, с распределением воздуха по воздуховодам, способных поддерживать хорошее качество воздуха.

Промышленное отопление сельскохозяйственных объектов

Мы предлагаем тихое, энергоэффективное решение для сельскохозяйственного отопления, которое помогает поддерживать оптимальный рост продукции сельскохозяйственного назначения, создают комфортные условия для персонала и клиентов в теплицах, оранжереях и других объектах с искусственным климатом.

Наши системы воздушного отопления могут быть спроектированы с применением самых современных теплогенераторов, специально разработанных для воздушного отопления теплиц и оранжерей.

Промышленное отопление ангаров с техникой (суда, авиа и проч.)

Мы имеем опыт решений по организации воздушного отопления с помощью энергоэффективных и экономичных систем воздушного отопления с использованием теплогенераторов, работающих на газе или солярке для ангаров с большими открытыми пространствами, высокими потолками и часто открывающимися дверями и воротами.

Мы имеем опыт размещения теплогенераторов и топливных емкостей к ним внутри контейнеров (типа морских), рядом с ангаром. При этом подача воздуха в ангаре осуществляется по металлическим воздуховодам с распределением воздуха через специальные аэродинамические сопла, обеспечивающие необходимую форму и длину струи воздуха

Промышленное отопление спортивных объектов


Мы предлагаем решения для воздушного отопления для всех типов спортивных залов и центров отдыха, обеспечивая комфортные условия с минимальными затратами энергии и эксплуатационными расходами.

Наши установки воздушного отопления Metmann и Apen Group обеспечат высокоэффективное воздушное отопление спортивных залов, центров досуга, бассейнов и других помещений для отдыха.

Наши специалисты гарантируют Вам помощь и рекомендации в соответствии с Вашими требованиями к спорту и отдыху

Гидродинамические теплогенераторы. Аспект эффективности — Журнал АКВА-ТЕРМ

Опубликовано: 27 сентября 2010 г.

106

С. Геллер

Об аппаратах, преобразующих в тепло механическую энергию, переданную жидкости, не раз писалось в специализированных и популярных технических изданиях. Нередко данные об эффективности этих аппаратов, указываемые авторами многих публикаций, вызывают сомнения у вдумчивого читателя. Так, «продвиженцы» вихревых нагревателей жидкости утверждают, что КПД их оборудования превышает 100 %, и объясняют это проявлением еще недостаточно изученных физических процессов. Какова же реальная эффективность термогидравлических устройств? Ответить на этот вопрос поможет новая работа изобретателя С.В. Геллера. Постоянные читатели журнала «Аква-Терм», возможно, помнят его статью «Вихревые теплогенераторы. Гидроимпульсный нагреватель жидкости», опубликованную в 2006 г. (А-Т 34.205).

Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.

Механическое воздействие на жидкость приводит к ее нагреву. В середине ХIХ в. известные ученые Д. Джоуль и Р. Майер сформулировали понятие механического эквивалента теплоты. Даже спустя полтора века в этом направлении изобретается что-то новое. Обнаружено, что в тепло может быть превращена не только подводимая извне механическая энергия, но и внутренняя энергия жидкости (в режиме кавитации). Для возбуждения кавитации широко используют метод закрутки жидкости (вихревые эффекты). Первенство в создании вихревого нагревателя жидкости принадлежит профессору Куйбышевского авиационного института А. П. Меркулову (1960-е гг.). В настоящее время вихревые нагреватели жидкости (ВНЖ) производятся рядом фирм в России (Москва, Санкт-Петербург, Ростов-на-Дону) и на Украине (Донецк, Харьков, Киев). Аппараты находят применение на электрифицированных объектах, прокладка газовых коммуникаций и теплоцентралей к которым невозможна или неэкономична. Их преимущество перед ТЭНовыми теплогенераторами состоит в долговечности, пожарной безопасности, отсутствии проблем, связанных с образованием накипи, способности нагревать любые жидкости, в том числе – агрессивные (например, растворы гальванических ванн). На рис. 1 показана типовая схема мини-котельной на базе ВНЖ.

К сожалению, в настоящее время имеются факторы, дискредитирующие гидродинамические теплогенераторы. В ряде статей (особенно в рекламных материалах продавцов таких аппаратов) заявляется о том, что характеризующий их эффективность «коэффициент преобразования» превышает 100 %. При этом вопрос, каким образом определялись показатели, обходится стороной.

Информация, которой располагает автор данной статьи, позволяет утверждать, что далеко не все производители вихревых теплогенераторов используют корректную методику определения эффективности своего оборудования. Это касается и вполне добросовестных компаний, декларирующих достаточно реальные значения КПД выпускаемых ими аппаратов.

В качестве примера приведем методику Ковровского завода имени Дегтярёва (ОАО «ЗиД»), одного из двух самых известных производителей термогидравлических установок. (Документ называется «Методы контроля теплопроизводительности ВТУ» и есть в распоряжении автора.) В ней оговариваются следующие моменты.

Потребляемая электрическая мощность определяется путем непосредственного замера (п. 1.1) при помощи универсального измерителя MIC-2090W Motech Industried Inc. или путем замера силы тока (п. 1.2). Во втором случае значение потребляемой мощности определяется по формуле:

P = 3 • UФIФ • cosϕ • η,

где UФ – фазное напряжение; IФ – фазный ток; cosϕ – угол сдвига между током и напряжением; η – КПД электродвигателя.

Контроль значений температуры, расхода теплоносителя и теплопроизводительности установки осуществляется (п. 2.1) с помощью теплосчетчика КМ-5-2-25/25-ПП/ПП-0-1*2-0-0-0-1 при достижении теплового баланса. Схема измерительной установки показана на рис. 2.

Регулировку теплового баланса предписывается (п. 3.2) производить с помощью открытия-закрытия заслонок раструба калорифера и (или) кранов К2, К3. Тепловой баланс считается достигнутым при установлении значения температуры в диапазоне 75 ± 15 °С с колебанием значения t ±2 °С и колебанием разницы температур Δt ±0,3 °С в течение 1 ч.

Показателем эффективности установки предлагается считать соотношение произведенной тепловой и затраченной электрической энергии. Рассчитанное по данной методике КПД вихревых термогидравлических установок ОАО «ЗиД» составляет 80 %.

Такой метод представляется некорректным, так как предполагает оперирование мгновенными значениями измеряемых характеристик. Практически невозможно обеспечить стабильное значение потребляемой электрической мощности. Тем более сомнительно определять это значение путем разовых замеров силы тока. Нельзя говорить и о стабильности параметров, определяющих тепловую производительность, – расхода и температуры теплоносителя. Достоверно оценить эффективность термогидравлической установки можно, только произведя измерение показателей тепловой и электрической энергии за контролируемый отрезок времени.

С учетом этого в 2007 г. автор статьи испытал разработанный им гидроимпульсный нагреватель жидкости БРАВО (об его особенностях будет рассказано ниже). Методика испытаний, позволяющая с минимальной погрешностью измерить количество тепла, выделяемого термогидравлическим нагревателем жидкости, разработана В.С. Коптевым, директором по науке ЗАО «НПО «Тепловизор».

Макетный образец аппарата БРАВО (рис. 3) был интегрирован в схему испытательного стенда – теплового пункта, состоящего из электронасосного агрегата, трубной обвязки и запорной арматуры. Имелись также трубные ответвления на два теплообменника (бойлера), которые при проведении замеров были перекрыты. Для измерения теплопроизводительности использован серийный одноканальный электромагнитный теплосчетчик ВИС.Т НПО «Тепловизор» с первичным преобразователем расхода, который устанавливался на подпиточном трубопроводе. Измерение потребляемой электрической энергии производилось с помощью электросчетчика типа САУ-И678.

С целью минимизации затрат на работы по измерению теплопроизводительности реализована следующая методика проведения экспериментов. В тепловую установку постоянно подавалась холодная вода, которая после гидромеханических воздействий в аппарате БРАВО непрерывно сливалась через накопительный бак в сливной трап бойлерной. Учитывая гидравлическую плотность установки (отсутствие утечек контролировались визуально), можно утверждать, что массовый расход воды на входе в нее равен массовому расходу сливаемой воды. Поэтому для определения количества генерируемой тепловой энергии достаточно измерить массовый расход холодной воды, температуры (энтальпии) воды на входе и выходе установки и осуществить численное интегрирование произведения разности энтальпии на массовый расход в контролируемый отрезок времени. Такой алгоритм реализует одноканальный теплосчетчик ВИС.Т, укомплектованный подобранной парой платиновых термометров сопротивления и позволяющий измерять количество тепловой энергии с погрешностью не более 4 % в диапазоне разностей температур от 2 до 10 °С и при расходах менее 1 % (до 0,1 %) верхнего предела измерения.

Так как в большинстве случаев практическое использование теплогенератора для обогрева рабочих и жилых помещений требует непрерывных или квазинепрерывных режимов подачи тепла, теплопроизводительность установки измеряли в квазинепрерывном (установившемся) режиме: температура сливаемой воды стабилизировалась и не менялась на протяжении часа.

Для минимизации влияния на результаты измерений притока или потерь тепловой энергии с поверхности аппарата БРАВО в окружающий воздух измерения производилось при таких расходах подпиточной воды, когда температура корпуса аппарата и сливаемой воды на 1–3 °С выше или ниже температуры воздуха в помещении теплового пункта. Ниже приведены результаты двух экспериментов.

Первое измерение: температура воздуха в бойлерной – 31,0 °С; температура воды на выходе и корпусе установки – 31,4 °С. Измерения тепловой энергии проводились в течение 3600 с (через каждые 300 с). Потребление электроэнергии по электросчетчику составило за этот период 14,3 кВт•ч (12,303 Мкал), количество сгенерированного тепла – 10,046 Мкал. Таким образом, соотношение полученной и израсходованной энергии составило:

η = 10,0460/12,303 = 0,817 (81,7 %).

Второе измерение: температура окружающей среды – 31,0 °С, воды на выходе – 28,2 °С, корпуса установки – 29,8 °С. Количество затраченной энергии – 15,2 кВт•ч (13,07 Мкал), выработанной – 11,1716 Мкал;

η = 11,1716/13,07 = 0,854 (85,4 %).

С учетом максимально возможной погрешности измерений КПД установки в опробованных режимах работы находится в пределах от 75,6 до 87,2 %. Потери в обмотках электродвигателя (теплота, отдаваемая ими окружающей среде) хорошо коррелируют с разностью между затраченной электроэнергией и верхним значением теплового КПД макетного образца БРАВО.

Таким образом, представляется вполне реальным усовершенствовать конструкцию аппарата таким образом, чтобы его эффективность достигла КПД 100 %. Возможное решение – оснастить аппарат погружным электронасосом и поместить его в термоизолированный бойлер.

Аббревиатура, составившая название аппарата БРАВО, расшифровывается следующим образом: «БиРоторный Аппарат Волновой Отопительный». Он имеет следующую конструкцию: вокруг неподвижной геометрической оси установлены как минимум два ротора – активатор и генератор. На периферии активатора расположены вихревые камеры. Генератор выполнен по принципу сегнерова колеса.

Роторы вращаются встречно. При этом циклически генерируются гидроудары – путем перекрытия генератором выходов вихревых камер активатора. Гидроударные волны из перекрытых камер перепускаются в тыловые зоны открытых камер. Имеются средства саморегулирования энергообмена роторов с рабочим телом.

Всё это обеспечивает большую амплитуду и широкий частотный спектр колебаний, а также высокую эффективность кавитации при малом гидравлическом сопротивлении.

Конструкция аппарата позволяет избежать общего недостатка аппаратов динамического типа – наличия валов с жестко посаженными на них роторами, а также кавитационного износа роторов (зоны кавитации локализованы в осевых зонах рабочих камер, вне контакта с их поверхностями).

Словарь терминов
Сегнерово колесо
– изобретенный Я.А. Сегнером прибор, работа которого основана на реактивном действии вытекающей воды. Расположенное в горизонтальной плоскости колесо без обода, у которого спицы заменены трубками с отогнутыми концами так, что вытекающая из них вода приводит колесо во вращение.

Статья напечатана в журнале «Аква-Терм» #4(44) 2008


вернуться назад

Читайте также:

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 приводы легко подключаются практически ко всем газоконденсатным котлам или тепловым насосам.Поэтому большинство решений, представленных 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.

Используйте генератор для всего дома, чтобы поддерживать ваш дом в рабочем состоянии

В отличие от ваших систем отопления и кондиционирования, ваша электрическая система не имеет межсезонья. В конце концов, он должен приводить в действие вышеупомянутые системы, чтобы вы могли комфортно жить в течение всего года.Даже с нашими в целом надежными современными электрическими сетями возможны перебои в подаче электроэнергии. Используя генератор для всего дома в Северном Сиэтле, штат Вашингтон позволяет поддерживать ваши системы, включая обогреватель, в рабочем состоянии при отключении электроэнергии.

Как работают генераторы для всего дома?

Возможно, вы знакомы с портативными генераторами, которые обычно появляются на мероприятиях, проводимых в лагере, в кемпингах и на стройплощадках. Эти небольшие генераторы обычно сжигают бензин для выработки электроэнергии, необходимой для питания инструментов и приборов, которые подключаются непосредственно к системе.У них, очевидно, есть свое применение, но они не в состоянии обеспечить надежную работу всего вашего дома — или даже отдельной системы, требующей такой же мощности, как печь, — при отключении электроэнергии.

Генераторы для всего дома, с другой стороны, могут предложить такой уровень покрытия. Если ветер летом или проливной дождь во время перехода к зимнему сезону ударит, вам не захочется выбирать, какие приборы подходят и заслуживают свое место, подключенные к вашему генератору. Генераторы для всего дома подключаются непосредственно к вашей электрической системе, и при правильном размере могут обеспечить достаточно энергии, чтобы все в вашем доме работало нормально.

Генераторы для всего дома могут работать на различных видах топлива. Дизель — обычное дело, но природный газ, вероятно, является наиболее эффективным и удобным способом заправить генератор для всего дома. Эти системы, оборудованные автоматическими переключателями, даже не нужно активировать вручную. Они почувствуют отключение электричества и включатся автоматически. Это означает, что вы не потеряете полный холодильник с продуктами, если окажетесь вдали от дома, когда отключится электричество, и вам не придется промокать, выбегая, чтобы запустить систему.

Позвольте электрикам компании G&S Heating Cooling & Electric выполнить обслуживание генератора для всего дома.

Достаточно ли портативного генератора для питания моей системы отопления и подачи воздуха?

Июль, август и сентябрь, как правило, являются периодами, когда потенциал тропической активности быстро возрастает вдоль прибрежных районов Мексиканского залива и Атлантического океана. С 2016 года более полдюжины тропических систем напрямую ударили по Флориде или повлияли на нее. В результате многие жители Флориды и Южной Джорджии приобрели портативные генераторы для питания частей своего дома во время отключения электроэнергии.

Портативные генераторы отлично подходят для питания телевизоров, потолочных вентиляторов, освещения, микроволновых печей и даже холодильников. Но может ли портативный генератор привести в действие вашу систему кондиционирования воздуха в крайнем случае? Ответ зависит от ряда факторов, от типа используемой вами системы кондиционирования воздуха или теплового насоса до других приборов, которые вы хотите использовать. Это может даже потребовать немного математики, поэтому убедитесь, что у вас есть карандаш и лист бумаги для бумаг, если вы планируете использовать свой генератор.

Вот несколько вопросов, которые следует задать себе при определении того, может ли ваш генератор питать вашу систему отопления и кондиционирования воздуха:

Есть ли безопасное подключение для моего генератора?

Перед тем, как подавать питание на генератор, убедитесь, что ваши приборы правильно подключены к генератору. В большинстве случаев это происходит через коробку автоматического выключателя. Это требует использования безобрывного переключателя, который должен быть подключен к вашей коробке выключателя.Затем вы можете подключить переносной генератор к разъему безобрывного переключателя и включить выключатели, питающие приборы, которые вы планируете использовать.

Вы всегда должны поручить сертифицированному электрику установить переключатель резерва, так как неправильное соединение может поставить под угрозу вашу жизнь или подвергнуть опасности друга, члена семьи или даже коммунального работника из-за того, что ваш генератор обратный ток на близлежащие линии электропередач. Если вам нужно протянуть удлинитель от генератора для питания прибора, обязательно используйте неповрежденный шнур с проводом надлежащего калибра.

Достаточно ли у моего генератора пусковых и рабочих ватт для моей системы?

И ваша система, и ваш генератор должны быть рассчитаны на определенное количество пусковой мощности и рабочей мощности. Под рабочей мощностью понимается количество ватт, необходимое прибору для работы. Однако для включения многих приборов (включая системы отопления и вентиляции) требуется скачок напряжения, называемый пусковой мощностью.

Это означает, что даже если ваш генератор может питать работающую систему отопления и кондиционирования воздуха, его начальная мощность также должна быть выше, чем начальная мощность вашей системы (также называемая максимальной выходной мощностью), иначе ваша система не запустится, или вы можете риск поражения электрическим током.

В целом, многие из более крупных портативных генераторов рассчитаны на пусковую и рабочую мощность, достаточную для питания систем отопления и кондиционирования воздуха средних размеров. Однако, если вы используете портативный генератор меньшего размера, который вы обычно используете для питания некоторых устройств, находясь на заднем сиденье, он, скорее всего, не будет питать вашу систему.

Если вы все еще думаете о покупке портативного генератора, который мог бы питать вашу систему отопления и вентиляции, примите во внимание начальную мощность и рабочую мощность перед покупкой.

Есть ли другие устройства, которые мне нужно отдать предпочтение обогреву и воздуху?

При отключении электроэнергии важно уделять первостепенное внимание вашим потребностям. Вам, скорее всего, придется пожертвовать одними основными устройствами, чтобы запустить другие в этой ситуации. Ваша система отопления и вентиляции, вероятно, будет потреблять значительную часть выходной мощности портативного генератора. Может случиться так, что поддержание работы холодильника, освещения в гостиной и наличия микроволновой печи являются более важными приоритетами.Каковы бы ни были ваши потребности, сначала перечислите свои приоритеты в отношении власти. Затем убедитесь, что ваш генератор может удовлетворить ваши потребности, прежде чем включать что-либо.

Generac предоставляет удобную форму, которая помогает вам расставить приоритеты в потребностях в электроэнергии, и включает в себя таблицу, которая позволяет вам складывать начальную и рабочую мощность ваших устройств вместе, чтобы определить, с чем должен работать ваш генератор. Форма также включает оценки мощности для нескольких бытовых приборов. Обязательно выясните точную рабочую и пусковую мощность прибора, прежде чем подключать его к генератору.Если вы перегрузите свой генератор мощностью, вы можете подвергнуть риску себя или семью, повредить свои приборы или даже разрушить генератор.

Есть ли у меня другие варианты обогрева и охлаждения?

В зависимости от климата и погоды, ваших предпочтений в отношении комфорта и любых других имеющихся у вас вариантов охлаждения вам может не понадобиться использовать домашнюю систему отопления и кондиционирования воздуха. Вместо этого открытие окон, использование нескольких вентиляторов или использование менее мощного оконного блока может обеспечить достаточный комфорт для вас и вашей семьи.Это может освободить ваш генератор для установки других устройств, а также может быть менее дорогим вариантом.

Если у вас есть вопросы относительно использования вашей системы отопления и кондиционирования воздуха с генератором, позвоните в отдел обогрева и кондиционирования воздуха Barineau по телефону (850) 580-4029.

Примечание. Эта статья предназначена только для общего ознакомления. Никогда не используйте генератор внутри и проконсультируйтесь с профессионалом, прежде чем включать что-либо в своем доме.

Достаточно ли портативного генератора для питания системы отопления и вентиляции? 2018-07-262020-12-29https: // barineauac.com / wp-content / uploads / 2018/03 / barineau-tm-logo275x170_opt.pngBarineau Отопление и кондиционирование воздуха https://barineauac.com/wp-content/uploads/2018/07/poweroutage_heating_and_air_generator.jpg200px200px

Будет ли работать ваш генератор Тепловой насос? — Home Inspection Insider

Столкнувшись с перебоями в подаче электроэнергии, многие люди обращаются к генераторам, чтобы поддержать работу таких предметов первой необходимости, как холодильники. Однако, в зависимости от времени года, когда происходит отключение электроэнергии, вам может быть интересно, может ли ваш генератор питать ваш тепловой насос.

Есть два основных типа генераторов — переносные и бытовые резервные генераторы. Переносные генераторы не предназначены для работы в таких крупных системах, как тепловые насосы. Системы с тепловым насосом различаются по размеру, и по мере увеличения размера также увеличивается ток, необходимый для работы системы теплового насоса. Домашние резервные генераторы лучше всего подходят для работы с системой теплового насоса. Однако есть несколько портативных генераторов, которые могут питать определенные системы теплового насоса среднего размера в зависимости от мощности вашей системы и портативного генератора.

Вам нужен лицензированный подрядчик по производству генераторов? Мы можем помочь! Получите бесплатную оценку от ведущего лицензированного и проверенного подрядчика по производству генераторов в вашем районе!

Давайте обсудим, как домашние резервные и портативные генераторы управляют тепловыми насосами, особенно на ваттах.

Сколько ватт потребляет тепловой насос?

Тепловые насосы обеспечивают тепло, забирая тепло снаружи дома и передавая его внутрь. Это означает, что, когда на улице жарко, тепловой насос меняет направление и работает как кондиционер, который просто забирает тепло внутри вашего дома.Это ведь процесс, не правда ли?

Вот почему для работы тепловых насосов и других электрических печей обычно требуется 15 000 Вт (15 кВт) или более. Это огромно по сравнению с обычными газовыми или масляными воздушными системами, которые могут работать с мощностью всего лишь 2500 Вт (2,5 кВт). Вы можете рассчитать удельную мощность, потребляемую вашим тепловым насосом, по следующей формуле:

вольт x ампер = ватт

Вы можете найти вольты и амперы, используемые вашим тепловым насосом, на бирке данных или посмотрев на размер выключателя на электрической панели. коробка.Тем не менее, ответ на эту формулу будет лишь приблизительным. Ваш тепловой насос не использует точное количество вольт и ампер, указанное на нем. Чтобы получить более точный ответ, просто попросите специалиста по обслуживанию посчитать за вас.

Согласно онлайн-документу Howell-Oregon Electric Coop, тепловому насосу с воздушным источником 3 тонны требуется 7200 пусковых ватт и 5400 рабочих ватт. Это в дополнение к другим устройствам, на которых может работать ваш генератор. Вам нужно будет подсчитать общую пусковую мощность, чтобы определить общую мощность генератора, который вам нужен.

Какая мощность генератора необходима для работы теплового насоса?

Поскольку тепловые насосы обычно потребляют 15 000 ватт (15 кВт), ни один портативный генератор не может обеспечить это с уверенностью. Это крупная бытовая система, которая уже потребляет много обычной электроэнергии. Небольшой резервный генератор не может обеспечить энергией такую ​​большую систему.

Вам понадобится стационарный генератор мощностью не менее 17 000 Вт (17 кВт) для работы теплового насоса, будь то стандартный или комплектный агрегат.Причина, по которой ваш генератор должен иметь более высокую мощность, чем ваша система, заключается в том, что многим приборам, включая системы отопления и охлаждения, для начала работы требуется скачок напряжения.

Это также известно как начальная мощность. Ватт вашего генератора может быть достаточно для работы теплового насоса, но его начальная мощность — это отдельная вещь, которая должна быть выше, чем пусковая мощность вашей системы или максимальная выходная мощность.

Если вы не получите генератор с более высокой стартовой заработной платой, ваша система может быть повреждена электричеством.Эти расчеты дают портативным генераторам небольшое окно для работы с воздушными системами. Существуют более крупные модели, которые имеют достаточную рабочую мощность для работы средних систем отопления и кондиционирования воздуха.

Однако небольшие портативные генераторы — это просто запрет, так как они могут приводить в действие только некоторые мелочи, но не системы. Если вы серьезно подумываете о приобретении портативного генератора из-за проблем с затратами, обязательно рассчитайте эту пусковую и рабочую мощность перед покупкой. А еще лучше проконсультироваться с лицензированным электриком, чтобы он помог вам принять решение о покупке.Скорее всего, они посоветуют вам использовать стационарные генераторы в целях безопасности.

Также стоит отметить, что, поскольку вам понадобится мощный генератор для работы теплового насоса, вы также будете регулярно потреблять больше топлива. Это означает более высокие затраты на энергию в долгосрочной перспективе. Во время работы генератор мощностью 7000 Вт (7 кВт) будет сжигать больше топлива, чем генератор мощностью 22 000 Вт (22 кВт). Помните об этом при покупке генератора, поскольку первоначальная стоимость покупки — это еще не все.

Может ли генератор работать с миниатюрным раздельным бесканальным тепловым насосом?

Бесканальные тепловые насосы с мини-разъемом представляют собой системы большой мощности, несмотря на то, что для работы им требуется немного меньше ватт.Этот настенный тепловой насос может быть бесканальным, но он также потребляет достаточно энергии. Многие производители альтернативных домов используют бесканальные тепловые насосы с мини-разъемами для таких установок, как дома-трейлеры, и используют генераторы для их питания.

Мини-разъемные бесканальные тепловые насосы могут работать от источника питания переносного генератора, но они годны только для аварийных целей. Некоторые люди хотят использовать генераторы в качестве первичных или вторичных источников энергии для этих тепловых насосов, когда они должны быть просто резервными.

Для 1,5-тонного бесканального мини-раздельного теплового насоса Mitsubishi потребуется до 5060 пусковых ватт и 3960 рабочих ватт на 20-амперном токе. Больше, если в вашей мини-сплит-системе есть многозонные настенные блоки.

Если вам нужно запустить бесканальный мини-раздельный тепловой насос с резервным генератором, вы должны предпринять следующие шаги:

  1. Ищите передаточный выключатель, который обычно подключается непосредственно к контуру печи. Если между автоматическим выключателем и печью не установлен безобрывный переключатель, вы вообще не сможете подключить генератор.Обратитесь к электрику, чтобы он установил его, если вы еще этого не сделали.
  2. Вам необходимо перемонтировать систему, отрезав провод, идущий от печи к выключателю. Установите розетку на панель выключателя, чтобы провода могли проходить от выключателя к печи. Оставьте розетку для подключения генератора.
  3. Установка вилки генератора сбоку от печи — лучший вариант. Включите печь в розетку и установите выключатель в исходное положение, чтобы проверить, работает ли ваша печь должным образом.Еще раз проверьте, работает ли генератор с печью.
  4. Не кладите генератор где-нибудь поблизости или в удобном месте. Он должен находиться в безопасном месте, потому что он выделяет окись углерода, которая не должна оставаться в вашем доме или в закрытом гараже. Избегайте размещения его в местах, где до него могут дотянуться дети и вода. Просто подключите его к печи внешним удлинителем и никогда не перегружайте его во время отключения электроэнергии, иначе тепловой насос не будет работать.

Как работает безобрывный переключатель при питании тепловых насосов от генератора? Это важно?

Вы, наверное, задаетесь вопросом, как передаточные переключатели передают мощность от генератора к тепловым насосам.Вы должны знать об этом сейчас, прежде чем совершить ошибку, чтобы не тратить деньги на покупку такого переключателя. Ваши тепловые насосы напрямую подключены к вашей силовой панели, поэтому они определенно не будут работать с удлинителями, какой бы взломщик вы ни тянули.

Ваш безобрывный переключатель подключается в основном к монтажной коробке или силовой панели. Принцип его работы заключается в том, что он будет подавать электроэнергию от генератора прямо в дом. Вам просто нужно выбрать, какие цепи вы хотите включить на этом этапе, но вы должны быть осторожны, чтобы не перегрузить поставщика резервного питания.

Прямо сейчас вы должны знать, что передаточные переключатели могут быть такими же дорогими, как сам генератор. Вы не можете даже установить его самостоятельно, так как вам нужен профессионал, который установит его за вас. Это не из тех вещей, через которые можно угадать. В противном случае все ваши расходы на генератор и выключатель просто пропадут даром. Вы даже можете повредить свою отопительную систему и другие связанные с ней электрические устройства.

Установка генератора и передаточного переключателя потребует некоторой модернизации электричества в старых домах, в которых все еще есть старые блоки счетчиков.

Небольшой совет, который делают некоторые люди, чтобы не тратить слишком много на установку, — это подавать генератор обратно в ваш дом. Обратное питание генератора — это подключение генератора прямо к розетке в вашем доме с помощью двухстороннего удлинителя. Однако это может быть чрезвычайно рискованно не только для вас, но и для ваших соседей и электриков.

Электроэнергия из сети, скорее всего, снова включится, и у вас останется два источника питания, проходящих через ваш дом, без какого-либо автоматического выключателя, чтобы все это регулировать.Это может привести к катастрофической перегрузке и возгоранию. Это именно то, от чего вас спасает безобрывный переключатель. Это может помешать проникновению электроэнергии из внешней сети в ваш дом.

Таким образом, вы можете быть уверены, что не произойдет переполнения, которое могло бы привести к катастрофическому пожару. Это единственный безопасный способ резервного питания теплового насоса во время отключения электроэнергии.

Резюме

Подводя итог, выберите резервный генератор для питания теплового насоса дома. Никогда не полагайтесь на портативные генераторы, если у вас нет действительно небольшого нагревательного устройства.Если вы все еще не уверены, какой вариант лучше всего подходит для вашей системы отопления, проконсультируйтесь с квалифицированным электриком, чтобы получить точный совет о том, как обеспечить резервное отопление вашего дома во время аварийных отключений электроэнергии.

Не забудьте также доверить процесс установки профессионалам. Для этих задач наймите лицензированного электрика. Говоря о расходах, никогда не упускайте в бюджете трансфертный переключатель. Обратное кормление будет стоить вам всего вашего дома.

HomeInspectionInsider.com принадлежит и управляется Хубертом Майлзом, который является участником программы Amazon Services LLC Associates, партнерской рекламной программы, разработанной с целью предоставить сайтам средства для получения рекламных сборов за счет рекламы и ссылок на Amazon.com. HomeInspectionInsider.com также участвует в партнерских программах с другими партнерскими сайтами. Хьюберту Майлзу платят за направление трафика и бизнеса в эти компании.

Почему мы рекомендуем генератор для всего дома

Если вам когда-либо приходилось выдерживать длительное отключение электричества в вашем доме, вы знаете, насколько они могут быть опасными.Они останавливают жизнь, останавливают большинство основных видов деятельности, а зимой могут оставить вас в ловушке холода в доме.

Однако вам не придется иметь дело с таким кошмаром. Вы можете установить генератор на весь дом. Это лучшая форма резервного копирования на случай отключения электроэнергии от электросети из-за экстремальных погодных условий, несчастных случаев или напряжения.

Вы можете подумать, что генератор для всего дома — это слишком. Почему бы не использовать менее дорогой портативный генератор? Есть несколько веских причин, по которым мы рекомендуем вам позвонить нам для установки генератора на весь дом, а не полагаться на портативный генератор или вообще не полагаться на него.

ONE: вся необходимая электроэнергия

Какие приборы вам нужны для работы в доме во время отключения электроэнергии, которое длится несколько часов или, возможно, несколько дней? Освещение, холодильник, система отопления, электрическое медицинское оборудование, система безопасности… это отправные точки. Вы не сможете обеспечить эти приборы достаточным количеством электроэнергии с помощью одного портативного генератора, тем более в течение нескольких часов. Переносной генератор в первую очередь полезен для путешествий или для кемпинга.Профессионально установленный генератор для всего дома может удовлетворить ваши потребности без перебоев.

TWO: удобный

Вам не нужно тратить время на то, чтобы подключить портативный генератор для подачи энергии к частям дома. Генератор для всего дома уже встроен в электрическую систему. Когда он активируется, он отключает электрическую систему дома от сети и берет на себя ее до тех пор, пока она больше не понадобится.

ТРИ: Автомат

Автоматический резервный генератор для всего дома делает использование резервного питания еще более удобным: он автоматически включается при отключении электроэнергии в доме.Вам не нужно выходить на улицу ночью или в плохую погоду и изо всех сил пытаться запустить генератор. Это также отлично подходит для устранения перебоев в подаче электроэнергии, когда вас нет дома.

ЧЕТЫРЕ: Простая заправка

Генераторы работают на природном газе или жидком пропане. Если в вашем доме есть линия природного газа, к вашему генератору поступает неограниченный запас топлива — не нужно бояться, что в генераторе закончится топливо, независимо от продолжительности отключения электроэнергии. Для домов без природного газа хорошим выбором будет генератор пропана.Пропан имеет длительный срок хранения, и большая его часть может храниться в резервуарах для сжатого газа.

ПЯТЬ: Безопасность

Генераторы для всего дома хранятся снаружи, где они могут легко сбрасывать выбросы топлива. Переносные генераторы, хранящиеся в доме, создают нездоровый дым, и их использование небезопасно в течение длительного времени.

Мы являемся подрядчиком по ОВКВ в Черри-Хилл, штат Нью-Джерси, и можем также позаботиться об оборудовании вашего дома мощным генератором для всего дома. Мы устанавливаем высококачественные резервные генераторы Generac, одно из самых надежных производителей резервного питания для домов.Наши специалисты подберут для вашего дома генератор, который подает именно то напряжение, которое необходимо вашей семье, чтобы пройти через следующее отключение электричества в районе.

Хотите узнать больше о генераторах для дома? Позвоните в компанию Gibson Heating & Cooling. Мы обслуживаем район Greater Cherry Hill, штат Нью-Джерси.

Теги: Cherry Hill, генераторы для дома
Понедельник, 6 января 2020 г., 11:00 | Категории: Отопление |

Управление теплом в термоэлектрических генераторах

Рассмотрим один термоэлектрический модуль n-p, схематически показанный на рис.1. Мы предполагаем постоянство свойств материалов в каждой ветви. — коэффициент Зеебека, удельное электрическое сопротивление и теплопроводность ветвей n / p соответственно. Ветви n-p соединены электрически последовательно, а термически — параллельно. Следовательно, электрическое сопротивление R и теплопроводность K одной пары np без учета металлических соединений и межфазных сопротивлений можно записать как: и (это общая теплопроводность, в которую вносят вклад электроны и фононы ).Коэффициент Зеебека пары n-p равен, и, наконец, добротность определяется как

Рисунок 1

Схематическая диаграмма, представляющая термоэлектрический модуль с одной парой n-p.

Модуль хорошо контактирует с источником тепла (без межфазного сопротивления). С другого конца он охлаждается жидким флюсом. Показан энергетический баланс по плите р-ноги, а потери тепла через боковые стенки учтены с использованием конвективной теплопередачи.

В своей новаторской работе Альтенкирх 13 / Иоффе 1 разработал аналитическую модель с постоянными свойствами материалов для определения эффективности термоэлектрических генераторов энергии.Позднее модель была переформулирована Goldsmid 14 , в которой он предположил одномерный перенос внутри термоэлектрических ветвей, пренебрегая конвективными потерями тепла по периметру (идеальная изоляция), а также пренебрегая контактами. Он применил граничные условия постоянной температуры (на горячей стороне и на холодном радиаторе) и доказал, что максимально достижимый КПД (для оптимальной внешней нагрузки) можно записать в терминах добротности np (Z) и разности температур () как:

Это ясно из уравнения.1 видно, что большие значения Z и большая разница температур приводят к более высокой эффективности. Следовательно, естественной тенденцией является (1) изоляция термоэлектрических ветвей для минимизации потерь тепла и работа модуля как можно ближе к идеальным условиям (идеальная изоляция) и (2) создание большого температурного градиента путем подключения одного конца к источнику тепла. с большими тепловыми потоками и высокими температурами и охлаждением другого конца потоками холодного воздуха / воды. Несомненно, такой подход верен, если предположить, что температура горячих / холодных концов (термоэлектрических ветвей) точно такая же, как у горячего источника тепла / холодного радиатора.На практике это не так. Всегда наблюдается перепад температуры на границах раздела источник тепла / горячий конец TE и теплоотвод / холодный конец TE. Это падение температуры происходит за пределами термоэлектрического плеча и не приводит к выработке электроэнергии TE. Если холодный конец охлаждается потоком текучей среды при температуре, температура на холодном конце термоэлектрического плеча не равна температуре текучей среды и превышает ее. Правильным граничным условием в этом случае является согласование теплового потока на холодной стороне; конвективному потоку теплопередачи от термоэлектрической ветви к жидкости ().Только когда коэффициент теплопередачи жидкости стремится к бесконечности (), и граничные условия постоянной температуры могут использоваться. Во многих случаях охлаждение холодной стороны слишком дорого, и термоэлектрические модули просто присоединяются к источнику тепла, а холодный конец охлаждается за счет естественной конвекции, для которой составляет всего около 1 Вт / м 2 К. принудительная конвекция воздуха (с использованием вентилятора) может увеличиваться примерно до 100 Вт / м 2 K. Водяное охлаждение дороже, но оно может увеличить коэффициент теплопередачи до довольно больших значений (10–1000 Вт / м 2 K) и до еще больших значений при использовании принудительного водяного охлаждения.

В случаях, когда выполняется плохое охлаждение, естественным следствием передачи большого теплового потока на термоэлектрические модули является перегрев модуля и, как следствие, установление гораздо меньших температурных перепадов (), что, следовательно, снижает общую эффективность. В таких случаях можно было бы увеличить разницу температур, просто открыв каналы для теплопотерь на боковых стенках. То есть удалить изоляционные слои и позволить большей площади поверхности контактировать с источником охлаждения для создания большей разницы температур вдоль ветви.Главный вопрос — каковы наилучшие условия эксплуатации, при которых КПД достаточно велик при более дешевых вариантах охлаждения.

Чтобы ответить на этот вопрос, мы разработали более реалистичную модель, учитывающую конвективные потери тепла по периметру и более реалистичные конвективные граничные условия на холодной стороне. Только если коэффициент теплопередачи стремится к бесконечности, граничное условие на холодной стороне равно. Геометрия и подробный вывод уравнения теплопроводности показаны на рис.1.

Здесь для упрощения мы пишем уравнение только для ветви p и, следовательно, опускаем субиндекс p для материалов / геометрических свойств. Результаты можно просто расширить, включив оба типа, путем определения общего теплового / электрического сопротивления ветвей n-p. Результатом написания уравнения теплового баланса, как показано на рис. 1 и как обсуждалось в нашей предыдущей публикации 15 , является уравнение теплопроводности для электронов и фононов вместе взятых.

, а тепловой поток определяется как:

— периметр ветви, A — поперечное сечение ветви, — температура окружающей среды, — общая теплопроводность, обусловленная электронами и фононами, и — поток электрического тока.Обратите внимание, что в формуле. 2 мы пренебрегаем эффектом Томсона, чтобы упростить решения. Другими словами, мы предполагаем, что коэффициент Зеебека не меняется с температурой (). Чтобы включить зависящий от температуры коэффициент Зеебека, член Томсона должен быть добавлен в левую часть уравнения. 2 как -. Полные решения с включением членов Томсона слишком длинны, и из таких сложных уравнений трудно извлечь информацию 12,16 .

Для дальнейшего упрощения решений мы определяем набор безразмерных параметров, а также меняем эталон для измерения температуры:

, где I — ток (в единицах ампер), — безразмерный ток.аналогично числу Био, которое определяется на холодном конце как длина термоэлектрической ветви и теплопроводность ТЕ-модуля. является показателем эффективности охлаждения на холодной стороне. Большие значения соответствуют большим значениям и, следовательно, лучшему охлаждению на холодном конце. можно рассматривать как демпфирующий член, падение температуры вдоль ветвей TE пропорционально. — еще один безразмерный параметр, известный как параметр плавника. В этом анализе он отражает потери тепла через боковые стенки и увеличивается по мере увеличения (коэффициента теплопередачи через боковые стенки).Основное приближение в нашей модели состоит в том, что температура постоянна в плоскости y-z. Обратите внимание, что это предположение очень часто используется при моделировании плавников и справедливо для параметров ребер меньше 3 17,18 .

Решение уравнения. 2, для фиксированного температурного граничного условия () на горячей стороне и конвективных граничных условий на холодной стороне

Обратите внимание, что здесь для упрощения задачи; мы предположили, что температура охлаждающей жидкости () такая же, как температура окружающей среды ().Разница между охлаждением холодной стороны и потерями тепла через боковые стенки показана двумя разными коэффициентами теплопередачи и.

Используя уравнение. 3, тепловая мощность на горячей стороне (x = 0) составляет:

Можно показать, что полезная работа, проделанная с внешней нагрузкой:

Наконец, эффективность составляет

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 против электричества

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. Результат — 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 прямое преобразование 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 ветряной мельнице 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 ветровой или солнечной энергии непосредственно в тепло (или механическую энергию) может быть более энергоэффективным, чем при электрическом преобразовании. 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 отапливала 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 взять горячую воду. [7]

Башня ветряной мельницы LO-FA была залита 15 тоннами воды в изолированном резервуаре: 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]

Возобновление процентов

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 вырабатывает 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 тепловых ветряных мельниц в Литве, балтийской стране с холодным климатом, зависящим 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 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, чтобы обеспечить мост 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 напрямую поставлять тепловую энергию, используя меньший резервуар для воды.

Теплогенерирующую ветряную мельницу можно также комбинировать с солнечным бойлером, 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, поскольку комбинация двух — часто дополняющих — источников энергии увеличивает шансы на прямое 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 исследования на сегодняшний день относятся к 2016 и 2018 годам, и в них сравниваются различные типы теплогенерирующих ветряных мельниц 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.Он сравнивает 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, сочетание небольшой ветряной турбины и электрического теплового насоса требует, чтобы ветряная мельница с «коэффициентом мощности» не менее 30% стала конкурентоспособной по стоимости с газовым отоплением, но такая высокая производительность очень необычна.Более крупные системы имеют одинаковые рейтинги — 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 для транспортировки тепла намного больше, чем потери энергии для электричества. коробка передач. Ученые подсчитали, что максимальное расстояние, достижимое с точки зрения затрат 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 энергии.[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 накопителя тепловой энергии в энергетическую сеть, Шарьяр Ахмед, 2017 г.
  3. Светлое будущее заводов, работающих на солнечной энергии, Крис Де Декер, Low-tech Magazine, 2011 г.
  4. Solar Heat Worldwide, издание 2018 г., Международное энергетическое агентство (МЭА).
  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 МАЛЫЙ ВЕТРОВОЙ ЭНЕРГИИ С ПОСТОЯННЫМ МАГНИТОМ НАГРЕВАТЕЛЕМ Вихревого тока, ИОН СОБОР, ВАСИЛЬ РАХЬЕ, АНДРЕЙ ЧИЧУК и РОДИОН ЧЮПЕРЦĂ.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 накопления 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.» Энергия 164 (2018): 925-936.
  16. Окадзаки, Тору, Ясуюки Сираи и Такэцунэ Накамура. «Исследование концепции ветроэнергетики с использованием прямого преобразования тепловой энергии и накопления тепловой энергии».
Отоплен

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *