Кпд тэн: задача о кпд нагревательных приборов : Физика

Содержание

ТЭН. Масса тэнов d13 мм, Время нагрева

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) предназначены для преобразования электрической энергии в тепловую и применяются в качестве комплектующих изделий в промышленных установках и бытовых нагревательных приборах. Нагрев различных сред осуществляется путем конвекции, теплопроводности и излучения. ТЭНы электрические по сравнению с другими типами нагревателей отличаются:

-возможностью эксплуатировать их при непосредственном контакте с нагреваемыми средами;

-надежностью при вибрациях и значительных ударных нагрузках;

-отсутствием напряжения на оболочке ТЭН;

-различной конфигурацией.

Устроен ТЭН следующим образом:

— Тонкостенная металлическая трубка, которая изготавливается из углеродистой или нержавеющей стали, латуни, меди, титана. Иногда с защитным покрытием. Выбор металла обуславливается условиями эксплуатации ТЭНа — температурой и агрессивностью среды.

— Спираль из проволоки большого удельного электрического сопротивления, которая находится внутри трубки.

— Наполнитель, отделяющий спираль от трубки. В качестве наполнителя чаще всего используют периклаз, который не проводит ток, но хорошо отдает тепло.

— Контактный элемент, с помощью которого нагреватель подключается к электрической сети.

— Фарфоровые изоляторы в торцах трубки. Металлическую трубку можно изогнуть, чтобы получить ТЭН нужной формы.

Табл.1. Ориентировочная масса ТЭНов диаметром 13 мм различной конструкции и длины, кг.

Исполн.\Длина, см	32	45	60	78	85	100	120	140	170	200	240	280
Без штуцера	0,21	0,31	0,41	0,51	0,56	0,66	0,79	0,92	1,12	1,32	1,58	1,85
Со штуцером	0,34	0,43	0,53	0,64	0,69	0,79	0,92	1,05	1,25	1,45	1,71	1,98

Табл. 2. Ориентировочное время нагрева воды на 30 град ТЭНа ми разл. мощности (КПД=100%)

Мощн.\Объем воды	10л	50л	100л	200л	500л	1000л
1 кВт	21 мин	1ч 45мин	3ч 30мин	7 ч	17ч 30мин	35 ч
1,5 кВт	14 мин	1ч 10мин	2ч 20мин	4ч 40мин	11ч 40мин	23ч 20мин
2 кВт	10 мин	53 мин	1ч 45мин	3ч 30мин	8ч 45мин	17ч 30мин
3 кВт	7 мин	35 мин	1ч 10мин	2ч 20мин	5ч 50мин	11ч 40мин
4 кВт	5 мин	25 мин	50 мин	1ч 45мин	4ч 20мин	8ч 40мин
5 кВт	4 мин	21 мин	42 мин	1ч 24мин	3ч 29мин	6ч 58мин
6 кВт	3,5 мин	17 мин	35 мин	1ч 10мин	2ч 54мин	5ч 48мин
10 кВт	2 мин	10 мин	21 мин	42 мин	1ч 45мин	3ч 29мин
15 кВт	1,4 мин	7 мин	14 мин	28 мин	1ч 10мин	2ч 19мин

КПД электрических котлов отопления | АкваСан

Для обогрева частных домов применяются специальные котлы. Этой возможностью стоит воспользоваться, если нельзя подключиться к центральному отоплению. Котёл очень удобный, экономичный, обладает высоким КПД. Он может функционировать на различном топливе: угле, газе, бензине, дизеле. Однако самым экологичным ресурсом является электроэнергия. В электрический котёл не нужно заполнять твёрдым или жидким топливом, электричество будет поступать на нагревательный элемент самостоятельно.

Основные сведения

Энергетические отопительные системы используются на протяжении долгого времени. Технический прогресс сильно расширил их потенциал, появилась возможность регулировать степень прогрева или запрограммировать отопительный режим. Электрические аппараты очень просты в установке и эксплуатации, ведь они не требуют отвода отработавшего топлива.

Преимущества электрокотла

Отопление дома при помощи электричества имеет массу плюсов:

Высокий КПД.
Отсутствие открытого пламени.
Сильно снижается опасность возгорания и пожара.
Высокая технологичность — можно регулировать температуру.

Виды электрических котлов

Электрические обогреватели могут быть нескольких видов:

1. ТЭН-овые (или аппараты с трубчатыми электрообогревателями).

Самый популярный подвид. Обладают низкой стоимостью, большим ассортиментом моделей. Нагрев осуществляется в два этапа: сначала происходит нагревание спиралей, которые передают тепло по трубкам к теплоносителю. Кпд электрических котлов отопления данного вида один из самых низких. Это происходит благодаря потере тепла сразу на двух этапах.

Плюсы:

Надежные.
Низкая цена.

Минусы:

Могут перегреваться, особенно при недостатке жидкости в резервуаре.
Нагревательный элемент может перегореть.
При функционировании образуется нежелательная накипь

2.

Электродные котлы.

Они имеют одно существенное отличие от ТЭН-овых обогревателей. Они состоит из двух стержней — катода и анода, которые пропускают через воду ток, из-за этого происходит нагревание.

Плюсы

Не перегревается из-за отсутствия жидкости.
Легко переносит перепады в напряжении.
Простые, надёжные приборы.

Минусы

Электроды необходимо заменять. Со временем они покрываются накипью, при этом теряя свои характеристики.
Аппарат требует заземления.
Очень требователен к качеству теплоносителя. Теплоноситель — это среда в которой будет протекать реакция (электролит). Выбор электролита представляет собой огромную проблему.
Сложность в установке и техническом обслуживании.
Максимальная температура нагрева — 75 градусов.

3. Индукционные котлы.

Очень экономичные, высокоэффективные аппараты с большим КПД, однако стоят намного дороже чем два предыдущих варианта. Принцип функционирования связан с магнитным полем, которое нагревает металлический сердечник. Энергия от сердечника передаётся в теплоноситель.

Плюсы

Не нужно постоянно заменять компоненты. Индукционная катушка расположена в полной изоляции от жидкой среды.
Безопасный и надёжный прибор.
Полностью отсутствует образование накипи во время работы.
КПД очень близок к 100%.
Тратит меньшее количество электроэнергии.
Нет никаких ограничений к теплоносителю.
Срок службы прибора очень длительный. Некоторые производители дают гарантию на 30 лет
Можно регулировать режим работы. Индукционные отопительные системы всегда оснащены электронными блоками управления.

Минусы

Очень высокая цена.
Очень высокий вес оборудования. Этот фактор очень осложняет монтаж оборудования.
При работе издаёт вибрации.

Все три вида приборов очень часто используются для обогрева частных домов. Но индукционные, используются чаще всего. Ведь они отличаются большой надёжностью, долгим сроком службы.

Как выбрать недорогой котёл с высоким КПД

Система обогрева должна быть достаточно мощной, чтобы качественно отапливать всё жилое помещение. При этом стоит учитывать теплопотери жилого помещения, попытаться устранить основные места потерь тёплого воздуха. Большинство людей покупают аппараты на 20-40% мощнее чем того требует размеры помещения. Также возможно установление двух ТЕНов, делается для более равномерного распределения тепла, создания подстраховки на случай поломки одного из устройств.

Двухконтурные и одноконтурные устройства

Главное отличие двухконтурных котлов от одноконтурных заключается в размерах и весе устройства. У них повышенная мощность, что позволяет им выделять больше тепла. Главное преимущество двухконтурных отопительных систем, состоит в возможности обогрева воды. Это очень сильно расширяет функционал двухконтурных нагревательных систем.

Мощность и напряжение электрических отопительных систем

Мощность и напряжение — очень важные параметры любого нагревателя. Норма на 1 кв.м площади помещения — 1 кВт мощность отопителя. С напряжением дела обстоят гораздо сложнее. Большинство устройств с мощностью до 7 кВт подключаются к электросети с напряжением 220 вольт. Аппараты мощнее подключается при помощи трёхфазного переключателя к сети в 380 вольт.

Минусы обогрева электроэнергией

Главный недостаток котла — это возможность отключения электричества, в таком случае дом временно останется без обогрева. Это особенно опасно в холодное время, когда долгое отсутствие отопления крайне нежелательно. Учитывая это необходимо создать резервный источник электроэнергии, сделать это можно при помощи бензинового электрогенератора.

Также нельзя забывать про высокую цену на электричество, которая со временем стабильно растёт

Возможности современных электрокотлов

Обогревательные системы имеют большой КПД и множество дополнительных функций, которые очень помогают работе.

Перечислим основные из них:

Нагрев воды при помощи дополнительного контура. Позволяют нагревать не только воздух, но и воду. А при покупке бойлера для хранения жидкости у вас всегда будет запас горячей жидкости. В продаже имеются бойлеры с различным объёмом: 50,100,200 и даже 300 литров.
Пол с подогревом при помощи горячей воды. Для подогрева полов можно использовать не только радиаторы. Вода с температурой 50-65 градусов будет отлично обогревать половое покрытие.
Возможность регулировки температуры при помощи подключения термостата. Он позволяет поддерживать стабильную температуру в помещении.
Автоматическая регулировка температуры в зависимости от погоды на улице. Осуществить это можно при помощи датчика. Он выносится на улицу и считывает данные о погодных и температурных условиях. Затем эта информация передаётся в котёл, который регулирует температуру в помещении. При повышении температуры на улице, котёл начинает греть слабее. А при понижении температуры за окном, он усиливает уровень нагрева.

Отопители типа SAV

Электрокотел данного типа оснащён большой системой трубочек. Делается это с целью резкого увеличения площади теплообмена. А замкнутый второй контур поддерживает требуемый уровень нагрева.

Вихревые индукционные нагреватели

Их устройство основано на поступлении электрического тока в преобразователь, где энергия становится высокочастотной. В роли теплообменника выступают металлические детали, которые изготовлены из ферросплавов. Хороший нагрев обеспечивается благодаря вихревым токам.

Роль автоматики в повышении эффективности аппарата

Автоматика контролирует работу прибора. Она может быть механической или электронной:

Механическая автоматика. Важным её достоинством является низкая цена. Из недостатков выделяют высокий уровень шума и большие погрешности в работе.
Электронная автоматика более точно распоряжается ресурсами. Она экономит на 25-30% больше энергии чем механическая.

Заключение

Кпд электрических котлов отопления крайне высок. Существуют различные виды обогревательных систем. Они различаются по принципу работы и имеют различные достоинства и недостатки.

Где купить лучшие отопительные устройства

На сайте akvasan-shop.ru в наличии имеется большое количество товаров для дома. Все они изготовлены в соответствии с мировыми стандартами качества и обладают низкой ценой. Рекомендуем покупать сантехнику и товары для ванной именно там.

Блок тэны для котлов Ferroli

Я принимаю условия Пользовательского соглашения и Политики конфиденциальности и даю разрешение на обработку своих персональных данных.

Вернуться на главную
Вернуться на предыдущую

Каталог Ferroli

Котлы Ferroli (28)
- — Настенные котлы Ferroli (28)
— Бойлера Ferroli (0)
— Запчасти котлам Ferroli (255)
— Аксессуары Ferroli (0)
— Новинки (0)

Информация о бренде Ferroli
Отзывы клиентов по бренду Ferroli

Тип компонента

— Аноды (3)
— Блок тэны (6)
— Вентиляторы, устройство вентури (14)
— Циркуляционные насосы (4)
— Газовые клапана (14)
— Гидравлические группы (11)
— Горелка, камеры сгорания (2)
— Датчики (32)
— Инжектора, форсунки Ferroli (5)
— Корпус, панели, вытяжные колпаки (0)
— Манометры Ferroli (10)
— Маностаты (дифференциальное реле) (4)
— Плата управления, блоки управления, модуля (26)
— Предохранительные клапана, автоматические воздухоотводчики (6)
— Прочее (16)
— Провода, прокладки, клипсы (9)
— Расширительные баки (7)
— Теплоизоляция, уплотнение (20)
— Топочные автоматы, блоки розжига, автоматы горения (9)
— Теплообменники ( первичные, основные ), ниппеля (23)
— Теплообменники (вторичные, ГВС) (5)
— Термостаты регулированные, аварийные (6)
— Топливные насосы, форсунки,фильтра (2)
— Трехходовые клапана, моторы (4)
— Электроды розжига и ионизации, термопара, растопочные горелки (14)

Показать: 3060

Блок ТЭНы Ferroli (Ферроли) – это специальный компонент отопительного оборудования, предназначенный для нагрева воды в отопительных системах, работающих от электрических котлов или для приготовления ГВС в бойлерах. Котлы, в которых используются блок ТЭНы Ferroli (Ферроли) отличаются повышенным уровнем КПД, способны в короткие сроки обогреть помещение и уменьшить потребление электричества. Может работать полностью или частично. Функция выборочной эксплуатации ТЭНов является своего рода дополнительной опцией регулировки температуры в помещении с одной стороны и позволяет использовать компонент при износе одного из ТЭНов с другой. Блок ТЭНы Ferroli (Ферроли) имеют свойства выходить из строя, в таких случаях подлежат замене. Приобретать компонент следует согласно техническим особенностям оборудования, для замены желательно запрашивать помощь специалиста. Мастера помогут не только подобрать запчасти такого типа, но и произведут профессиональную установку и/или замену.

ТЭН котла 3,75kW 398604470

7 371 ₽

ТЭН 3,00kW 398604480

7 978 ₽

ТЭН 5,25kW 398605230

9 193 ₽

ТЭН 6,00kW 398605240

8 672 ₽

ТЭН 7,00kW 398607970

8 846 ₽

ТЭН 4,50kW 398603980

8 325 ₽

Вас это может заинтересовать

Комплект для переналадки на сжиженный газ 19928711

11 742 ₽

Предохранительный клапан бойлера 3603920

1 093 ₽ 1 214 ₽

Датчик температуры бойлера NTC 7179114

9 600 ₽

Ионизационный электрод 7810148

4 080 ₽

Блок поджигающих электродов 7810717

5 760 ₽

Теплообменник на 82 ламеля 7825510

22 320 ₽

Растопочная горелка Vitogas 100-F 7826776

18 120 ₽

Растопочная горелка Vitogas 100-F 7827056

18 120 ₽

Двигатель насоса UP-15/50 7828741

21 360 ₽

Котёл настенный Vitopend 100-w 24 кВт

67 500 ₽

Накипь снижает эффективность электрического водонагревателя?

12 февраля 2018 г.

В прошлые выходные я работал над своим электрическим водонагревателем сопротивления (ссылка ниже) в постоянной битве с жесткой водой. Осматривая нагревательный элемент с минеральной коркой, я вспомнил широко распространенное мнение о том, что накипь снижает эффективность электрических водонагревателей.

Мой вопрос в том, как ? Нагрев электрическим сопротивлением эффективен примерно на 100%, и любая неэффективность, которая действительно возникает, будет связана с нагревом (что является конечной целью), так как же покрытие минералами на элементе снижает эффективность?

Немного углубившись в сорняки, я вижу, как эффективность моего водонагревателя с тепловым насосом GeoSpring может снизиться из-за накопления минералов внутри бака, поскольку змеевики конденсатора высокого давления наматываются вокруг бака снаружи. Накопление минералов будет действовать как изоляция и вытеснит больше тепла через изоляцию внешнего бака.

Зависит от того, как вы определяете эффективность. Ватт будет преобразован в БТЕ, и вы получите такое же количество тепла, что и в баке. Что меняется со всей шкалой, так это сопротивление элемента. Когда сопротивление изменяется, величина потребляемого тока будет меняться, что приведет к снижению скорости нагрева воды. Тепло больше не исчезает таинственным образом, потому что сопротивление увеличилось.

Я полагаю, что если все действительно плохо, элемент не может нагреться настолько, чтобы удовлетворить спрос, и останется работать вечно с низким потреблением тока. Это как пытаться вскипятить воду чем-то, что нагревается только до 160F. Я подозреваю, что элемент рассыплется до этого, но откуда мне знать.

TonyVideo и тепловизор
12 февраля 2018 г.

woodgeek , TonyVideo , moey и еще 1 человек
12 февраля 2018 г.

Дровяной котел Burnham, безнапорное хранилище на 550 галлонов, VC Defiant (в основном на пенсии), солнечная горячая вода с питанием от фотоэлектрических модулей, 4770 Вт солнечной электросети, низкотемпературный мини-сплит-тепловой насос и Unimog для перевозки древесины
Эффективность применения элемента Пельтье зависит от коэффициента полезного действия (COP), который зависит от рабочей точки, тепловой конструкции и типа питания контроллера ТЕС. Все три пункта обсуждаются в этой статье. Контроллеры
TEC используются для термоэлектрического охлаждения и нагрева в сочетании с элементами Пельтье. Элементы Пельтье — это тепловые насосы, которые переносят тепло с одной стороны на другую в зависимости от направления электрического тока.

Оптимальной рабочей точкой элемента Пельтье является момент, когда COP максимален. Максимум COP сильно зависит от разницы температур (dT) между теплой и холодной сторонами. Как видно, максимум КПД смещается в сторону больших токов при увеличении dT. Ток не должен превышать 0,7 умножить на I _max, потому что тогда COP становится слишком маленьким — элемент Пельтье очень неэффективен.
Тепловое проектирование имеет решающее значение, поскольку оно позволяет пользователю напрямую влиять на эффективность и производительность системы. Три наиболее распространенных способа повышения эффективности элемента Пельтье в случае охлаждения:
1. Разность температур (dT) между холодной и теплой стороной должна быть сведена к минимуму. Небольшое dT приведет к тому, что максимум КПД, как видно на диаграмме 5, будет смещен вправо, а значит, необходим меньший ток. Тепло, отводимое на теплой стороне, составляется следующим образом Q _h = Q _C + P _el .
Следующая схема представляет систему охлаждения и соответствующую температурную диаграмму справа. Объект охлаждается до -5°C холодной стороной элемента Пельтье. Горячая сторона элемента Пельтье имеет температуру 35°С. Радиатор отдает тепло окружающему воздуху, температура которого составляет 25 °C. Таким образом, радиатор рассеивает 10 °C, поэтому новое значение dT равно 30 K.
2. Часто полезно изолировать охлаждаемый объект и все другие охлаждаемые поверхности. Таким образом, температура окружающей среды оказывает меньшее влияние на элемент Пельтье, и в систему поступает меньше тепла из окружающей среды. Это снижает общую рассеиваемую мощность, что приводит к меньшей входной мощности элемента Пельтье и, следовательно, к лучшему COP.
3. КПД должен быть оптимизирован за счет использования достаточной мощности элемента Пельтье. Это необходимо, потому что COP Maximum имеет низкий ток и помехи могут быть поглощены. Если мощность элементов Пельтье слишком мала, возможно, создается нагреватель.
В качестве примера: если dT равно 30 K, вы можете видеть на диаграмме соотношение COP и тока, максимальное значение COP составляет I = 0,3 * I _max . На диаграмме Heat Pumped Vs Current мы получаем значения dT = 30 K и I = 0,3 * I _max , Q _c / Q _max равно 20%. Если необходимо охлаждать 10 Вт, элемент Пельтье должен иметь мощность 50 Вт. режимы питания для управления элементами Пельтье с регуляторами ТЭО. Термоэлектрические охладители работают на эффекте Пельтье и перекачивают тепло с одной стороны на другую. Для поддержания направления теплового потока необходим постоянный ток.
Во многих контроллерах TEC ШИМ используется для управления элементами Пельтье. В целом это означает упрощение аппаратного обеспечения и логическое управление выходом. Для высоких частот ток ШИМ можно рассматривать как постоянный ток той же амплитуды. Однако модули ТЭО, управляемые ШИМ, всегда менее эффективны, чем приложения ТЭО, управляемые постоянным током. Непосредственное управление TEC с помощью ШИМ делает схему более подверженной помехам, может привести к высоким переходным напряжениям и, как правило, менее эффективной.
Еще одна проблема заключается в том, что ШИМ может вызывать электромагнитные помехи (ЭМП) в проводке, ведущей к устройству ТЕС. Этот эффект может нарушить работу измерительных систем или камер, т.е. при использовании для охлаждения ПЗС-сенсоров.
РМТ: «ТЭМ [элементы Пельтье], управляемые ШИМ, работают менее эффективно, чем на постоянном токе. ШИМ-управление всегда менее эффективно, чем работа ТЭМ при тех же средних значениях постоянного тока и потребляемой мощности.»
Мы сравнили TEC-контроллер Meerstetter Engineering с постоянным током (вариант 1) с ШИМ-контроллером TEC (вариант 2) другого производителя, чтобы подчеркнуть разницу. между термоэлектрическими системами охлаждения, питающимися от постоянного тока, и системами, использующими ШИМ. Цель состоит в том, чтобы сравнить общую энергоэффективность.
Оба контроллера выполняют одну и ту же задачу, но с точки зрения эффективности разница весьма разительна.
Другими словами, общее количество тепла, которое необходимо отвести системе с помощью ШИМ-регулятора, больше более чем в 4 раза. Следовательно, это приводит к необходимости радиатора гораздо большего размера для корпуса 2.
Планы Enerquip на будущее: к производственному цеху в Медфорде, штат Висконсин, будет добавлен новый современный обрабатывающий центр. Высокопрочный и высокоточный токарный центр DMG MORI NLX 2500/700 обрабатывает трубные доски и швеллеры диаметром до 18 дюймов. Добавление этой технологии — большой шаг в оптимизации эффективности оборудования Enerquip […]
Компания Enerquip с гордостью пожертвовала 500 долларов Первой баптистской церкви (FBC) Медфорда. Пожертвование будет использовано специально для женской команды церкви, которая создает возможности для общения верующих женщин. На данный момент в 2022 году команда FBC по организации мероприятий для женщин провела вечер кино в Бродвейском театре в Медфорде, весеннее мероприятие […]
Компания Enerquip с гордостью пожертвовала 500 долларов на благотворительность P-Town Cancer Battle. Уже второй год P-Town Cancer Battle собирает средства для поддержки местных жителей, проходящих лечение от рака. Мероприятие этого года, состоявшееся в субботу, 20 августа, включало в себя мини-триатлон, варку рыбы и приготовление копчения барбекю. Собрав почти 16 000 долларов, средства будут использованы для покупки […]
В рамках своей программы подбора сотрудников компания Enerquip с гордостью пожертвовала 500 долларов компании Ss. Католическая церковь Петра и Павла в Гилмане. Пожертвование было представлено на ежегодном церковном базаре и будет использовано для текущих информационно-пропагандистских и служебных расходов, связанных с самоотверженной работой церкви. Enerquip стремится поддерживать и поощрять […]
Компания Enerquip с гордостью пожертвовала 500 долларов США фонду Rhino’s Foundation в Ривер-Фолс, штат Висконсин, в рамках своей программы подбора сотрудников. Эти средства помогут поддержать пациентов в западном Висконсине, которые в настоящее время проходят лечение от рака. Фонд Rhino был основан в 1991, чтобы поддержать борьбу с раком и тех, кто страдает от этого заболевания. Они обеспечивают пациентов прямым […]
Если вы ищете нагреватель термальной жидкости, необходимо учитывать множество важных факторов, прежде чем принять решение о продукте и совершить покупку. От поиска поставщиков систем промышленного отопления до поиска партнера, на которого вы действительно можете положиться, до рассмотрения вариантов вашего нагревателя и выбора того, который лучше всего подходит для ваших применений […]
Компания Enerquip рада объявить о назначении Кэмерона Дидриха на должность менеджера по проектированию. В этой роли Дидрих будет курировать талантливую команду дизайнеров Enerquip, расширять границы инноваций, задавать направление для будущего отдела и быть ценным техническим ресурсом для клиентов. Управленческие обязанности Дидриха ранее были разделены между менеджером по эксплуатации и объектам Тимом […]
Блок нагревателя со спиральным змеевиком Enerquip Блок со спиральным змеевиком Enerquip представляет собой законченную систему, которая включает в себя высокоэффективную горелку, рециркуляционный насос, панель управления, аварийную сигнализацию, кожух горелки, дымовую заслонку и выхлопную трубу. Горелки с низким содержанием NOx также доступны для требуемых применений. С помощью простой проводки и подключения подачи газа он готов к производству. […]