конструктивные особенности и основные характеристики
В разных сферах промышленности и производственной деятельности, в вентиляционных системах, а точнее для обогрева помещений большой площадью стали достаточно широко применяться теплогенераторы. По сути теплогенератор выполняет все те же самые функции, что и обыкновенный обогреватель воздуха, однако его использование имеет значительно больше преимуществ. В данной статье и будут рассмотрены основные их этих преимуществ, основные рабочие и качественные характеристики данного оборудования.
Основным действием данного устройства является то, что либо приточный, либо внутренний воздух помещения, проходя через специальное теплообменное устройство теплогенератора, выдается из теплогенератора уже нагретым, нагревая, таким образом, помещение, в котором установлен теплогенератор. При этом сам теплообменный элемент разогревается посредством газа, который выделяется в результате процессов горения. Эти процессы создаются посредством сгорания топлива, на котором и производит всю работу теплогенератор.
Применение теплогенераторов подобного принципа работы, очень хорошо в тех местах, где в холодное время постоянно происходит вхождение холодного воздуха, например в автомастерских, на складах с большими площадями, или в торговых залах. Работа теплогенераторв в принципе схожа с работой такого устройства, как тепловая пушка, однако данное приспособление может функционировать исключительно в стационарных условиях, в отличие от пушки, которая может переносной.
Устройство и конструкция теплогенератора
Конструктивно тепловой генератор выглядит следующим образом. В состав данного устройства входят такие основные элементы, камера сгорания, в которой происходит весь процесс сгорания топлива для теплогенератора. От камеры сгорания отходит такой элемент, как теплообменник, в котором и происходит обмен поступающего воздуха с воздухом из камеры сгорания, и таким образом его нагрев. В конструкцию теплогенератора входит соответственно сама горелка, и наконец, еще одним немаловажным элементом является само вентилирующее устройство, которое производит разгон нагретого воздуха по обогреваемому помещению.
Газы, которые нагрелись посредством работы горелки, проходят по теплообменнику и выдаются в дымоходное устройство, которое непременно устанавливается при использовании данного оборудования. в корпусе теплового генератора имеются специальные решетки, сквозь которые горячий воздух распространяется по помещению.
Основные характеристики теплогенератора
Мощность теплового генератора может варьироваться в зависимости от модели самого устройства, так она может достигать даже тысячи киловатт. Но данные теплогенераторы как правило используются в очень больших помещениях и конструктивно несколько отличаются от простого теплового генератора, поскольку тепловой обменник и вентилятор в данных устройствах находятся в разных корпусах.
Большим преимуществом использования данного устройства является то, что использование теплогенератора позволяет во много раз снизить затраты на электричестве, поскольку обогрев помещения происходит за счет топлива, анне посредством электрической сети.
Теплогенераторы могут подразделяться по виду используемого в них топлива. Так тепловые генераторы могут быть газовыми, так же могут работать посредством дизельного топлива. Еще одной разновидностью теплогенераторов являются генераторы, которые функционируют посредством твердого топлива, такого как уголь, торф, топливные брикеты и тому подобные виды топлива.
Использование теплогенераторов за счет их хорошей производительности и высоких рабочих характеристик, стало на сегодняшний день повсеместным. Следует помнить, что при использовании теплогенераторов нужно следовать всем рекомендациям и правилам техники безопасности.
Что такое теплогенераторы? Назначение, виды, характеристики, принцип работы воздушных твердотопливных теплогенераторов
28.04.2019
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.
Небольшой генератор улавливает тепло, выделяемое кожей, для питания носимых устройств — ScienceDaily
Китайские ученые разработали небольшое гибкое устройство, которое может преобразовывать тепло, выделяемое кожей человека, в электрическую энергию. В своем исследовании, представленном 29 апреля в журнале Cell Reports Physical Science , команда показала, что устройство может питать светодиод в режиме реального времени при ношении на браслете.
Полученные данные свидетельствуют о том, что температура тела когда-нибудь сможет питать носимую электронику, такую как фитнес-трекеры.
Устройство представляет собой термоэлектрический генератор (ТЭГ), который использует температурные градиенты для выработки энергии. В этой конструкции исследователи используют разницу между более высокой температурой тела и относительно более прохладной окружающей средой для выработки энергии.
«Это область с большим потенциалом», — говорит автор-корреспондент Цянь Чжан из Харбинского технологического института, Шэньчжэнь. «ТЭГ могут восстанавливать энергию, которая теряется в виде отработанного тепла, и, таким образом, улучшать коэффициент использования энергии».
В отличие от традиционных генераторов, которые используют энергию движения для производства энергии, термоэлектрические генераторы не имеют движущихся частей, что делает их практически необслуживаемыми. Эти генераторы устанавливаются на машины, расположенные в удаленных районах, и на бортах космических зондов для подачи энергии.
Чжан и ее коллеги много лет работали над созданием термоэлектрических генераторов. Поскольку носимые устройства в последние годы становятся все более популярными, команда хотела выяснить, могут ли эти надежные генераторы заменить традиционные батареи в таких устройствах, как фитнес-трекеры, смарт-часы и биосенсоры.
«Не стоит недооценивать разницу температур между нашим телом и окружающей средой — она невелика, но наш эксперимент показывает, что она все еще может генерировать энергию», — говорит она.
Обычные ТЭГ обычно жесткие и могут выдерживать менее 200 изгибов. Хотя гибкие виды могут соответствовать требованиям к изгибу, их характеристики, как правило, недостаточны. Чтобы преодолеть это ограничение и сделать устройство более адаптируемым к носимым устройствам, исследователи прикрепили основные электрические компоненты к растяжимому и более клейкому полиуретановому материалу. Тесты показали, что устройство выдержало не менее 10 000 повторных изгибов без существенных изменений в работе.
Кроме того, коммерчески доступные ТЭГ в значительной степени зависят от редкого металла висмута, который не встречается в природе в больших количествах. Новая конструкция частично заменила его материалом на основе магния, что позволяет существенно снизить затраты при крупносерийном производстве.
Исследователи разработали прототип автономной электронной системы. Они подключили светодиод к полосе TEG размером 4,5 дюйма в длину и 1,1 дюйма в ширину. Затем команда обернула ленту ТЭГ вокруг запястья человека, чья температура тела была измерена на уровне 9 градусов.2,9°F в условиях окружающей среды. При разнице температур генератор собрал тепло, выделяемое кожей, и успешно зажег светодиод.
«Наш прототип уже имеет хорошие характеристики, если он будет представлен на рынке», — говорит автор-корреспондент Фэн Цао из Харбинского технологического института, Шэньчжэнь. Он добавляет, что при правильном преобразователе напряжения система может питать электронику, такую как смарт-часы и датчики пульса.
В будущем команда планирует улучшить конструкцию, чтобы устройство могло более эффективно поглощать тепло.
«Спрос на экологически чистую энергию растет, и ТЭГ идеально подходят для этой цели, поскольку они могут превращать отработанное тепло в электроэнергию», — говорит Цао. «В то время как, например, солнечная энергия может генерироваться только при наличии солнца, ТЭГ могут производить энергию во многих сценариях — до тех пор, пока существует разница температур».
Сбор тепловой энергии для питания носимой электроники
Вашингтонский университет Машиностроение
Лира Фонтейн Носимая электроника, от трекеров здоровья и фитнеса до гарнитур виртуальной реальности, является частью нашей повседневной жизни, но найти способы непрерывного питания — непростая задача. Исследователи UW под руководством доцента ME Мохаммада Малакути разработали инновационное решение этой проблемы: носимое термоэлектрическое устройство, которое преобразует тепло тела в электричество.
Исследователи создали растяжимые термоэлектрические генераторы, которые преобразуют тепло тела в электричество.
Напечатав многофункциональную мягкую материю и внедрив неорганические полупроводники, исследователи создали первые в своем роде термоэлектрические генераторы (ТЭГ), которые являются мягкими и эластичными, но при этом прочными и эффективными — свойства, которые сложно сочетать. Исследовательская статья об их выводах «Печать жидкометаллических эластомерных композитов для высокопроизводительных растягивающихся термоэлектрических генераторов» была недавно опубликована в Advanced Energy Materials.
В отличие от других гибких термоэлектрических устройств, изготовленных из нерастяжимых медных электродов и композитов на основе углерода, эти ТЭГ прочны для длительного использования и могут изгибаться, скручиваться и растягиваться. Они остаются полностью функциональными даже после более чем 15 000 циклов растяжения при 30% деформации, что отражает ограничения растяжимости кожи и, следовательно, является очень желательной функцией для носимой электроники и мягкой робототехники.
Устройство также показывает увеличение удельной мощности в 6,5 раз по сравнению с предыдущими растягиваемыми термоэлектрическими генераторами.
«Это 100% выигрыш, если мы собираем тепловую энергию, которая в противном случае была бы потрачена впустую. Поскольку мы хотим использовать эту энергию для электроники с автономным питанием, необходима более высокая плотность мощности», — говорит Малакути, член исследовательского сообщества Института наноинженерных систем (NanoES). «Мы используем аддитивное производство для изготовления растягиваемой электроники, повышения ее эффективности и обеспечения беспрепятственной интеграции в носимые устройства, отвечая на фундаментальные вопросы исследований».
«Уникальным аспектом нашего исследования является то, что оно охватывает весь спектр, от синтеза материалов до изготовления устройств и определения их характеристик». — Мохаммад Малакути, доцент ME
Для создания эластичных ТЭГ исследователи напечатали на 3D-принтере эластомерные композиты с заданными функциональными и структурными свойствами на каждом слое.
Два слоя жидкометаллических композитов с высокой проводимостью используются для теплопередачи, а один изоляционный слой разделяет два слоя и герметизирует термоэлектрические полупроводники. Был напечатан другой жидкометаллический эластомерный композит с большими каплями жидкого металла, который служил растяжимым электрическим соединением между полупроводниками.
«Завершение этого проекта потребовало большой самоотдачи, и мне очень понравилось это путешествие», — говорит Янгшан Хан, студент магистратуры ME и ведущий автор статьи.
«Я никогда раньше не занимался исследованиями по сбору энергии на основе мягкой материи, поэтому все было для меня новым, и я многому научился».
Исследователи в восторге от будущих возможностей и реальных применений носимой электроники. В новой статье показано, как ТЭГ можно печатать на растяжимых текстильных тканях или изогнутых поверхностях, показывая, как их открытие можно применить к одежде и другим предметам. Также было продемонстрировано, что радиаторы с трехмерной структурой — компоненты с большой площадью поверхности, которые помогают рассеивать тепло — могут быть напрямую напечатаны на термоэлектриках с использованием их нового подхода.
«Я очень рад быть частью быстро развивающейся области и хочу продолжать расширять границы носимой электроники в будущих проектах». — Янгшан Хан, магистрант МЭ
«Уникальным аспектом наших исследований является то, что они охватывают весь спектр, от синтеза материалов до изготовления устройств и определения их характеристик», — говорит Малакути.
«Это дает нам свободу разрабатывать новые материалы, проектировать каждый этап процесса и проявлять творческий подход».
Исследовательская группа Малакути iMatter Lab продолжит изучение мягких и эластичных ТЭГ с помощью недавнего исследовательского подарка от Meta Reality Labs. Хан присоединится к группе в качестве доктора философии. Студент этой осенью. «Я очень рад быть частью быстрорастущей области и хочу продолжать расширять границы носимой электроники в будущих проектах», — говорит Хан.
Студенты и исследователи в iMatter Lab приобретают широкий спектр междисциплинарных практических навыков, включая синтез материалов, электромеханические испытания, 3D-печать и изготовление электронных устройств. Возможность снова проводить исследования лично была полезным опытом.
«Было здорово видеть студентов в лаборатории и быть рядом с ними, — говорит Малакути. «Каждый из них обладает своими уникальными навыками и исследовательскими интересами, такими как мультифизическое моделирование, определение характеристик материалов, проектирование схем и создание тестовой установки».