ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОТОПЛЕНИЕ

Электрическое отопление имеет следующие преимущества: простоту монтажа электропроводки, отсутствие продуктов сгорания, компактность нагревательных приборов, высокий коэффициент полезного действия электрических приборов отопления; не требуются дорогостоящие наружные тепловые сети.

К недостаткам электрического отопления относятся высокая температура теплоотдающих элементов (витков проволоки) в электрическом нагревательном приборе, опасность в пожарном отношении и высокая стоимость электроэнергии.

В настоящее время электроэнергию применяют в технике теплоснабжения в виде следующих устройств:

прямого радиаторного отопления на базе электрорадиаторов (например, приборы рд-34, и рд-35 конструкции НИИ сантехники мощностью 0,5 и 1 кВт);

электротеплонасосного отопления на базе полупроводниковых тепловых насосов;

отопления с использованием греющих кабелей;

теплоснабжения с применением электродных котлов;

электроаккумуляционного отопления.

Перспективным является электроотоплейие с использованием полупроводниковых тепловых насосов, потребляющих электроэнергии в 3—4 раза меньше, чем при прямом электроотоплении. Кроме того, систему электроотопления при помощи тепловых насосов можно в летнее время переключать на охлаждение помещений.

Принцип получения тепла, а также холода из теплого окружающего воздуха или воды с использованием полупроводников в схеме теплового насоса основан на эффекте Пельтье (1834). Это явление, научно объясненное русским ученым Ленцем в 1838 г., заключается в следующем. Если через разнородные соединенные друг с другом-металлы (особенно полупроводники) пропустить постоянный электрический ток, то в месте контакта положительного полупроводника с отрицательным при направлении тока от + к — выделяется тепло, а при обратном направлении тока в месте контакта (спая) тепло поглощается.

Физический смысл этого явления заключается в том, что происходит перемещение тепла от холодной среды к горячей за счет электрической энергии.

Теоретический отопительный коэффициент электрической системы отопления на полупроводниковых тепловых насосах Сот

Это означает, что на 1 кВт затраченной электрической мощности можно получить 30 кВт полезного тепла и 29 кВт холода (практически Дот=4—5 в зависимости от качества полупроводников).

В СССР выпускают полупроводниковые тепловые насосы тина воздух — вода» и воздух — воздух», характеристики которых приведены в табл. IX. 1.

Преимущество тепловых насосов ПТН состоит в возможности регулировать в широких пределах теплопроизводительность за счет изменения силы тока. Однако системы отопления с применением тепловых насосов могут получить распространение в будущем только в местностях с дешевым тарифом электроэнергии и при снижении стоимости тепловых насосов.

Понятие об электроаккумуляционном отоплении. В последние годы начали применять электроотопление с использованием внепиковой электроэнергии. Себестоимость ее, по данным Энергосетьпроекта», в 1,7—2,3 раза ниже средней себестоимости электрод энергии.

Использовать внепиковую электроэнергию для отопления можно при условии создания установок с материалами, аккумулирующими тепло. Аккумулирующие материалы должны обладать максимальной теплоемкостью, высокой рабочей температурой, объемной массой, теплопроводностью и приемлемой стоимостью.

Основными способами аккумуляции тепла могут служить способ сохранения тепла в предварительно нагретом материале, использование скрытого тепла между двумя фазами материала и применение реакции обратимого химического процесса.

В центральных системах отопления аккумулирующим материалом является вода.

Расчеты теплоаккумуляционного электрического отопления производят с учетом теплоаккумуляционной способности зданий, приборов электрического отопления, электрокотлов и других емкостей.

Коэффициент аккумуляции теоретически можно определить по формуле, используемой в трудах проф. Е. Я. Соколова

Расчет нужно вести на те помещения, которые охлаждаются наиболее быстро (например, угловые квартиры).

При отоплении помещений электропечами тепло аккумулируется в печах, интерес к установке которых наблюдается в ряде зарубежных стран.

Расчет электронагревательных приборов. Количественная сторона преобразования электроэнергии в тепловую выражена законом Джоуля — Ленца: количество тепла Q, выделенного током на участке цепи, прямо пропорционально квадрату силы тока /, сопротивлению участка R и времени прохождения тока t.

т. е. количество тепла, выделившегося в параллельно соединенных проводниках, обратно пропорционально сопротивлениям участков.

Расчет реостатных отопительных электроприборов. В основу расчета положено условие о том, что проводник при нагревании должен отдать в окружающее пространство требуемое проектом количество тепла. Для этого проводник должен иметь определенные геометрические параметры (I — длину, d — диаметр) и температуру поверхностей tmiB. Эти условия выражены двумя уравнениями, приведенными ниже.

1. Количество тепла в ккал/ч, отдаваемое проводником, равно

Дроздов В. Ф. Отопление и вентиляция. Отопление. Учебник для строит, вузов. М., «Высш. школа», 1976