ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОТОПЛЕНИЕ
Использование электрической энергии для обогрева помещений дает много преимуществ по сравнению с системами центрального отопления и делает этот вид отопления весьма перспективным для внедрения, особенно с применением тепловых насосов и при использовании электрической энергии для отопления в часы ночных провалов потребления электрической энергии ее постоянными потребителями.
К достоинствам электрического отопления относят малое потребление металла сравнительно с системами водяного и парового отопления, удобство и простоту подводки, компактность отопительных приборов и высокий коэффициент их полезного действия (до 100%), отсутствие продуктов сгорания и загрязнения ими атмосферного воздуха, гибкость регулирования и простоту автоматизации, возможность достижения хороших гигиенических и эстетических условий в отапливаемых помещениях.
Недостатками электрического отопления являются: пожарная опасность при применении приборов накаливания открытого типа, высокая отпускная стоимость электроэнергии и недостаточность ее выработки. Последний из недостатков несколько сглаживается быстрыми темпами роста выработки электроэнергии.
Наличие так называемых «провалов» в потреблении электроэнергии ее традиционными потребителями в ночное время создает значительные возможности потребления ее для отопления, что и практикуется в ряде европейских стран. В этих странах в целях сохранения постояного ритма работы Рис. 16.10. Схема электрической электрических станций в ночной период теплоаккумуляционной электроэнергия отпускается по сниженному тарифу и используется для получения и аккумулирования тепла с последующей раздачей его потребителям в дневной период.
В качестве аккумулятора применяют электрические теплоаккумуляционные печи, одна из которых схематически показана на рис. 16.10.
Теплоаккумулирующий сердечник 4 печи с изоляцией 3 заключен либо в металлический корпус, либо в корпус из термостойкого синтетического материала. В корпусе имеются отверстия для входа 6 и выхода 1 воздуха с дроссельной заслонкой 2, регулирующей проход воздуха по каналам 5. Нагревательные элементы 8, изготовленные из хромоникелевых или железохромалюминиевых сплавов, закладываются в сердечник 4. Нагрев сердечника регулируется термостатом 9 и автоматическим регулятором 7. Сердечники изготавливают из кремнистого чугуна или керамических магнезитовых материалов, способных выдерживать высокую температуру и обладающих достаточно высокой теплоемкостью. В качестве изоляции 3 применяют силикат кальция в виде плит, минеральный войлок или минеральную вату, бетонит.
Мощность применяемых электрических теплоаккумуляционных печей находится в пределах от 2 до 8 кВт.
Не исключается возможность использования электроэнергии в комбинированных системах, когда основные теплопотери зданий возмещаются нерегулируемой системой водяного отопления, обеспечивающей в расчетный период температуру воздуха в помещениях в пределах 10...15°С, а повышение температуры до требуемой осуществляется самими абонентами включением дополнительных электрических нагревателей.
Варианты электрического отопления весьма разнообразны, а применение их зависит от конкретных условий и в каждом случае должно быть подтверждено технико-экономическими расчетами. Электрическое отопление может оказаться экономически выгодным для районов с дорогим привозным топливом при возможности получения электроэнергии от атомных или гидроэлектростанций.
В настоящее время наиболее распространенными электрическими отопительными приборами являются реостатные приборы. Их расчет основан на законах Джоуля, согласно которому часть электрической энергии, проходящей по проводнику, переходит в тепло. Нагрев проводника до требуемой температуры лимитируется силой тока, проходящего по проводнику.
Тепловой поток (Вт), отдаваемый проводником окружающему его воздуху, определяется формулой
Для производства реостатных отопительных приборов обычно используют проводники, изготовленные из нихрома, константана или никелина, удельное сопротивление которых при температуре + 20°С и температурный коэффициент следующие:
При расчете реостатных отопительных приборов материал и диаметр проводника выбираются заранее. Искомой является длина проводника, формула для определения которой получается после алгебраических операций со следующими электротехническими зависимостями:
По формуле (16.11) определяется длина проводника при прямолинейной натяжке. При спиральной навивке вследствие ухудшения условий теплоотдачи и проявления индуктивности температура проводника повышается примерно на 20 % Для того чтобы и при спиральной навивке температура проводника не превышала принятую при определении прямолинейного проводника, ее снижают на 20 % и проверяют по следующей формуле Имхофа:
Регулирование теплоотдачи электронагревателей производится выключением одной или нескольких параллельно включенных спиралей при питании однофазным током, а при трехфазном токе — переключением спиралей со схемы «звезда» на схему «треугольник» или наоборот.
Нашей промышленностью выпускаются электрические отопительные приборы нескольких типов и различных мощностей.
Электрический радиатор «Иссык-Куль» (рис. 16.11) имеет стальной корпус, заполненный минеральным (трансформаторным) маслом. Внутрь корпуса вставлен трубчатый нагреватель, состоящий из нихромовой спирали и специальной засыпки. Радиатор снабжен терморегулятором и рассчитан на включение в сеть с напряжением 220 В. Тепловая мощность радиатора 1000 Вт. Несколько меньшую мощность (0,5 кВт) имеет бытовой электрический радиатор РБЭ-1.
Электрические печи типа ПТ-5-2 (0,5 кВт), ПТ-8-2 (0,76 кВт) и ПТ-10-2 (1 кВт) имеют трубчатые нагревательные элементы, собранные на фарфоровых колодках, и перфорированный металлический кожух с лапками для стационарной установки на стене или полу в горизонтальном или вертикальном положении. Печи предназначены для включения в сеть с напряжением 220 В.
Промышленностью выпускаются также электроконвектор «Комфорт» с двухступенчатым регулированием мощности 1250 и 625 Вт, электрокамины «Уют» (1250/840 Вт), «Уголек» (1250/625 Вт), бытовые маслопаполненные радиаторы «Термо-1», «Термо-2» и «Термо-3» мощностью 500, 800 и 1250 Вт и секционный маслонаполнениый радиатор РМС-1,0/220 мощностью 1000 Вт.
