Энергоэффективность электронагревательных приборов, Сравнительная оценка существующих отопительных электроприборов Опции

[KGP1]

Известны приборы для нагрева воздуха помещенией с использованием электрической энергии,
Не могу найти обоснованную расчетом сравнительную оценку энергоэффективности различных решений преобразования э/э в тепловую при одинаковых условиях применения.

[KGP1]

Известны приборы для нагрева воздуха помещенией с использованием электрической энергии,
Не могу найти обоснованную расчетом сравнительную оценку энергоэффективности различных решений преобразования э/э в тепловую при одинаковых условиях применения.

[Dede]

Да по-моему там везде одна и та же эффективность. Потерь практически нет

[lovial]

А варианта всего два - преимущественно конвекцией или преимущественно излучением. Во втором варианте возможен небольшой "навар" за счет снижения температуры воздуха в помещении (и как следствие снижении теплопотерь). Но "навар" небольшой...

Сообщение отредактировал lovial - 29.5.2014, 16:24

[Татьяна Удальцов...]

Электроэнергия преобразуется в тепловую практически полностью и одинаково в любых устройствах прямого нагрева. Но конечная цель ведь не само преобразование энергии, а поддержание требуемой температуры воздуха в помещении. И даже не только температуры, а комфортных ощущений человека. Вот здесь эффективность системы отопления с использованием электроэнергии может быть разной.

Вот эта эффективность может быть рассчитана по обычным методикам для любых теплоносителей. Лучистый обогрев, например, позволяет снизить температуру воздух градуса на три ниже нормы, а человек этого не заметит и будет ощущать себя комфортно. А если неправильно сконструировано воздушное отопление, то человек может ощущать полный дискомфорт.

Вот, например ПЛЭН эеономичны не потому, что у них "высокий кпд", как уверяют менеджеры, а потому что используются в лучистых системах. Кроме того любые электронагревательные устройства очень легко автоматизируются и это позволяет экономить энергию.

[По самые по...]

... Но конечная цель ведь не само преобразование энергии, а поддержание требуемой температуры воздуха в помещении. И даже не только температуры, а комфортных ощущений человека. Вот здесь эффективность системы отопления с использованием электроэнергии может быть разной.
... ...

К комфортным условиям следует отнести и отсутствие шума и ветра от работающих вентиляторов, отсутствие присутствия "горелого" воздуха в обогреваемом помещении.. Система обогрева должна быть максимально распределенной (теплые полы).

[KGP1]

Электроэнергия преобразуется в тепловую практически полностью и одинаково в любых устройствах прямого нагрева. Но конечная цель ведь не само преобразование энергии, а поддержание требуемой температуры воздуха в помещении. И даже не только температуры, а комфортных ощущений человека. Вот здесь эффективность системы отопления с использованием электроэнергии может быть разной.

Вот эта эффективность может быть рассчитана по обычным методикам для любых теплоносителей. Лучистый обогрев, например, позволяет снизить температуру воздух градуса на три ниже нормы, а человек этого не заметит и будет ощущать себя комфортно. А если неправильно сконструировано воздушное отопление, то человек может ощущать полный дискомфорт.

Вот, например ПЛЭН эеономичны не потому, что у них "высокий кпд", как уверяют менеджеры, а потому что используются в лучистых системах. Кроме того любые электронагревательные устройства очень легко автоматизируются и это позволяет экономить энергию.

Полностью с Вами согласен. Однако, отдельные моменты требуют уточнения.
1. Эффективность системы отопления с использованием электроэнергии связана с поддержанием температуры в помещении в условиях изменения теплопотерь и наличия других более динамичных источников тепла(тепло тела, бытовые теплоисточники и вентиляция).
Существующие приборы отопления имеют существенное различие в динамике изменения теплового потока при автоматическом управлении. Так например вентилятор со спиралью преобразует э/э в т/э значительно динамичнее, чем маслянный э/нагреватель и хотя оба устройства снабжены автоматикой, за счет счет высокой инеционности процесса преобразования э/э в т/э последнее устройство будет менее эффективно.
Известен ряд изобретений в которых указывается на относительно высокую энергоемкость нагревательных устройств и приводятся коэффициенты энергоэффективности патентуемых устройств, которые превышают 1(тепловая ячейка Канарева). Не хотелось бы обсуждать используемую автором методику измерения потребляемой энергии, поскольку она весьма сомнительна, но если рассматривать сам способ преобразования э/э в тепловую, то он дествительно отличается от существущих решений. Сравним работу обычной батареи с ТЭНом и тепл. ячейки Канарева.
В первом устройстве ток прохордя по спирали нагревает ее, полученный тепловой поток от спирали проходит через наполнительТЭНа, где частично его теряет и путем теплопроводности нагревает воду в батарее. Нагретый объем воды и через поверхность конвективно и частично тепловым излучением теплота передается в помещение.
В случае тепловой ячейки. Высокотемпературная плазма, а ее температура значительно выше температуры спитали в ТЭНе нагревает непосредственно воду. Т.о. отсутствуют теплопотери на передачу теплового потока путем теплопроводности и позволяет более эффективно и относительно динамично управлять наревом воды в батарее. Естественно, что недостатком обоих устройств является инерционность нагрева воды в батарее.
Открыв эту тему, мне хотелось бы узнать о существующих методиках определения энергоэффективности электронагревательных устройств именно с учетом их реального применения в системах отопления, т.е. поддержания комфортной температуры с учетом динамики изменения нагрузки и инерционности теплоисточника.
Возможно, что авторы некоторых статей подменяют понятие энергоэффективности понятием КПД, так это скорее всего именно в смысле полезности преобразования э/энергии в тепловую для практического поддержания необходимой температуры в помещении с относительно меньшим ее потреблением.



Сообщение отредактировал KGP1 - 16.6.2014, 12:15

[tiptop]

Т.о. отсутствуют теплопотери на передачу теплового потока

Эта бессмыслица - из рекламы?

Сообщение отредактировал tiptop - 16.6.2014, 12:52

[KGP1]

Эта бессмыслица - из рекламы?

Нет - эта бессмылица мои выводы. Если не согласны - обоснуйте. А как Вы понимаете роль теплоизоляции в мероприятиях по снижению теплопотрь? По аналогии именно изоляционный материал, окружающий спираль ТЭНа, является теплоизолятором для спирали. В тепловой ячейке Канарева этой изоляции нет.

[KGP1]

Нет - эта бессмылица мои выводы. Если не согласны - обоснуйте. А как Вы понимаете роль теплоизоляции в мероприятиях по снижению теплопотрь? По аналогии именно изоляционный материал, окружающий спираль ТЭНа, является теплоизолятором для спирали. В тепловой ячейке Канарева этой изоляции нет.

И еще, может быть это поможет понять суть вопроса: http://www.electrosad.ru/Ohlajd/TC.htm

[lovial]

Так например вентилятор со спиралью преобразует э/э в т/э значительно динамичнее, чем маслянный э/нагреватель и хотя оба устройства снабжены автоматикой, за счет счет высокой инеционности процесса преобразования э/э в т/э последнее устройство будет менее эффективно.

"Динамичность" имеет место при включении/отключении прибора в сеть и при резком изменении теплопотерь. В "стационарном" режиме отличие в инерционности нагрева спиралью и ТЭНом вряд ли можно измерить...
Да и инерционность у тех же чугунных радиаторов хотя и дольшая, но больше чем на пол-часа ее не хватает...
Ну и как вывод: в нормальных условиях эксплуатации (т.е. относительно плавной регулировке температуры) с чувствительной для человека погрешностью градуса в 3 никакой особой разницы в применении приборов с разной инерционностью я не вижу... Она, может, и есть, но дюже маленькая, и городить огород из-за нее...

[KGP1]

"Динамичность" имеет место при включении/отключении прибора в сеть и при резком изменении теплопотерь. В "стационарном" режиме отличие в инерционности нагрева спиралью и ТЭНом вряд ли можно измерить...
Да и инерционность у тех же чугунных радиаторов хотя и дольшая, но больше чем на пол-часа ее не хватает...
Ну и как вывод: в нормальных условиях эксплуатации (т.е. относительно плавной регулировке температуры) с чувствительной для человека погрешностью градуса в 3 никакой особой разницы в применении приборов с разной инерционностью я не вижу... Она, может, и есть, но дюже маленькая, и городить огород из-за нее...

Однако, тема о другом. Вопрос о сравнении/оценке эффективности преобразования э/э в тепловую существующих приборов, использующих различные физические принципы и способы передачи теплового потока.

[Putivets]

Однако, тема о другом. Вопрос о сравнении/оценке эффективности преобразования э/э в тепловую существующих приборов, использующих различные физические принципы и способы передачи теплового потока.

Применительно к обычным системам отопления то, что Вы называете энергоэффективностью отопительного прибора, практического значения не имеет. За исключением очень правильных соображений по обеспечению комфортных условий, представленных в посте Удальцовой.

[Сергей В.]

Вобще-то говоря, ВСЯ электрическая энергия переходит в тепловую (закон Джоуля-Ленца)
Так что все электронагревательные приборы одинаково эффективны...

[tiptop]

Вобще-то говоря, ВСЯ электрическая энергия переходит в тепловую

Почему-то это не всем понятно...

Но можно сравнивать отопление электроутюгом, стоящим на столе, и рефлектором или тепловентилятором...

И, наверное, можно говорить о том, для какого отопления в эксплуатации требуется больше "кг у.т.".

...Или денег.

Сообщение отредактировал tiptop - 17.6.2014, 10:15

[KGP1]

Вобще-то говоря, ВСЯ электрическая энергия переходит в тепловую (закон Джоуля-Ленца)

Так никто и не доказывает обратное.
Но ответьте на простой вопрос. Одинаково ли нагреет комнату например масляный электронагреватель в обычном применении и обернутый и теплоизоляционный материал? В обоих случаях подводимая э/энергия одинакова, но тепловой поток от нагревателя на наргев комнаты разный. Указанный Вами Закон необходимо правильно применять. Во втором случае потребляемая энергия используется для дополнительно нагрева самого нагревающего устройства. Поэтому можно утверждать, что второе устройство менее энергоэффективно для нагрева помещения.

[phisik]

Наибольшую энергоэффективность (кол-во полученного тепла/кол-во затраченной электроэнергии) обеспечивают холодильники!!! (точнее говоря, тепловые насосы или кондиционеры).

[KGP1]

Наибольшую энергоэффективность (кол-во полученного тепла/кол-во затраченной электроэнергии) обеспечивают холодильники!!! (точнее говоря, тепловые насосы или кондиционеры).

Возможно, но это другая тема.

[KGP1]

Почему-то это не всем понятно...

Но можно сравнивать отопление электроутюгом, стоящим на столе, и рефлектором или тепловентилятором...

И, наверное, можно говорить о том, для какого отопления в эксплуатации требуется больше "кг у.т.".

...Или денег.

Ну что Вы опять не в тему. Не уходите в сторону и не уводите других.

[lovial]

Так никто и не доказывает обратное.
Но ответьте на простой вопрос. Одинаково ли нагреет комнату например масляный электронагреватель в обычном применении и обернутый и теплоизоляционный материал? В обоих случаях подводимая э/энергия одинакова, но тепловой поток от нагревателя на наргев комнаты разный. Указанный Вами Закон необходимо правильно применять. Во втором случае потребляемая энергия используется для дополнительно нагрева самого нагревающего устройства. Поэтому можно утверждать, что второе устройство менее энергоэффективно для нагрева помещения.

Ай-яй-яй... Вот жирным я выделил прямое нарушение законов сохранения...

[tiptop]

Ну что Вы опять не в тему. Не уходите в сторону и не уводите других.

Пардон. Больше не буду.

Всё равно, пока что дискутировать с Вами преждевременно. Нет понимания элементарного...

Ай-яй-яй... Вот жирным я выделил прямое нарушение законов сохранения...

[KGP1]

Ай-яй-яй... Вот жирным я выделил прямое нарушение законов сохранения...

Но при этом Вы не ответили на вопросс с учетом закона теплоповодности Фурье(см. ссылку пост 9). Где P — полная мощность тепловых потерь Вт (тепловой поток дж/сек).....

Пардон. Больше не буду.

Всё равно, пока что дискутировать с Вами преждевременно. Нет понимания элементарного...

Ну, так объясните элементарно, но только по теме.

Сообщение отредактировал KGP1 - 17.6.2014, 12:11

[tiptop]

только по теме.

Что Вы подразумеваете?

Давайте отталкиваться от того, что

какую теплоизоляцию не делай для электронагревателя, он передаст помещению все киловатт-часы, которые "намотает" электросчётчик.

...Можно их сразу перевести в килокалории.

[KGP1]

Что Вы подразумеваете?

Давайте отталкиваться от того, что

какую теплоизоляцию не делай для электронагревателя, он передаст помещению все киловатт-часы, которые "намотает" электросчётчик.

...Можно их сразу перевести в килокалории.

Возможно, если помещение не имеет теплопотерь, а коэфф теплопроводности конструкции от нагревательного элемента до стен помещения стремиться к бесколнечности, а само помещение имеет ограждающие конструкции с коэфф теплопроводности равным 0, а время теплопередачи бесконечно. Да действитель, если однократно из сети за 1с на нагреватель поступил 1Вт, то этот Дж энергии действительно будет преобразован в тепло комнаты при только при указанных условиях. Но в практике таких условий не бывает. А реально работает закон теплопроводности Фурье, или он здесь не работает? Или по Вашему теплоизоляция нагревателя или теплосопротивление не влияет на передаваемую мощность?

Сообщение отредактировал KGP1 - 17.6.2014, 12:46

[Putivets]

Возможно, если помещение не имеет теплопотерь, а коэфф теплопроводности конструкции от нагревательного элемента до стен помещения стремиться к бесколнечности, а само помещение имеет ограждающие конструкции с коэфф теплопроводности равным 0, а время теплопередачи бесконечно. Да действитель, если однократно из сети за 1с на нагреватель поступил 1Вт, то этот Дж энергии действительно будет преобразован в тепло комнаты при только при указанных условиях. Но в практике таких условий не бывает. А реально работает закон теплопроводности Фурье, или он здесь не работает? Или по Вашему теплоизоляция нагревателя или теплосопротивление не влияет на передаваемую мощность?

После прочтения начинает кружиться голова. Вспомним изречение: Кто ясно мыслит, тот ясно излагает!

[KGP1]

После прочтения начинает кружиться голова. Вспомним изречение: Кто ясно мыслит, тот ясно излагает!

Согласен. Идет вольное трактование законов или точнее формальная ссылка на них. По аналогии для лучшего понимания простой пример. Почему ссылаясь на элементарное знание законов термодинами, можно утверждать, что если все ОП в МЖД закрыть, например одеялом, то теплосчетчик на вводе в дом не изменит показания потребленного тепла? Хотя при этом еще и температура ОП явно повыситься.
В теме речь идет об эффективности преобразования энергии в т.чи и передачи энергии в единицу времени для целей отопления, а не о сравнении абсолюных значений электрической и тепловой энергии в замкнутом объеме.

Сообщение отредактировал KGP1 - 17.6.2014, 14:27

[KGP1]

какую теплоизоляцию не делай для электронагревателя, он передаст помещению все киловатт-часы, которые "намотает" электросчётчик.

Вы проверьте на практике, что при нагреве в равные интервалы времени (1час) изолированным и неизолированным нагревателем темпратура в обычном помещении будет одинаковой. А то что электрочсчетчик при этом намотает одно и тоже - не спорю.
При идеальной изоляции температура нагревателя сравняется или приблизится к температуре изолятора. Так в этом случае э/э преобразованная в тепловую не сможет быть передана за изолятор на нагрев помещения, но при этом электросчетчик покажет потребление. Как видите это противоречит Вашим выводам основанным на элементарном знании законов.

Сообщение отредактировал KGP1 - 19.6.2014, 10:21

[lovial]

При идеальной изоляции температура нагревателя сравняется или приблизится к температуре изолятора

Ну так это тогда уже и не теплоизолятор... Реально температура на поверхности теплоизолятора станет ниже температуры поверхности ОП, а вот площадь поверхности теплоотдачи при этом вырастет... С трубами вообще интересные вещи бывают, например, после теплоизоляции количество передаваемого тепла растет...

[Сергей В.]

Так никто и не доказывает обратное.
Но ответьте на простой вопрос. Одинаково ли нагреет комнату например масляный электронагреватель в обычном применении и обернутый и теплоизоляционный материал? В обоих случаях подводимая э/энергия одинакова, но тепловой поток от нагревателя на наргев комнаты разный. Указанный Вами Закон необходимо правильно применять. Во втором случае потребляемая энергия используется для дополнительно нагрева самого нагревающего устройства. Поэтому можно утверждать, что второе устройство менее энергоэффективно для нагрева помещения.

Если абстрагироваться от конструкции электронагревательных приборов предположив, что нагревательный элемент может нагреваться до какой угодно тем-ры, то во втором случае нагревательный элемент нагреется до более высокой температуры, следов. выше станет тем-ра на поверхности теплоизоляционного материала, и все равно вся элетрическая энергия перейдет в тепловую, только за более длительное время.
На практике нагревательный элемент не может быть "раскочегарен" выше определенной тем-ры иначе он или сгорит, или сработает защита.
Обратите внимание, на масляных радиаторах есть встроенный термостат, который срабатывает по температуре на поверхности радиатора. Если Вы начнете сушить пеленки непосредственно на масляном радиаторе, то из-за ухудшения теплоотдачи температура его поверхности станет выше и термостат отключит нагревательный элемент.
Т.е. в помещение тепла поступит меньше, но не потому что не вся элетрическая энергия перешла в тепловую, а потому что нагреватель выключился.

П.С. В электрических сетях подводится не энергия, а напряжение, т.е. потенциальная сила, способная совершать работу. Работа совершается, когда цепь замкнута и протекает элетрический ток. В Вашем примере - когда термостат разрешит замнуть цепь и пропустит ток через нагревательный элемент.

П.П.С. Сколько электросчетчик намотает, столько энергии Вы и получили на нагрев

[KGP1]

1.Реально температура на поверхности теплоизолятора станет ниже температуры поверхности ОП,

2.а вот площадь поверхности теплоотдачи при этом вырастет...

1. Именно так и теплопередача от поверхности в помещение, также будет снижена.
2. Да увеличение площади приведет к некоторому увеличению передаваемого тепла, но это увеличение не будет равно уменьшению, поскольку это будет определяеться свойствами материала.

[lovial]

1. Именно так и теплопередача от поверхности в помещение, также будет снижена.
2. Да увеличение площади приведет к некоторому увеличению передаваемого тепла, но это увеличение не будет равно уменьшению, поскольку это будет определяеться свойствами материала.

1. Удельная (на 1 м.кв. прибора) - да. А там еще помимо увеличения площади теплоотдачи, масштабные факторы вылазят - усиление конвекции, например...
2. Не всегда. Для труб иногда наоборот... То есть теплоотдача квадратного метра уменьшилась на 10%, а площадь выросла на 15...