СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….2РАЗНОВИДНОСТИ……………………………………………………………..3
НАКОПИТЕЛЬНЫЕ ВОДОНАГРЕВАТЕЛИ…………………………………8
ТЕПЛЫЙ ПОЛ…………………………………………………………………..14
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………19
ВВЕДЕНИЕ.
Электронагревательные приборы являются одной из самых массовых технологий в сфере сервиса, т. к. используются повсеместно – и производстве, и в быту.
Электронагревательный прибор — устройство, в котором энергия электрического тока превращается в тепловую энергию.
Электрический нагрев по сравнению с другими видами нагрева (с использованием газа, жидкого или твердого топлива) имеет ряд существенных преимуществ. Он значительно улучшает санитарно-гигиенические условия жилых помещений. Газ значительно уступает электрическому нагреву в санитарно-гигиеническом отношении. При открытом горении газа выделяются как продукты полного его сгорания (углекислый газ, вода), так и продукты неполного сгорания, вредно действующие на здоровье людей (окись углерода, формальдегид, смолистые вещества и др.). При электронагреве таких вредных выделений нет. По сравнению с газовыми электроприборы взрывобезопасны.
Все электронагреватели можно разделить на производственные и коммунально-бытовые. Коммунально-бытовые потребители используют тепловую энергию для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий, приготовления пищи и других бытовых нужд. Электротермическое оборудование, электрические печи, электронагревательные элементы и приборы вместе с источниками питания коммутационной и регулирующей аппаратурой образуют электротермическую установку. Оборудование хорошо и легко автоматизируется и обеспечивает высокое качество технологических процессов, часто недостижимое при других видах нагрева. Оборудование отличается простотой устройства, технического обслуживания и ремонта, небольшими габаритами и малой металлоемкостью, предъявляет невысокие требования к строительным конструкциям. С точки зрения предельной мощности и рабочей температуры оно является универсальным.
КПД электротермического оборудования по сравнению с устройствами, использующими другие источники теплоты, более высокий (70…90%). Получение электроэнергии из топлива и обратно ее преобразование в теплоту происходит с общим КПД около 30%. Электрические водонагреватели и парогенераторы применяют в системах горячего водоснабжения, отопления и вентиляции, в технологических процессах животноводства, растениеводства, в ремонтном производстве.
По сравнению с топливными установками электрические водонагреватели и парогенераторы позволяют снизить единичную мощность, повысить коэффициент использования и уровень автоматизации теплогенераторов, более точно поддерживать температуру и получить большой технологический эффект, снизить затраты на обслуживание, уменьшить длину тепловых сетей. При этом коэффициент полезного исполнения первичных энергоресурсов для огневых и электрических теплогенерируюших установок примерно одинаков и равен 0,23…0,30.
Разновидности.
По своему назначению электронагревательные приборы делятся на:
- приборы для приготовления пищи (плиты, духовые шкафы, и т. д.);
- обогреватели воздуха (калориферы, электрокамины, масляные радиаторы, тепловые пушки, вентиляторы и т. д.);
-электроводонагреватели (накопительные и проточные электроводонагреватели, кипятильники);
- нагревательный электроинструмент (вулканизаторы, паяльники, выжигатели, строительные фены и т. д.);
- электронагреватели личной гигиены (грелки, электро-одеяла, плойки, фены, утюги, электобигуди и т. д.).
В настоящее время в качестве нагревательных элементов распространены материалы, обладающие высоким сопротивлением, т. к. это позволяет повысить напряжение, а следовательно, и производительность электронагревательных приборов. Наибольшее распространение получили такие материалы как нихром (сопротивление 1,0-1,1 мк/Ом, рабочая температура 1100 градусов), фехраль (сопротивление 1,2-1,3 мк/Ом, рабочая температура 950 градусов), константан (сопротивление 0,48-0,52 мк/Ом, рабочая температура 450-520 градусов)
В качестве материала для нагревательных элементов, в частности для систем мягкого тепла, в настоящее время применяют углеволокно, которое обладает следующими достоинствами: высокое электрическое сопротивление, эластичность, химическая и биологическая инертность, мягкость.
Использование данных материалов позволило создать 2 группы нагревательных элементов:
Открытые нагревательные элементы.
Закрытые нагревательные элементы.
По принципу действия и устройству электронагревательные приборы делятся на:
1. Обогреватели воздуха-
- конвекторы (нагревательные панели);
-тепловентиляторы (тепловые пушки);
- инфракрасные обогреватели;
- масляные радиаторы.
2. Электроводонагреватели-
- накопительные ЭВН;
- проточные ЭВН.
Нагревательные элементы открытого типа представляют собой спирали, открыто размещенные в канавках электроизоляционного материала соответственной формы или свободно подвешенные на кронштейнах из электроизоляционного материала. Передача тепла в них осуществляется путем конвекции и излучения. К достоинствам нагревательных элементов открытого типа относятся простота конструкции, быстрота нагрева, легкость ремонта и относительно низкая стоимость. К недостаткам — возможность замыкания витков спирали внешними предметами, механическое повреждение спирали, а также недостаточная электробезопасность.
Нагревательные элементы закрытого типа негерметичные (рис. 1.1, а, б) выполняют из спирали или ленты, помещенной в защитную оболочку из электроизоляционного материала, которая предохраняет ее от механических повреждений, но не препятствует доступу воздуха. В качестве защитной оболочки иногда служат чешуйчатые керамические бусы, которые надеваются на спираль, навитую из нихромовой или фехралевой проволоки. Элементы подобного типа ранее находили применение в чайниках и утюгах. Они просты по устройству, но обладают небольшой механической прочностью. При поломке же их может произойти замыкание спирали на корпус.
Нагревательные элементы закрытого типа в виде спирали из нихромовой или фехралевой проволоки помещают также в металлический кожух, состоящий из двух кольцевых чашек, запрессованных одна в другой. Внутренняя часть кожуха заполнена порошкообразной электроизоляционной массой. Такие элементы применялись в электрических плитках и утюгах. Они надежны в эксплуатации, но нагревают прибор сравнительно долго.
Трубчатые нагревательные элементы закрытого типа герметичные являются более совершенными. В них используются трубчатые нагреватели (ТЭНы), которые работают по принципу передачи тепла излучением, конвекцией и теплопроводностью (рис. 1.1, в).
Рис. 1.1. Нагревательные элементы закрытого типа: а — в защитной оболочке из керамических бус; б — пластинчатый; в — трубчатый; 1 — керамические бусы; 2 — проволока из нихрома или фехраля; 3 — пластина из миканита; 4 — контактные выводы элемента; 5 — контактные стержни; 6 — нагревательная спираль; 7 — оболочка; 8 — наполнитель; 9 — герметичная пробка; 10 — контактная гайка; L — развернутая длина нагревателя; La — активная длина нагревателя; Lк — длина контактного стержня
ТЭНы изготовляются на номинальные напряжения 6, 12, 24, 36, 42, 110, 127 и 220 В переменного и постоянного тока. Номинальные диаметры, мм: 5; 6,5; 7,4; 8; 8,5; 10. Развернутая длина, мм: 250, 280, 300, 320, 350, 380, 420, 450, 500, 560, 600, 630, 710, 800, 850, 900, 1000, 1200, 1400, 1700, 2000.
Трубчатые электронагреватели представляют собой металлическую трубку, внутри которой находится нагревательная спираль, запрессованная в специальном наполнителе — периклазе.
Наполнитель обеспечивает надежную электроизоляцию и имеет большую теплопроводность, поэтому используется также для уменьшения перепада температур между внешней трубкой и нагревательной спиралью.
Оболочку 7 в зависимости от условий эксплуатации изготовляют из нержавеющей жаростойкой стали, алюминиевых сплавов или углеродистой стали. Торцы ТЭНа герметизируют для предотвращения проникновения атмосферной влаги в наполнитель. Принципиальные преимущества ТЭНов перед другими видами нагревателей заключаются в следующем: поверхность нагревателя не находится под электрическим напряжением, т. е. электронагреватель электробезопасен (при заземлении внешней трубки и правильно выбранных предохранителях), его можно помещать в воду, жидкий металл и пр.; нагревательная спираль, запрессованная в наполнителе (при достаточной герметизации торцов нагревателя), имеет малый диаметр проволоки и значительный срок службы; нагреватели надежно работают при вибрациях и значительных ударных нагрузках (благодаря плотности набивки наполнителя); нагреватели могут иметь любую форму; конструкция нагревателя проста. Нагревательная спираль ТЭНа выполняется, как правило, из проволоки диаметром 0,2...1,6 мм (сплавы Х20Н80 и Х15Н60).
ТЭН можно согнуть в любую форму в холодном состоянии после отжига трубки при условии, что радиус изгиба будет не меньше 2,5 диаметра внешней трубки (при этом спираль внутри трубки расположена строго по ее оси). Пример условного обозначения ТЭНа развернутой длиной 800 мм, номинальной длиной контактного стержня в заделке 50 мм, диаметром 8 мм, мощностью 1 кВт, изготовленного из стали марки 12Х18Н10Т, предназначенного для нагрева слабых растворов пищевых кислот на номинальное напряжение 220 В: трубчатый электронагреватель ТЭН-80-5-8/1 ОП 220.
Все имеющиеся в природе тела с температурой выше абсолютного нуля обладают инфракрасным излучением. Инфракрасным является нагрев от электронагревателей, в которых используются проводники с высоким удельным сопротивлением.
В практике под инфракрасными нагревателями понимают такие, у которых максимум излучения приходится на инфракрасную область спектра с длинами волн от 0,76 до 3 мкм. Инфракрасные электронагреватели подразделяют на светлые, излучающие помимо инфракрасных видимые лучи, и темные, излучающие преимущественно инфракрасные лучи. К светлым излучателям относятся лампы накаливания типа ИКЗ (инфракрасная зеркальная) с внутренней зеркальной поверхностью для получения направленного лучевого потока. К темным излучателям инфракрасных волн — открытые спирали и ТЭНы с температурой на поверхности 7ОО...75О°С.