Обогреватель типа ветерок: принцип работы электрической ветродуйки с обогревом

принцип работы электрической ветродуйки с обогревом

Ветродуйка электрическая (обогреватель) – это удобное приспособление для обогрева помещения с моментальным эффектом. Сразу же после включения механизм начинает распространять теплый воздух по комнате, сохраняя в ней комфортную температуру. Устройство состоит из корпуса, в котором сделаны специальные отверстия для рассеивания воздушного потока. Внутри расположен нагревательный элемент и вентилятор. Простота конструкции делает обогреватель-ветродуй максимально бюджетным и доступным.

Содержание

1. Принцип работы
2. Технические характеристики
3. Разновидности обогревателей
4. Плюсы и минусы
5. Область применения
6. Правила эксплуатации

Принцип работы

Вентилятор-обогреватель отличается оптимальными техническими и эксплуатационными характеристиками. Основной принцип работы заключается в нагреве воздуха и распределения его по окружающему пространству за счет работы вентилятора. В качестве нагревательного элемента используется ТЭН, металлическая спираль или керамические пластины. Некоторые модели вентиляторных обогревателей оборудованы несколькими однотипными нагревателями.

Электрообогреватель классифицируется:

• по мощности;
• типу нагревательного элемента.

Ветродуйка-обогреватель устанавливается произвольно на любой удобной для этого поверхности.

Технические характеристики

Обогреватели типа Ветерок просты по своей конструкции, их мощность варьируется от 1 до 2,5 кВт

Тепловентилятор максимально прост по своей конструкции, что подразумевает небольшое количество характеристик. Главные из них – мощность и производительность, которая зависит от количества потока воздуха, проходящего через прибор за определенную единицу времени.

Мощность механизма варьируется от 1 до 2.5 кВт, что дает возможность подключать устройство к обычной бытовой электросети. Специалисты рекомендуют выбирать оборудование с запасом мощности, но с учетом, что предельная нагрузка для большинства сетей электроснабжения равна 5 кВт. При одновременной работе мощного обогревателя и электрочайника включать другие приборы будет нецелесообразно.

Высокая производительность необходима для качественного перемешивания воздушных потоков и равномерного прогрева воздуха в конкретном помещении. Если тепловентилятор будет единственным источником тепла, нужно выбирать устройство с оптимальными показателями.

Если оборудование будет работать как вспомогательный обогреватель, переплачивать за дополнительные характеристики не стоит.

Разновидности обогревателей

Напольный обогреватель ветерок Electrolux Prime EFH/S-1125

Существует несколько типов тепловентиляторов:

• Напольные. Устанавливаются на пол, и могут легко переноситься из одного места в другое. Рекомендуется выбирать конструкции с ручкой и меняемым наклоном, который поможет направлять теплый воздушный поток в зону, нуждающуюся в прогреве. Такая модель универсальна, ее можно использовать в любом месте: в гараже, на даче, в сарае, на рабочем месте и т. д.
• Потолочные, настенные. Отличаются особой формой, большой мощностью, несколькими рабочими режимами, внешне напоминают сплит-системы. Обогреватель монтируется на определенное место и находится там все время. Устройство нельзя просто так переместить или взять с собой.

Приборы обеспечены механическим или электронным управлением. Второй вариант реализуется разными способами. В основном присутствует ЖК экран, на который выводится рабочая информация, дистанционный пульт, есть модели с сенсорным управлением, но они более дорогие и менее практичные.

Плюсы и минусы

К достоинствам обогревателя относятся мобильность и бюджетность

К основным достоинствам тепловентилятора Ветерок относят:

• мобильность, позволяющую легко переносить и транспортировать конструкцию;
• скорость обогрева, которая пропорциональна мощности устройства;
• безопасность;
• бюджетность;
• качественная защита от перегрева, больших нагрузок;
• наличие дополнительных функций: термостат, несколько скоростей;
• широкий модельный ряд.

Обогреватель-вентилятор гармонично смотрится в интерьере, не занимает много места и не является источником термических травм, так как герметичный корпус защищает от прямого контакта человека и нагревательных элементов.

Вентилятор с обогревом Ветерок имеет некоторые недостатки:

• шумность;
• возможность появления неприятного запаха из-за сгорания частичек пыли;
• пересушивание воздуха, поэтому важно следить за влажностью и принимать соответствующие меры.

Наличие минусов зависит от типа нагревателя и стоимости обогревателя. Самыми экологичными считаются конструкции с керамическими нагревателями.

Область применения

Тепловентилятор имеет много сфер применения: от квартир до рабочих вагончиков

Электрический обогреватель Ветерок используют в разных условиях в основном в холодную погоду, когда есть необходимость прогрева помещения. Устройство применяют:

• в частных домах, коттеджах;
• в квартирах;
• на даче;
• в гараже;
• подсобных помещениях;
• в офисе;
• рабочих вагончиках;
• в помещениях временного проживания;
• мастерских и т. д.

Тепловентилятором обогревают загоны с животными, курятники и другие закрытые места пребывания домашних животных.

Правила эксплуатации

Нельзя устанавливать тепловентилятор на ковер и укрывать тряпками

Чтобы увеличить срок службы прибора, рекомендуется за ним правильно ухаживать и соблюдать инструкцию производителя:

• регулярно протирать пыль;
• чистить воздуховодные решетки пылесосом;
• влажность воздуха при эксплуатации оборудования не должна превышать 93%;
• нельзя подключать ветродуйку в химической и взрывоопасной среде и в непосредственной близости с водой;
• не стоит устанавливать тепловентилятор на ковер и укрывать тряпками, элементами одежды, картонными коробками и другими вещами.

Важно постоянно следить за целостностью проводов, периодически делать техосмотр и при первых признаках неисправности прекратить использование обогревателя-вентилятора для дома до полного их устранения.

Выбор ветродуйки зависит от потребностей, предпочтений и материальных возможностей покупателя. Устройство этого типа максимально экономично и достаточно производительно, что позволяет его использовать для отопления небольших площадей как альтернативный вид отопления.

Какие обогреватели греют лучше? – Росконтроль

/  Все материалы

Зачем покупать обогреватель?

Какие виды обогревателей бывают?

Маслонаполненный радиатор

Один из самых распространенных в быту типов устройств. По принципу своей работы он напоминает обычную батарею центрального теплоснабжения. Масляный радиатор представляет собой герметичный металлический корпус, наполненный минеральным маслом. Оно, нагреваясь от электрической спирали, передает тепло металлу, который, в свою очередь обогревает помещение.  

Как выбрать мощность обогревателя?

Достоинства

• Способность в течение долгого времени поддерживать заданную температуру
• Не сжигают кислород
• Сравнительно низкое энергопотребление после выхода на режим работы

Недостатки

• Крупные габариты и только напольное размещение
• Медленный прогрев помещения

Тепловентилятор

Самый бюджетный тип устройств, который пользуется стабильной популярностью у потребителей. Конструкция этого обогревателя проста: в его корпусе установлен нагревательный элемент, за или перед которым располагается вентилятор. Работая вместе, они формируют поток горячего воздуха, который распространяется по комнате. 

Достоинства

• Компактность
• Быстрый нагрев воздуха
• Низкая цена (на фоне масляных и, тем более, конвекционных обогревателей сопоставимой мощности)

Недостатки

• Сжигает кислород или сильно сушит воздух
• Постоянный шум во время работы

Конвектор 

По принципу свой работы он похож на тепловентиляторы, имея одно существенное отличие: в конвекторах воздух попадает в нагревательный элемент естественным путем, избегая «разгона» вентилятором.

В этом типе устройств в качестве нагревательного элемента выступает металлическая труба или модуль с дополнительным радиатором. Воздух, проходя через это элемент, нагревается и, становясь легче, устремляется вверх, а на его место приходит «холодный фронт».  

Достоинства

• Высокая скорость прогрева помещения
• Равномерный нагрев помещения
• Бесшумность работы

Недостатки

• У бюджетных моделей присутствует эффект «сжигания кислорода»
• Для организации системы отопления требуются специалисты
• Высокая цена

Инфракрасные обогреватели

В качестве нагревателя используют лампу, генерирующую инфракрасные лучи. Эти устройства нагревают не воздух, а предметы вокруг, и те, в свою очередь, передают тепло всему остальному. Инфракрасные обогреватели имеют функцию зонального или точечного обогрева, принцип которого состоит в обогревании какого-либо объекта, а не всей комнаты. 

Достоинства

• Бесшумная работа
• Быстрый, направленный обогрев
• Возможность использования на открытом воздухе

Недостатки

• Высокая цена
• Некоторые модели излучают раздражающий свет
• Невозможность обогреть большое помещение
• Не всегда приятные физиологические ощущения от работы ИК-обогревателя
• Споры насчет безопасности для здоровья не прекратились.

Тепловые завесы

Несмотря на то, что этот тип обогревателей предназначен для создания оптимальной температуры возле дверей, ворот или окон, с их помощью можно легко обогреть небольшую комнату.  Обычно этот направленный вентилятор устанавливается сбоку или сверху от дверного проема, обдувая его теплым воздухом по всей площади. 

Достоинства

• Возможность работы летом, для защиты от теплого воздуха
• Мощность обогрева
• Существенное сокращение потерь тепла

Недостатки

• Высокая цена
• Высокое энергопотребление
• Сложность монтажа
• Как правило, очень значительный шум во время работы

Электрокамины 

Эта категория устройств покупается в первую очередь из эстетических соображений, отодвигая функцию обогрева на второй план. Электрокамины состоят из электротопки и декоративного корпуса — портала. Существуют два типа электрокаминов — встраиваемые и отдельностоящие. Первые — имитируют настоящий камин и монтируются в определенное место. Отдельно стоящие камины не требуют специального монтажа, и при желании его можно поставить в любое место.

Достоинства

• Безопасность
• Эстетическая привлекательность
• Не сжигают кислород

Недостатки

• Габариты
• Высокая цена
• Высокое потребление энергии

Правила противопожарной безопасности

Обратите внимание

Важно: 

Регулятор мощности: позволит подбирать оптимальный режим работы устройства.

Термостат: позволит прибору поддерживать генерацию тепла на одном, заданном уровне.

Система защиты от перегрева: срабатывает в случае выхода прибора на критические температуры.

16 декабря 2014

Реклама

Реклама

Название организации-заявителя

ФИО контактного лица

Должность

Телефон

E-mail

Наименование заявляемой продукции (товара)

Я ознакомился и принимаю Правила функционирования Системы независимого контроля качества «Росконтроль».

Наименование товара

Категория товара

Бренд

Штрихкод

Информация о производстве

Основные характеристики

Фото товара

×

Тариф

Вы выбрали уровень подписки Free.

Цена за подписку сейчас составляет 0,00₽.

---

Регистрация подписчика Уже есть учетная запись? Войдите здесь

Имя пользователя

Пароль

Имя

Фамилия

Email

Полное Имя ОСТАВЬТЕ ЭТО ПУСТЫМ

---

Обработка…

Обогрейте свой дом с помощью механической ветряной мельницы

Это веб-сайт, работающий на солнечной энергии, что означает, что он иногда отключается. Солнечная энергия

При правильных условиях механический ветряк с увеличенной тормозной системой является дешевой, эффективной и устойчивой системой отопления.

Изображение: Иллюстрация Роны Бинай для журнала Low-tech Magazine.

Производство возобновляемой энергии почти полностью направлено на производство электроэнергии. Однако мы используем больше энергии в виде тепла, которое солнечные батареи и ветряные турбины могут производить только косвенно и относительно неэффективно. Солнечный тепловой коллектор пропускает преобразование в электричество и поставляет возобновляемую тепловую энергию прямым и более эффективным способом.

Гораздо менее известно, что механический ветряк может делать то же самое в ветреную погоду – за счет увеличенной тормозной системы ветряк может генерировать много прямого тепла за счет трения. Механический ветряк также может быть соединен с механическим тепловым насосом, что может быть дешевле, чем использование газового котла или электрического теплового насоса, приводимого в действие ветряной турбиной.

Тепло по сравнению с электричеством

В глобальном масштабе потребность в тепловой энергии соответствует одной трети предложения первичной энергии, в то время как потребность в электроэнергии составляет лишь одну пятую часть. ¹ В умеренном или холодном климате доля тепловой энергии еще выше. Например, в Великобритании тепло составляет почти половину общего потребления энергии. ² Если рассматривать только домохозяйства, то тепловая энергия для отопления помещений и нагрева воды в умеренном и холодном климате может составлять 60-80% от общего бытового спроса на энергию. ³

Несмотря на это, возобновляемые источники энергии играют незначительную роль в производстве тепла. Основным исключением является традиционное использование биомассы для приготовления пищи и отопления, но в «развитом» мире даже биомасса часто используется для производства электроэнергии вместо тепла. Использование прямого солнечного тепла и геотермального тепла обеспечивает менее 1% и 0,2% мирового спроса на тепло соответственно ^{4 5} . В то время как на возобновляемые источники энергии приходится более 20% мирового спроса на электроэнергию (в основном гидроэнергетика), на них приходится только 10% глобального спроса на тепло (в основном биомасса). ^{5 6}

Прямое и косвенное производство тепла

Электричество, производимое возобновляемыми источниками энергии, может быть преобразовано – и преобразуется – в тепло косвенным путем. Например, ветряная турбина преобразует энергию вращения в электричество с помощью своего электрического генератора, а затем это электричество можно преобразовать в тепло с помощью электрического нагревателя, электрического котла или электрического теплового насоса. В результате получается тепло, вырабатываемое энергией ветра.

В частности, многие правительства и организации продвигают электрический тепловой насос как устойчивое решение для производства тепла из возобновляемых источников. Однако солнечную и ветровую энергию можно использовать и напрямую, без предварительного преобразования их в электричество, и, конечно же, то же самое относится и к биомассе. Прямое производство тепла дешевле, может быть более энергоэффективным и более устойчивым, чем косвенное производство тепла.

Изображение: прототипы ветряков, производящих тепло, построенные Эсрой Л. Соренсен в 1974. Фото Клауса Нюбро. Источник: ¹³

Прямая альтернатива солнечной фотоэлектрической энергии – солнечная тепловая энергия, технология, появившаяся в девятнадцатом веке вслед за более дешевыми технологиями производства стекла и зеркал. Солнечную тепловую энергию можно использовать для нагрева воды, отопления помещений или промышленных процессов, и это в 2-3 раза более энергоэффективно по сравнению с непрямым путем, включающим преобразование электроэнергии.

Почти никто не знает, что ветряк может производить тепло напрямую

Прямая альтернатива ветряной энергии, известная всем, — это старомодный ветряк, которому не менее 2000 лет. Он передавал энергию вращения от своего ветряного ротора непосредственно на ось машины, например, для распиловки дерева или измельчения зерна. Этот старомодный подход остается актуальным, в том числе в сочетании с новыми технологиями, потому что он был бы более энергоэффективным по сравнению с преобразованием энергии сначала в электричество, а затем обратно в энергию вращения.

Однако старомодный ветряк может производить не только механическую, но и тепловую энергию. Проблема в том, что об этом почти никто не знает. Даже Международное энергетическое агентство не упоминает прямое преобразование ветра в тепло, когда представляет все возможные варианты производства возобновляемого тепла. ¹

Ветряная мельница с водяным тормозом

Ветряная мельница оригинального типа преобразует энергию вращения непосредственно в тепло путем создания трения в воде с использованием так называемого «водяного тормоза» или «машины Джоуля». Теплогенератор, основанный на этом принципе, представляет собой ветряной смеситель или крыльчатку, установленную в изолированном баке, наполненном водой. Благодаря трению между молекулами воды механическая энергия преобразуется в тепловую. Нагретую воду можно закачивать в здание для обогрева или стирки, и та же концепция может быть применена к производственным процессам на заводе, требующим относительно низких температур.

^{7 8 9}

Изображение; система отопления на основе водяного тормозного ветряка. Источник: ⁸

Изначально машина Джоуля задумывалась как измерительный прибор. Джеймс Джоуль построил его в 1840-х годах для своего знаменитого измерения механического эквивалента тепла: одна калория равна количеству энергии, необходимой для повышения температуры 1 кубического сантиметра воды на 1 градус Цельсия. ¹⁰

Теплогенератор, основанный на этом принципе, представляет собой ветряной смеситель или крыльчатку, установленную в изолированном баке, наполненном водой.

Самое интересное в ветряных мельницах с водяным тормозом то, что гипотетически они могли быть построены сотни или даже тысячи лет назад. Для них требуются простые материалы: дерево и/или металл. Но хотя мы не можем исключить их использование в доиндустриальные времена, первое упоминание о ветряках, производящих тепло, относится к 1970-м годам, когда датчане начали их строить после первого нефтяного кризиса.

Изображение: теплогенератор теплового ветряка. Источник: ⁸

В то время Дания почти полностью зависела от импорта нефти для отопления, что оставило многие домохозяйства в холоде, когда были перебои с подачей нефти. Поскольку у датчан уже была сильная культура изготовления небольших ветряных турбин, вырабатывающих электроэнергию на фермах, они начали строить ветряные мельницы для обогрева своих домов. Некоторые избрали непрямой путь, преобразуя электроэнергию, вырабатываемую ветром, в тепло с помощью электронагревательных приборов. Другие, однако, разработали механические ветряные мельницы, которые напрямую производили тепло.

Дешевле строить

Прямой подход к производству тепла значительно дешевле и устойчивее, чем преобразование энергии ветра или солнца в тепло с помощью электрических нагревательных устройств. На это есть две причины.

Во-первых, и это самое главное, механические ветряные мельницы менее сложны, что делает их более доступными и менее ресурсоемкими в изготовлении, а также увеличивает срок их службы. В ветряной мельнице с водяным тормозом можно исключить электрический генератор, силовые преобразователи, трансформатор и редуктор, а из-за экономии веса ветряная мельница должна быть менее прочной. Машина Джоуля имеет меньший вес, меньшие размеры и более низкую стоимость, чем электрический генератор. ¹¹ Также немаловажно, что стоимость аккумулирования тепла на 60-70% ниже по сравнению с аккумуляторными батареями или использованием резервных тепловых электростанций. ²

Ветряная мельница с водяным тормозом, построенная в Институте сельскохозяйственной техники в 1974 году. Фото Рикарда Матцена. Источник: ¹³

Во-вторых, преобразование энергии ветра или солнца непосредственно в тепло (или механическую энергию) может быть более энергоэффективным, чем при преобразовании электричества. Это означает, что для подачи определенного количества тепла требуется меньше преобразователей солнечной и ветровой энергии и, следовательно, меньше места и ресурсов. Короче говоря, ветряная мельница, вырабатывающая тепло, устраняет основные недостатки энергии ветра: ее низкая удельная мощность и ее прерывистость.

Механические ветряные мельницы менее сложны, что делает их более доступными и менее ресурсоемкими в строительстве, а также увеличивает срок их службы

Кроме того, прямое производство тепла значительно повышает экономичность и устойчивость небольших типов ветряных мельниц. Испытания показали, что небольшие ветряные турбины, производящие электроэнергию, очень неэффективны и не всегда производят столько энергии, сколько необходимо для их производства. ¹² Однако использование аналогичных моделей для производства тепла снижает потребление энергии и затраты, увеличивает срок службы и повышает эффективность.

Сколько тепла может производить ветряная мельница?

Датская ветряная мельница с водяным тормозом 1970-х годов была относительно небольшой машиной с диаметром ротора около 6 метров и высотой около 12 метров. Более крупные ветряные электростанции, производящие тепло, были построены в 1980-х годах. Чаще всего используются простые деревянные лопасти. Всего задокументировано не менее дюжины различных моделей, как самодельных, так и коммерческих. ⁷ Многие из них были построены из использованных автомобильных запчастей и других выброшенных материалов. ¹³

Изображение: ветряк Calorius, производящий до 4 кВт тепла. Изображение предоставлено Nordic Folkecenter в Дании.

Один из первых датских тепловых ветряков меньшего размера прошел официальные испытания. Calorius type 37 с ротором диаметром 5 метров и высотой 9 метров производил 3,5 киловатта тепла при скорости ветра 11 м/с (сильный ветер, 6 баллов по шкале Бофорта). Это сравнимо с тепловой мощностью самых маленьких электрических котлов для отопления помещений. с 19С 93 по 2000 год датская фирма Westrup построила в общей сложности 34 водяных тормозных ветряка на основе этой конструкции, а к 2012 году в эксплуатации оставалось еще 17. ⁷

Более крупный водяной ветряк (диаметр ротора 7,5 м, башня 17 м) был построен в 1982 году братьями Сванеборг и отапливал дом одного из них (другой брат выбрал ветряк и электрическое отопление). система). Ветряк, имевший три лопасти из стеклопластика, по неофициальным замерам производил до 8 киловатт тепла — сравнимо с тепловой мощностью электрического котла для скромного дома. ⁷

Далее в 1980-х годах Кнуд Бертоу построил самую сложную на сегодняшний день ветряную электростанцию: LO-FA. В других моделях выделение тепла происходило в нижней части башни — от вершины ветряка к низу шла шахта, где устанавливался водяной тормоз. Однако в ветряной мельнице LO-FA все механические части для преобразования энергии были перемещены на вершину башни. Нижние 10 метров 20-метровой башни были заполнены 15 тоннами воды в изолированном резервуаре. Следовательно, горячую воду можно было буквально выкачивать из ветряной мельницы. ⁷

Башня ветряной мельницы LO-FA была заполнена 15 тоннами воды в изолированном баке: горячую воду можно было буквально выкачивать из ветряной мельницы.

LO-FA также был самым большим из теплогенерирующих ветряков с диаметром ротора 12 метров. Его тепловая мощность оценивалась в 90 киловатт при скорости ветра 14 м/с (по шкале Бофорта 7). Этот результат кажется чрезмерным по сравнению с другими ветряками, производящими тепло, но выход энергии ветряной мельницы увеличивается более чем пропорционально диаметру ротора и скорости ветра. Кроме того, фрикционной жидкостью в водяном тормозе была не вода, а гидравлическое масло, которое можно нагревать до гораздо более высоких температур. Затем масло передало свое тепло резервуару для воды в градирне. ⁷

Возобновление интереса

Интерес к ветряным мельницам, вырабатывающим тепло, вновь проявился несколько лет назад, хотя на данный момент он касается лишь нескольких научных исследований. В статье 2011 года немецкие и британские ученые пишут, что «небольшие и отдаленные домохозяйства в северных регионах нуждаются в тепловой энергии, а не в электроэнергии, и поэтому в таких местах следует строить ветряные турбины для выработки тепловой энергии». ⁸

Исследователи объясняют и иллюстрируют работу ветряной мельницы с водяным тормозом и рассчитывают оптимальную производительность технологии. Было обнаружено, что характеристики крутящего момента ветрового ротора и крыльчатки должны быть тщательно согласованы для достижения максимальной эффективности. Например, для очень маленького ветряка Савониуса, который ученые использовали в качестве модели (диаметр ротора 0,5 м, башня 2 м), было рассчитано, что диаметр крыльчатки должен составлять 0,388 м.

Затем исследователи провели моделирование в течение пятидесяти часов, чтобы рассчитать тепловую мощность ветряной мельницы. Хотя Савониус — тихоходный ветряк, плохо приспособленный для выработки электроэнергии, он оказался отличным производителем тепла: небольшой ветряк производил до 1 кВт тепловой мощности (при скорости ветра 15 м/с). ⁸ Исследование, проведенное в 2013 году с использованием прототипа, дало аналогичные результаты и рассчитало, что эффективность системы составляет 91%. ⁹ Это сравнимо с эффективностью ветряной турбины, нагревающей воду с помощью электричества.

Исследование, проведенное в 2013 году с использованием прототипа, показало, что эффективность системы составляет 91%

Очевидно, не всегда штормовая погода, а значит, не менее важна средняя скорость ветра. В исследовании 2015 года исследуются возможности использования ветряных электростанций для выработки тепла в Литве, прибалтийской стране с холодным климатом, зависящей от импорта дорогого топлива. ¹⁴ Исследователи подсчитали, что при средней скорости ветра в стране (4 м/с по шкале Бофорта 3) для выработки одного киловатта тепла требуется ветряк с диаметром ротора 8,2 метра.

Теплогенерирующий ветряк с водяным тормозом, размещенный внутри нижней части башни. Мельница была построена Йоргеном Андерсеном в 1975 году и стояла в Серритслеве. Фото Клауса Нибро. Источник: ¹³

Они сравнивают это с потребностью в тепловой энергии энергоэффективного нового здания площадью 120 м2, отапливаемого по современным стандартам комфорта, и делают вывод, что тепловая ветряная установка может покрыть от 40 до 75% годовой потребности в отоплении ( в зависимости от класса энергоэффективности сооружения). ¹⁴

Аккумулятор тепла

Средняя скорость ветра также не гарантируется, а это означает, что ветряк, производящий тепло, требует аккумулирования тепла, иначе он будет обогревать только при дуновении ветра. Один кубический метр нагретой воды (1 тонна, 1000 литров) может содержать до 90 кВтч тепла, что составляет примерно один-два дня подачи для семьи из четырех человек.

Та же ветряная мельница, что и на фото выше, вид снизу. Источник: ⁷

Таким образом, чтобы обеспечить достаточное хранилище для моста в течение недели без ветра, требуется до 7 тонн воды, что соответствует объему 7 кубических метров плюс изоляция. Однако следует также учитывать потери энергии (саморазряд), и это объясняет, почему датские ветряки, производящие тепло, обычно имели накопительный бак, вмещающий от десяти до двадцати тысяч литров воды. ¹³

Ветряная мельница, производящая тепло, также может быть объединена с солнечным котлом, так что солнце и ветер могут напрямую давать тепловую энергию, используя меньший резервуар для воды.

Тепловой ветряк также можно комбинировать с солнечным котлом, чтобы и солнце, и ветер могли давать прямую тепловую энергию, используя один и тот же резервуар для хранения тепла. В этом случае появляется возможность построить довольно надежную систему отопления с меньшим баком-аккумулятором тепла, ведь сочетание двух – часто дополняющих друг друга – источников энергии увеличивает шансы прямого теплоснабжения. Особенно в менее солнечном климате ветряные мельницы, производящие тепло, являются отличным дополнением к солнечной тепловой системе, потому что последняя производит относительно меньше тепла зимой, когда потребность в тепле максимальна.

Замедлители и механические тепловые насосы

Самые последние и обширные исследования на сегодняшний день относятся к 2016 и 2018 годам и сравнивают различные типы ветряков, производящих тепло, с различными типами косвенного производства тепла. ^{1 15} В этом втором типе ветряной электростанции тепло вырабатывается механическими тепловыми насосами или гидродинамическими замедлителями, а не водяным тормозом.

Механический тепловой насос — это просто тепловой насос без электродвигателя. Вместо этого ветряной ротор напрямую соединен с компрессором (компрессорами) теплового насоса. Это включает в себя одно преобразование энергии меньше, что делает комбинацию как минимум на 10% более энергоэффективной, чем электрический тепловой насос, приводимый в действие ветряной турбиной.

Гидродинамический замедлитель хорошо известен как тормозная система большегрузных автомобилей. Подобно джоулевой машине, он преобразует энергию вращения в тепло без участия электричества. Ретардеры и механические тепловые насосы имеют те же преимущества, что и машины Джоуля, в том смысле, что они намного меньше, легче и дешевле, чем электрические генераторы. Однако в этом случае для достижения оптимальной эффективности требуется редуктор.

Сравнение различных типов прямого и непрямого нагрева. Источник: ¹⁵

В исследовании сравниваются тепловые ветряки на основе замедлителей и механических тепловых насосов с косвенным производством тепла с использованием электрических котлов и электрических тепловых насосов. В нем сравниваются эти четыре технологии для трех размеров систем: небольшой ветряк, предназначенный для обогрева автономного дома, большой ветряк, предназначенный для обеспечения теплом деревни, и ветряная электростанция, производящая тепло для 20 000 жителей. Четыре концепции отопления ранжированы на основе их ежегодных капитальных и эксплуатационных расходов, исходя из срока службы 20 лет. ^{1 15}

Непосредственное подключение механического ветряка к механическому тепловому насосу дешевле, чем использование газового котла или сочетание ветряной турбины и электрического теплового насоса.

Для автономной системы прямое подключение механического ветряка к механическому тепловому насосу является самым дешевым вариантом, тогда как сочетание ветряной турбины и электрического котла обходится в два-три раза дороже. Все остальные технологии находятся между ними. Принимая во внимание как инвестиционные, так и эксплуатационные затраты, небольшие ветряные генераторы тепла с механическими тепловыми насосами одинаково дороги или дешевле, чем обычные газовые котлы, если исходить из типичной производительности небольшого ветряка (который производит – в течение одного года – 12% до 22% от максимальной выходной энергии).

Изображение: Ветряк с водяным тормозом, разработанный О. Хельгасоном (слева), водяной тормоз с системой переменной нагрузки (справа). Изображения из «Испытания при очень высокой скорости ветра ветряной мельницы, управляемой водяным тормозом», О. Хелгасон и А.С. Сигурдсон, Научный институт Исландского университета. Источник: ⁷

С другой стороны, комбинация небольшой ветряной турбины и электрического теплового насоса требует, чтобы ветряная мельница с «коэффициентом мощности» не менее 30% стала конкурентоспособной по стоимости с газовым отоплением – но такая высокая исполнение очень необычное. Более крупные системы имеют те же рейтинги — комбинация механических ветряков и механических тепловых насосов является самым дешевым вариантом, — но они имеют до трех раз более низкие капитальные затраты из-за эффекта масштаба. Более крупные ветряные мельницы имеют более высокие коэффициенты мощности (16-40%), что приводит к еще большей экономии средств.

Из-за больших потерь энергии на транспортировку тепла ветряк лучше всего подходит в качестве децентрализованного источника энергии, обеспечивающего теплом автономное домашнее хозяйство или, в оптимальном случае, небольшой город.

Однако более крупные системы также обнаруживают проблему при масштабировании технологии: хранение тепла может быть дешевле и эффективнее, чем хранение электроэнергии, но для транспорта верно обратное: потери энергии при транспортировке тепла намного больше, чем потери энергии при транспортировке. передача электроэнергии. Ученые подсчитали, что максимальное расстояние, достижимое с точки зрения затрат при оптимальных ветровых условиях, составляет 50 км. ¹⁵

Следовательно, тепловая ветряная электростанция лучше всего подходит в качестве децентрализованного источника энергии, обеспечивая теплом автономное домашнее хозяйство или, в оптимальном случае, относительно небольшой город или промышленную зону. Для еще более крупных систем энергию необходимо транспортировать в виде электричества, и в этом случае прямое производство тепла со всеми его преимуществами становится непривлекательным.

Ослепленный электричеством

Ветряные мельницы, производящие тепло, также исследуются для производства возобновляемой электроэнергии, главным образом потому, что они предлагают лучшее решение для хранения энергии по сравнению с батареями или другими распространенными технологиями. ¹⁶ В этих системах вырабатываемое тепло преобразуется в электричество с помощью паровой турбины. Система хранения аналогична системе концентрированной солнечной электростанции (CSP), а солнечные концентраторы заменены ветряными мельницами, производящими тепло.

«Вихретоковый нагреватель». Источник: ⁹

Поскольку для эффективного производства электроэнергии с помощью паровой турбины необходимы высокие температуры, эти системы не могут использовать джоулевые машины или гидродинамические замедлители, а вместо этого полагаются на тип замедлителя, называемый «вихретоковым нагревателем». (или «индукционный нагреватель»). Они состоят из магнита, установленного на вращающемся валу, и могут достигать температуры до 600 градусов по Цельсию. Используя вихретоковые нагреватели, ветряные мельницы могут обеспечивать прямой нагрев при более высоких температурах, что еще больше расширяет их потенциальное применение в промышленности.

Однако использование аккумулированного тепла для производства электроэнергии значительно дороже и менее экологично по сравнению с использованием ветряных электростанций для прямого производства тепла. Преобразование накопленного тепла в электричество имеет эффективность не более 30%, а это означает, что две трети энергии ветра теряются из-за ненужных преобразований энергии, и то же самое верно, когда солнечная тепловая энергия используется для производства электроэнергии. ¹⁵

Таким образом, прямое производство тепла дает возможность сократить в три раза больше выбросов парниковых газов и ископаемого топлива, используя то же количество ветряных мельниц, которые также дешевле и экологичнее в строительстве. Будем надеяться, что прямому производству тепла будет отдан тот приоритет, которого оно заслуживает. Несмотря на потепление климата, спрос на тепловую энергию высок как никогда.

Крис Де Декер

• Читать журнал Low-tech в автономном режиме.
• Подпишитесь на нашу рассылку
• Поддержите журнал Low-tech через Paypal или Patreon.

Комментарии

Чтобы оставить комментарий, отправьте электронное письмо на адрес solar (at) lowtechmagazine (dot) com.

---

1. Нитто, дипломированный инженер Алехандро Николас, Карстен Агерт и Ивонн Шольц. «ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ (ВТЭС)». ↩↩↩↩

2. Интеграция хранилища тепловой энергии в энергетическую сеть, Шарьяр Ахмед, 2017 ↩↩

3. Светлое будущее заводов, работающих на солнечной энергии, Крис Де Декер, журнал Low-tech Magazine, 2011 ↩

   .

4. Solar Heat Worldwide, издание 2018 г., Международное энергетическое агентство (МЭА). ↩

5. Renewables 2018, Heat, Международное энергетическое агентство (МЭА). ↩↩

6. Всемирный банк: производство электроэнергии из возобновляемых источников. ↩

7. Расцвет современной энергии ветра: энергия ветра для всего мира. Pan Stanford Publishing, 2013. См. главу 13 («Ветряные мельницы с водяным тормозом», Йорген Крогсгаард) и главу 16 («Обреченные на забвение», Пребен Мегаард). Кажется, это единственные документы на английском языке о датских ветряных мельницах с водяным тормозом. ↩↩↩↩↩↩↩↩

8. Чакиров, Рустьам и Юрий Вагапов. «Прямое преобразование энергии ветра в тепло с помощью джоулевой машины». Четвертая международная конференция по экологии и компьютерным наукам (ICECS 2011), Сингапур, сентябрь 2011 г. ↩↩↩↩↩

9. МАЛАЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА С ВИХРЕТОЧНЫМ НАГРЕВАТЕЛЕМ НА ПОСТОЯННЫХ МАГНИТАХ, ИОН СОБОР, ВАСИЛЬ РАШЬЕ, АНДРЕЙ ШИЧУК и РОДИОН ЧЮПЕРЦЭ. BULETINUL INSTITUTULUI POLITEHNIC DIN IAŞI. Publicat de Universitatea Tehnică «Georghe Asachi» din Iaşi Tomul LIX (LXIII), Fasc. 4 2013 ↩↩↩ 

10. Эксперимент Джоуля: историко-критический подход, советник Маркоса Поу Галло. ↩

11. Окадзаки, Тору, Ясуюки Шираи и Такетсуне Накамура. «Концептуальное исследование ветроэнергетики с использованием прямого преобразования тепловой энергии и аккумулирования тепловой энергии». Возобновляемая энергия 83 (2015): 332-338. ↩

12. Реальные испытания малых ветряных турбин в Нидерландах и Великобритании, Крис Де Декер, The Oil Drum, 2010.  ↩

13. Selfbuilders, веб-сайт Winds of Change, Эрик Гроув-Нильсен. ↩↩↩↩↩

14. Чернецкене, Юргита и Тадас Жданкус. «Использование энергии ветра для обогрева энергоэффективных зданий: анализ возможностей». Журнал устойчивой архитектуры и гражданского строительства 10.1 (2015): 58-65. ↩↩

15. Цао, Карл-Кьен и др. «Расширение горизонтов преобразования энергии в тепло: оценка затрат на новые концепции обогрева помещений с помощью ветряных тепловых энергетических систем». Энергия 164 (2018): 925-936. ↩↩↩↩↩

16. Окадзаки, Тору, Ясуюки Шираи и Такетсуне Накамура. «Концептуальное исследование ветроэнергетики с использованием прямого преобразования тепловой энергии и аккумулирования тепловой энергии». Возобновляемая энергия 83 (2015): 332-338. ↩

Ср, 27 февраля 2019 г. Пн, 16 мая 2022 г.

Крис Де Декер

• ← новый артикул

  Журнал Low-tech: печатный веб-сайт

• старая статья →

  Поддерживая часть света: переосмысление энергетической безопасности

287. 91KB

Hurricane Wind Power DC Водонагревательный элемент 48 В, 600 Вт, погружной нагреватель

Сейчас: $31,19

(пока отзывов нет) Написать обзор

Артикул:

ДК48600

Состояние:

Новый

Вес:

1,00 фунта

Ширина:

7,50 (в)

Высота:

1,50 (в)

Глубина:

1,50 (в)

Доставка:

Бесплатная доставка

Бесплатная доставка:

Бесплатная доставка доступна только для заказов, отправленных в пределах 48 смежных штатов США. Плата за доставку будет рассчитана и выставлена ​​в счет для заказов, отправляемых за пределы этой области. Стоимость доставки должна быть оплачена до отправки заказа.

Поделиться этой статьей

• Обзор
• Видео продукта
• Отзывы

Product Description

Hurricane Wind Power

7 INCH DC WATER HEATER ELEMENT 

48 VOLT 600 WATT  

Fits standard water heaters with a 1″ NPT

 

First we start с массивным латунным основанием и медью

Затем он никелируется для увеличения срока службы.

 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

• Противообледенитель резервуара для воды для домашнего скота (низкое энергопотребление означает, что вы не будете разряжать аккумулятор так быстро)
• Для защиты собак, кошек и других домашних животных от замерзания воды
• Замена нагревательного элемента
• Предварительный подогрев воды
• Кемперы, дома на колесах
• Аварийное горячее водоснабжение
• Портативные коммерческие, промышленные машины и оборудование
• Работает от автомобильного аккумулятора для переносного горячего водоснабжения в любом месте
• Ветровые и солнечные установки
• БЕТОНОСМЕСИТЕЛИ
• и многие, многие другие области применения, где требуется тепло или отводящие нагрузки
• Водонагревательные элементы постоянного тока намного безопаснее, чем 110 вольт

   

  НАГРЕВ ВОДЫ ВЕТРОТУРБИНЫ

  Нагрев воды непосредственно с помощью генератора ветряной турбины (с аккумуляторной батареей или без нее). Генераторы ветряных турбин используются в основном для производства электроэнергии.

  Используемая мощность может храниться в аккумуляторной батарее или подключаться к сети с помощью подходящего сетевого инвертора.
  При очень сильном ветре и/или когда батареи полностью заряжены, ветряная турбина может генерировать больше тока, чем могут выдержать батареи.

  Поэтому для отвода дополнительной энергии на нагрев воды часто используется сбросная нагрузка, чтобы она не тратилась впустую и чтобы ветряная турбина не вращалась так быстро, что может быть повреждена.
  Отвод нагрузки водяного отопления

  На изображении выше показан типичный водонагревательный элемент на 48 В, который можно ввинтить (
  ) в отверстие сливного крана погружного нагревателя.
  При использовании в качестве диверсионной (сбросной) нагрузки такой элемент подключается к батареям через регулятор заряда.
  Когда регулятор  обнаруживает, что батареи полностью заряжены, он направляет вырабатываемую электроэнергию на элемент , который нагревает воду.

Видео о продуктах

Видео Скрыть видео Показать видео

• Элемент водонагревателя постоянного тока 12 24 и 48 В Ветровое и солнечное отопление Hurricane

  http://hurricanewindpower.com Элемент водонагревателя постоянного тока 12 24 и…

Пользовательское поле

Бесплатная доставка Бесплатная доставка доступна только для заказов, отправляемых в пределах 48 смежных штатов США. Плата за доставку будет рассчитана и выставлена ​​в счет для заказов, отправляемых за пределы этой области. Стоимость доставки должна быть оплачена до отправки заказа.