Klasyfikacja elektrycznych instalacji grzewczych
Pozyskiwanie ciepła z energii elektrycznej jest możliwe według dwóch zasadniczo różnych schematów:
1) w ramach bezpośredniego systemu konwersji, gdy Energia elektryczna (energia różnych form ruchu naładowanych cząstek w polu elektrycznym) zamienia się w cieplną (energia drgań termicznych atomów i cząsteczek substancji),
2) zgodnie ze schematem konwersji pośredniej, gdy energia elektryczna nie jest bezpośrednio przetwarzana na energię cieplną, ale służy do przenoszenia ciepła z jednego środowiska (źródła ciepła) do drugiego (odbiorcy ciepła), a temperatura źródła może być niższa niż temperatura użytkownika.
W zależności od klasy nagrzewanych materiałów (przewodniki, półprzewodniki, dielektryki) oraz sposobów wzbudzania w nich prądu lub pola elektrycznego wyróżnia się następujące metody nagrzewania elektrycznego: oporowe (rezystancyjne), łukowe, indukcyjne, dielektryczne, elektroniczne, światło (laser).
Każda z metod ogrzewania elektrycznego może być bezpośrednia lub pośrednia.
Bezpośrednia energia elektryczna ogrzewania jest przekształcana w energię cieplną w samym ogrzewanym ośrodku (ciele), w którym wzbudzany jest prąd elektryczny (niektóre formy ruchu naładowanych cząstek).
Przy ogrzewaniu pośrednim zamiana energii elektrycznej na energię cieplną odbywa się w specjalnych przetwornikach – grzejnikach elektrycznych, a następnie z nich za pomocą przewodnictwa cieplnego, konwekcji, promieniowania lub kombinacji tych metod jest przekazywana do ogrzanego otoczenia.
W rzeczywistości ogrzewanie elektryczne materiału — jest to bezpośrednie ogrzewanie zgodnie ze schematem bezpośredniej konwersji.
Schemat pośredniej konwersji energii elektrycznej na ciepło jest realizowany w elektrycznych pompach ciepła i transformatorach ciepła. Na razie nie jest rozpowszechniony, ale ma duże perspektywy rozwoju.
Do ogrzewania elektrycznego różnych mediów i materiałów stosuje się urządzenia elektrotermiczne, w tym różne grzejniki elektryczne i elektryczne instalacje grzewcze.
Nagrzewnica elektryczna (nagrzewnica elektryczna) jest źródłem ciepła, które zamienia energię elektryczną na ciepło. Zgodnie z metodami ogrzewania elektrycznego wyróżnia się grzejniki elektryczne z rezystancją, indukcją (cewki), dielektrykiem (kondensatory) i innymi.
Elektryczna instalacja grzewcza to zespół lub urządzenie zawierające grzałki elektryczne, komorę roboczą i inne elementy połączone w jeden zespół konstrukcyjny i przeznaczone do realizacji jednego procesu technologicznego.
Instalacje ogrzewania elektrycznego klasyfikuje się ze względu na sposób ogrzewania elektrycznego (oporowy, łukowy, indukcyjny, dielektryczny itp.), przeznaczenie (piece elektryczne, kotły, bojlery itp.), zasadę ogrzewania (bezpośrednie i pośrednie), zasada działania (praca przerywana i ciągła), częstotliwość prądu, sposób przekazywania ciepła z grzałek do ogrzewanego czynnika, temperatura pracy (niska, średnia, wysoka temperatura), napięcie zasilania (niskie napięcie, wysokie napięcie).
Przeczytaj więcej o głównych metodach i metodach przekształcania energii elektrycznej w energię cieplną tutaj: Metody ogrzewania elektrycznego
Główne parametry elektrycznych instalacji grzewczych to moc cieplna, napięcie zasilania, częstotliwość prądu, sprawność, współczynnik mocy (cosφ), podstawowe wymiary geometryczne.
Otrzymywanie gorącej wody i pary wodnej — jedno z najczęstszych zastosowań energii elektrycznej w produkcji i rolnictwie, zwłaszcza w hodowli zwierząt. Nie zanieczyszczając powietrza i pomieszczeń produktami spalania i odpadami, ogrzewanie elektryczne w największym stopniu spełnia wymagania zootechniczne i sanitarno-higieniczne. W wielu przypadkach jest to również najbardziej ekonomiczny sposób na uzyskanie ciepłej wody i pary, który nie wiąże się z kosztami transportu paliwa, budowy i eksploatacji kotłowni.
Przemysł produkuje różnorodne urządzenia do podgrzewania wody i wytwarzania pary, które są stale gotowe do pracy w warunkach eksploatacyjnych i wymagają minimalnych kosztów utrzymania.
Elektryczne podgrzewacze wody i bojlery elektryczne Klasyfikuje się je ze względu na sposób grzania, zasadę grzania (bezpośrednie, pośrednie), zasadę działania (okresowe, ciągłe), temperaturę pracy, ciśnienie, napięcie zasilania.
Kotły pracują zwykle przy ciśnieniu atmosferycznym i przeznaczone są do wytwarzania ciepłej wody o temperaturze do 95°C. Kotły wodne pracują przy nadciśnieniu (do 0,6 MPa) i pozwalają na produkcję wody o temperaturze powyżej 100°C. Elektryczne kotły parowe wytwarzają parę nasyconą o ciśnieniu do 0,6 MPa.
Kotły elementarne działają na zasadzie pośredniego elektrycznego podgrzewania wody za pomocą elementów grzejnych. Mają wystarczające bezpieczeństwo elektryczne w działaniu i są szeroko stosowane do podgrzewania wody bezpośrednio w punktach jej zużycia.
Elektrodowe podgrzewacze wody Działają na zasadzie grzania bezpośredniego: woda jest podgrzewana przez przepływający przez nią prąd elektryczny, zasilany elektrodami. Układy elektrod (grzałki elektrod) są prostsze, tańsze i trwalsze niż elementy grzejne.
Elektroda produkowała kotły elektryczne na gorącą wodę i parę. Ogrzewanie elektrodowe zapewnia kotłom prostotę konstrukcji i regulacji mocy, wysoką niezawodność i żywotność, wysoką efektywność energetyczną. Kotły produkowane są na niskie (0,4 kV) i wysokie (6 — 10 kV) napięcie i moc od 25 do 10 000 kW na jednostkę.