Энергоэффективность и энергосбережение
Энергоэффективность - эффективное (рациональное) использование энергетических ресурсов. Использование меньшего количества энергии для обеспечения того же уровня энергетического обеспечения зданий или технологических процессов на производстве. Достижение экономически оправданной эффективности использования ТЭР при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдении требований к охране окружающей среды.
Энергосбережение (сбережение, сохранение энергии) от энергоэффективности отличается тем, что направлено в основном на уменьшение энергопотребления, полезность энергопотребления, эффективность расходования энергии. Для жителей многоквартирных домов - это сокращение коммунальных расходов, для нашей страны – это экономия энергетических ресурсов, снижение себестоимости продукции в промышленности и увеличение конкурентоспособности, для энергетических компаний – снижение затрат на топливо, для планеты в целом – ограничение выбросов парниковых газов в атмосферу.
Мероприятия по энергосбережению
Мероприятия по энергосбережению и эффективному использованию энергетических ресурсов подразделяются на два вида – организационные мероприятия и мероприятия технического характера.
Организационные мероприятия в основном не требуют материальных затрат и имеют короткие сроки исполнения.
Мероприятия технического характера (технические мероприятия) подразделяются по срокам исполнения на краткосрочные (сроком реализации – один год); среднесрочные (со сроком реализации от двух до пяти лет) и долгосрочные со сроком реализации свыше пяти лет. Мероприятия технического характера (технические мероприятия) подразделяются также на малозатратные (в стоимостном выражении) и мероприятия, требующие значительных материальных затрат.
Эффективность электрической системы отопления
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(тепловая ячейка Канарева).
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 происзодит следующее. 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.
Электронагревательные приборы
Электронагревательный прибор — устройство, в котором энергия электрического тока превращается в тепловую энергию.
Электрический нагрев по сравнению с другими видами нагрева имеет ряд существенных преимуществ. Он значительно улучшает санитарно-гигиенические условия жилых помещений.
В электронагревательных приборах электрическая энергия преобразуется в тепловую. В бытовых приборах используют различные виды электронагрева: за счет использования проводников высокого сопротивления, инфракрасный, индукционный и высокочастотный. Нагрев за счет проводников высокого сопротивления подчиняется закону Джоуля-Ленца. При этом могут использоваться электронагревательные элементы открытого, защищенного и закрытого типов. В открытых электронагревателях электронагревательный элемент изоляции не имеет; в защищенных — проводник имеет изоляцию (керамические бусы, слюда и т. п.); в нагревателях закрытого типа проводник, в котором выделяется тепло, полностью защищен от внешней среды и является несменным.
Приборы с инфракрасным нагревом работают на проводниках высокого сопротивления, максимум излучения которых приходится на область спектра с длиной волн от 0,76 до 3 мкм (инфракрасная зона). Используют данный вид нагрева в грилях, электрокаминах.
Индукционный нагрев основан на излучении джоулевого тепла и вихревых токов, возникающих в обмотках трансформатора броневого типа. Эти нагреватели имеют температуру до 500°С, они дорогие, но обеспечивают высокую безопасность. Данный вид нагрева применяется в приборах, осуществляющих нагрев воды (кипятильники; ранее применялся в стиральных машинах — электробезопасный способ нагрева).
Высокочастотный (микроволновой) нагрев используют в приборах для тепловой обработки пищевых продуктов. Принцип работы высокочастотных нагревателей сводится к следующему: магнетрон (высокочастотный генератор) излучает высокочастотные электромагнитные волны (2300-2700 МГц), которые через волнопровод попадают в рабочую камеру, где происходит облучение продукта. При этом происходит поляризация молекул вещества, в результате чего внутри массы продукта выделяется тепловая энергия.
Инфракрасным нагревом обладают все электронагреватели сопротивления. Под инфракрасными нагревателями понимают такие, у которых максимум излучения приходится на инфракрасную область спектра. Инфракрасные электронагреватели подразделяют на «светлые», излучающие помимо инфракрасных видимые лучи, и «темные», излучающие преимущественно инфракрасные лучи.