Исследование посвящено анализу энергетической стратегии России на период до 2030 года, утверждённая распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г. №1715-р, определяет цели и задачи долгосрочного развития энергетического сектора страны на предстоящий период, приоритеты и ориентиры, а также механизмы государственной энергетической политики на отдельных этапах ее реализации, обеспечивающие достижение намеченных целей.
Целью работы является совершенствование системы автоматического управления горячим водоснабжением. Достижение высокого уровня комфорта в жилых, общественных и производственных помещениях, включая количественный и качественный рост, высокий соответствующий ведущим европейским странам уровень обеспеченности населения и отраслей экономики страны этим комплексом услуг при доступной их стоимости.
Рис. 1. Система местного горячего водоснабжения с использованием гелио- электрического нагрева воды
В настоящее время индуктивно-кондуктивные нагреватели успешно эксплуатируются в промышленных зданиях, индивидуальных домах, коттеджах, спортивных лагерях, домах отдыха, сельскохозяйственных предприятиях Новосибирской, Свердловской, Кемеровской, Иркутской, Омской, Томской областей, Алтайского и Красноярского краев, Подмосковья, Якутии. Двадцатилетний опыт эксплуатации свидетельствует о высокой эффективности и степени защиты от электропоражения устройств нагрева для электроотопления и горячего водоснабжения и технологических целей.
Следовательно, я выбрала индуктивно-кондуктивный нагреватель. Электронагревательные устройства, в полной мере отвечающие требованиям безопасности, надежности и долговечности, созданы под руководством Елшина А.И. на основе традиционных изделий трансформатор строения и представляют собой обычный трансформатор, вторичная обмотка которых выполняет роль нагревателя твердого, жидкого или газообразного теплоносителя. Индуктивно-кондуктивные нагреватели имеют 2 класс электробезопасности, развитую поверхность теплообмена, низкий уровень теплового потока 0.5 — 2 Вт/см2, напряжение прикосновения не более 2 В и срок службы 100 тыс.ч. и более [10].
Индуктивно-кондуктивные устройства для нагрева жидкости
Существенным отличительным свойством нагревателей является возможность создания интенсивного размагничивания теплоносителя в процессе нагрева, что отсутствует во всех известных электронагревателях, в том числе индукционных нагревателях с трубчатым теплообменником. В тепло системе при этом резко снижается интенсивность коррозионных явлений и отложения солей кальция на трубопроводах и теплоотдающих поверхностях. Новое качество индуктивного тепло генератора — возможность размагничивания воды — расширяет область применения в различных технологических процессах, в строительстве, при очистке питьевой воды, биотехнологии, медицине, производстве синтетических материалов и т.д.
Рис. 2. Индуктивно-кондуктивный нагреватель
1 ─ сердечник магнитопровода,
2 ─ первичная обмотка,
3 ─ цилиндрический теплообменник
На рисунке 2 представлен схематичный рисунок индуктивно-кондуктивный нагревателя на котором показана: сердечник магнитопровода ,первичная обмотка, цилиндрический теплообменник
Анализ влияния количества ступеней в сечении магнитопровода на характеристики электронагревателя
Я определила цену (С=437 руб.) и массу(G=8.233 кг.).1 квт нагревателя и эти графики представлены из них видно, что при определенном значении плотности тока в теплообменнике цена и масса будут минимальными.
Рисунок —
Таблица
Технические характеристики индуктивно-кондуктивных электронагревателей
|
П А Р А М Е Т Р Ы |
2.0/0.22 |
2.8/0.22 |
4.0/0.22 |
|
Номинальная мощность, кВт |
2.0 |
2.8 |
4.0 |
|
Теплопроизводительность, Мкал/ч |
1.67 |
2.34 |
3.34 |
|
Число фаз |
1 |
1 |
1 |
|
Коэффициент мощности |
0.98 |
0.98 |
0.98 |
|
Ток фазы, А |
9.2 |
12.9 |
18.5 |
|
Масса, кг |
17 |
22 |
37 |
|
Размеры |
|
|
|
|
Высота см Глубина см Ширина см |
38 19 22 |
44 19 25 |
48 19 29 |
|
Класс электробезопасности |
2 |
2 |
2 |
|
Напряжение прикосновения, В |
0.59 |
0.72 |
0.92 |
Схема управления электронагревателя
Рис.3.
После включения QF1получает питание силовая часть схемы, загорается лампа HL2. После включения QF2 получает питание электронный терморегулятор ТР1-01 и насос М1. При рабочей температуре, величина которой меньше температуры уставки реле терморегулятора, реле обеспечивает питание катушки силового пускателя ”КМ1”. Силовые контакты пускателя “КМ1” подключают электронагреватель к электросети и происходит нагрев жидкости-теплоносителя. При достижении заданной температуры установки электронного реле терморегулятора обесточивается пускатель “КМ1” и снимается напряжение сети с клемм электронагревателя. Теплоноситель охлаждается до определённой температуры и при достижении температуры срабатывания электронного реле терморегулятора процесс нагрева повторяется вновь.
С учетом сложившейся в данном регионе цены на уголь, можно определить стоимость, например, Ленского угля для производства 1 Мкал тепла в печи индивидуального дома
Расчеты показывают, что при электротеплоснабжении 1 Мегакалория тепла при стоимости электроэнергии 4,13 руб/кВт∙ч. составляют 2,5 рублей, что намного дешевле, чем при сжигании угля.
Таблица
|
Данные |
Ленский уголь |
Электроэнергия |
Котельная с устаревшим оборудованием |
|
Цена 1 Мкал |
1,9 рублей/кг |
4,13 рублей/кВт·ч |
1,9 рублей/кг |
|
Стоимости |
2,8 рублей |
2,5 рублей |
3,1 рублей |
|
Коэффициент затрат |
1 |
1 |
Практика эксплуатации электронагревателей ИКН показала их жизнеспособность, выявила новые функциональные возможности и подтвердила возможность обеспечения гарантированных электро-и пожаробезопасности систем электронагрева. Поэтому я выбрала индуктивно-кондуктивный электроводонагреватель. Высокие энергетические характеристики, надежность и удобство в эксплуатации индуктивно-кондуктивных нагревателей значительно расширяют сферу комфортных условий существования человека на основе использования электрической энергии для целей жизнеобеспечения.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
- Васютинский С.Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов, Л., «Энергия», 1970.
- Горелов, В.П. Дипломное проектирование на электротехнических специальностях вузов [Текст]: Учебное пособие / В.П. Горелов, О.И. Хомутов — Новосибирск: изд-во НГАВТ, 2004. – 35с.
- ГОСТ 12.1.019 – 79. Электробезопасность. Общие правила и номенклатура видов защиты. [Текст]: — М. : Изд-во стандартов, 2001 – 27с.
- Гребень, Б. Теплоснабжение: централизация или децентрализация/Б.Гребень, С. Мутылин // Электронный журнал ЭСКО. – 2004.- №1. Электрон.дан.- Режим доступа: http://esco-ecosys.narod.ru.
- Елшин, А.И. Безопасные электронагреватели. Электронагреватели трансформаторного типа [Текст]: / А.И. Елшин, В.М. Казанский: Сб.тр.- Новосибирск. Изд-во НГТУ, 1991. – С.3-13.
- Елшин, А.И. Экономические предпосылки к использованию электроотопления // Сб.науч.тр. “Электронагреватели трансформаторного типа”.-Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1997. — C. 5-8.
- Елшин А.И. Электроотопление в Сибири // Сб. науч. тр. “Экологически перспективные системы и технологии”- Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999. — Вып. 3.- С. 198-205.
- Елшин, А.И. Индуктивно-кондуктивные нагреватели для автономного теплоснабжения. [Текст]: / А.И. Елшин, С.С. Прудников: Материалы научно-технической конференции «Водный транспорт России вчера, сегодня, завтра». — Новосибирск: изд-во НГАВТ, 2009.С. 266-266.
- 9. Елшин, А.И. Метод расчета двумерного электромагнитного поля в проводящей среде [Текст] / А.И.Елшин. // Науч. вест. НГТУ.- Новосибирск: НГТУ, 1999. — № 2(7). — С. 61-77.
- Елшин А.И. Конструкции и расчет трансформаторных устройств низкотемпературного нагрева для жизнеобеспечения человека: Монография. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. — 140 с.
