Электронагревательные установки в сельскохозяйственном производстве

Роль электронагрева и экономическая целесообразность применения его в сельскохозяйственном производстве

В сельскозяйственном производстве распространены децентрализованные системы теплоснабжения с огневыми установками. Однако, из-за большой рассредоточенности потребителей и низкой плотности тепловых нагрузок, они имеют следующие недостатки:

а) – большие транспортные затраты на доставку топлива;

б) – низкий КПД – 0.6 … 0.8;

в) – большие затраты ручного труда.

В связи с этим, электронагрев в сельском хозяйстве находит все возрастающее применение. Важнейшие преимущества его следующие:

а) – высокое качество и избирательность нагрева;

б) – возможность полной автоматизации и точности поддержания теплового режима, что позволяет экономить энергию и соблюдать технологический процесс;

в) – малые эксплуатационные затраты на обслуживание установок и постоянная готовность к действию;

г) – меньшая потребность в производственных площадях, возможность установки в любом месте производственного помещения;

д) – отсутствие загрязнения окружающей среды;

е) – при электронагреве специального вида (диэлектрический, индукционный и др.) можно получать дополнительную продукцию.

Однако тепловые процессы весьма энергоемки. 1 ГДж  27 кВтч.

При экономическом обосновании сопоставляется ряд вариантов, которые реально могут быть осуществлены на предприятии. В этом случае принимаются во внимание - энергетические, технологические и экономические аспекты.

1). Энергетический - заключается в том, чтобы в основу выбора были положены наиболее доступные и дешевые для данной местности энергоисточники.

2). Технологический – предполагает удовлетворение технологических требований к нагреву или тепловой обработке, обеспечивающие наиболее высокое качество конечной продукции.

3). Экономический состоит в выборе такого варианта нагрева, который обеспечивает минимальную стоимость единицы теплоты или продукции.

Вариант с минимальными приведенными затратами будет считаться оптимальным.

Способы электронагрева и классификация электронагревательных установок

Электронагреватель это тепловыделяющий источник, преобразующий электрическую энергию в тепловую.

По принципу нагрева (способу ввода тепловой энергии в объект нагрева) подразделяются на:

1) – прямого;

2) – косвенного нагрева.

По способу превращения электрической энергии в тепловую:

1. – резистивный (сопротивлением) – электрическая энергия преобразуется в тепловую за счет взаимодействия электронов и ионов (носителей электричества) с кристаллической решеткой или атомами и молекулами нагреваемого тела;

2. – электродуговой – электрическая энергия преобразуется в тепловую в дуге, горящей в газовой среде или плазме;

3. – индукционный и диэлектрический состоит в том, что в твердых и жидких телах, помещенных в электромагнитное поле электрическая энергия преобразуется в тепловую за счет раскачки электронов на их орбитах;

4. – электронный обусловлен нагревом тел потоком электронов, ускоренных в электрическом поле в вакууме;

5. – лазерный (световой) состоит в нагреве тел под действием потока когерентных лучей оптического диапазона, индуцированного в оптическом квантовом генераторе (лазере).

В сельском хозяйстве наибольшее распространение получили первые три способа нагрева.

Э Л Е К Т Р О В О Д О Н А Г Р Е В А Т Е Л И

Конструктивно водонагреватели подразделяются:

1. Электродные.

2. Элементные.

3. Индукционные.

1. В электродных – прямой нагрев. Между электродами помещается нагреваемое вещество. Нагрев происходит за счет сопротивления нагреваемого вещества. Количество выделенной теплоты (Дж) определяется законом Джоуля-Ленца:

Q = I²Rt (121)

Как видно из уравнения, при постоянной величине тока и времени нагрева, количество выделенной теплоты пропорционально сопротивлению проводника «R» – отсюда и название способа.