5.Электрическое отопление и отопление газовыми инфракрасными излучателями

5.1.Общие сведения

Опыт эксплуатации отопительных печей, котлов и других теплогенерирующих установок, работающих на твердом и жидком топливе, показывает, что они не всегда обеспечивают оптимальные параметры микроклимата в помещении, расходуют большое количество тепла, являются пожароопасными и создают большие неудобства, связанные с хранением топлива, эксплуатацией, наличием вредных выбросов в атмосферу и др.

Электрическое отопление и отопление газовыми инфракрасными излучателями (ГИИ) имеют ряд преимуществ перед традиционными отопительными системами: удобство эксплуатации, постоянная готовность к работе, надежность, возможность регулирования теплопотребления, экологическая чистота.

Существует несколько схем и способов электроотопления зданий

ипомещений: различные модификации систем центрального отопления

иотопления местными отопительными приборами. В центральных системах теплоноситель (вода, воздух) из электрокотельной или другого теплогенератора поступает в квартиры дома или группы домов. Местные электроотопительные приборы потребляют электроэнергию в том же месте, где отдают теплоту.

Центральное электроотопление бывает прямое и аккумуляционное. При прямом отоплении электрическая энергия преобразуется в теп-

ловую в течение всего периода обогрева отапливаемых помещений. В электроаккумуляционных установках теплота накапливается аккумулирующей средой (вода, масло, керамика, растворы солей) для ее последующей отдачи отапливаемому помещению при разрядке аккумулятора. Установками прямого отопления энергия может забираться из сети энергоснабжения в любое время. Аккумулирующие системы могут забирать электрическую энергию лишь вовремя небольшой нагрузки электросети (ночью).

Для нагрева воды в центральных системах электроотопления используют водогрейные котлы. Источники нагрева воды по типу исполнения подразделяются на электронагревательные установки элементного и электродного типа.

Кроме отопления электрическая энергия используется также для нагрева воды или получения пара.

Для дополнительного обогрева жилых помещений или для отопления помещений производственного и сельскохозяйственного, а также для местного обогрева используются различные конструкции местных электрических приборов с разными способами теплопередачи.

102

Поддержание температуры в помещениях при устройстве систем ото-

пления и обогрева с газовыми инфракрасными излучателями происходит за счет прямого излучения теплоты, получаемой при сжигании газа и нагрева излучателей. При применении газовых инфракрасных излучателей обеспечивается малая инерционность системы, высокий КПД и гибкость управления.

5.2.Электрические водонагреватели и котлы

Для нагрева воды и получения пара, необходимых для технологических нужд и отопления помещений, используются различные типы конструкций электрокотлов, водонагревателей, электропарогенераторов, электрокалориферов, тепловых пушек, панельных обогревателей, ленточных и кабельных электронагревателей и др.

Широкое применение нашли аккумуляционные водонагреватели типа ВЭТ, УАП и других типов и марок, проточные электронагреватели типа ЭПВ и ВЭП, электродные нагреватели типа ЭПЗ, КЭВ, ПЭВН, электропарогенераторы ПЭ, электронагреватели гибкие ленточные и кабельные ЭНГЛ, ЭНК, тепловые пушки ПЛ, СФО и др.

Электродные водонагреватели и котлы относятся к устройствам прямого нагрева, т. е. нагрев осуществляется за счет выделения тепла непосредственно в нагреваемой жидкости при прохождении через нее электрического тока между электродами. Для нагрева воды используют электронагреватели низкого (220/380 В) напряжения.

Технические характеристики водонагревателей приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Технические характеристики водонагревателей

Конструкция аккумуляционного электроводонагревателя типа ВЭТ (рис. 5.1) представляет собой цилиндрическую емкость, установленную вертикально на опорах. Снаружи емкость защищена теплоизоляционным слоем из стекловаты и кожухом. В нижней части корпуса внутри водонагревателя установлены трубчатые электрические нагреватели (тэны) и терморегулятор. Нагретая вода вытесняется через выходной разборный патрубок давлением холодной воды, поступающей в бак при открытом кране из водопровода.

103

1

2

3

10

9

Рис. 5.1. Электрический водонагреватель емкостный типа ВЭТ:

1 – крышка; 2 – корпус; 3 – емкость; 4 – теплоизоляция; 5 – терморегулятор; 6 – тэны; 7 – шланг для подключения к водопроводу; 8 – вентиль;

9 – обратный клапан; 10 – выходной патрубок

Электронагреватели типа УАП по назначению и принципу действия аналогичны нагревателям типа ВЭТ.

Проточные электронагреватели типа ЭПВ используют для нагревания воды, идущей на технологические нужды, а типа ВЭП, кроме технологических нужд, – и на обогрев помещений. Характеристики проточных нагревателей приведены в табл. 5.2.

Электронагреватель типа ЭПВ -2А (рис. 5.2) представляет собой сосуд цилиндрической формы, внутри которого находятся трубчатые нагревательные элементы. Нагреватель проточного типа снабжен предохранительным клапаном, отрегулированным на заданное давление, температурным реле, отключающим нагреватель при температуре воды свыше 95 °С, а также щитом для электрического управления.

Разбор воды или ее нагрев происходит в течение суток по мере ее потребления путем открытия вентиля, установленного на входном патрубке, который сообщается с водопроводной сетью.

104

5 6

7

4

3 ø300

2

1

ø297

9 8

10

11

40

Рис. 5.3. Электродный нагреватель ЭПЗ-100:

1 – теплоизоляция; 2 – корпус; 3 – крышка; 4 – кожух; 5 – штурвал; 6 и 8 – электроконтактные термометры; 7 – патрубок горячей воды; 9 – соединительный патрубок; 10 – патрубок холодной воды; 11 – устройство для спуска воды

5

Вход

воды

10

7 6

Рис. 5.4. Схема электродного водогрейного котла КЭВ-04:

1 – штурвал; 2 – траверса; 3 – корпус; 4 – диафрагма; 5 – электродный пакет; 6 – дренажный патрубок; 7 – изоляторы; 8 – патрубок для выпуска воздуха; 9 – патрубок для выхода воды; 10 – патрубок для заполнения котла водой

106

Для обогрева отдельных помещений используют электродные водонагреватели типа ПЭВН (рис. 5.5) мощностью 2,5 кВт и напряжением 220 В. Их выполняют в виде однофазных нагревателей-приставок к отопительным радиаторам или трубам. Мощность, потребляемая приставкой, регулируется изменением положения экранирующей трубки. Нагрев воды в приставке происходит при протекании тока через объем воды между электродом и корпусом.

Электрическое питание нагревателя должно осуществляться по двужильному кабелю с резиновой или полихлорвиниловой изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке. Каждая приставка должна быть защищена автоматическим выключателем со вставкой, выбранной по номинальному току водонагревателя.

1

11 12

2

3

10

4

5

3

9

8 6

7

Рис. 5.5. Электродный нагреватель ПЭВН:

1 – рукоятка; 2 – заливная труба; 3 – соединительный патрубок; 4 – регулирующая фторопластовая трубка; 5 – электрод; 6 – место заземления;

7 – токоведущая шпилька; 8 – изолирующая трубка; 9 – сливной патрубок; 10 – корпус; 11 – стопорный винт; 12 – тяга регулятора мощности

Котлы электродные паровые предназначены для технологического пароснабжения, а также систем горячего водоснабжения и обогрева служебных и производственных помещений. На практике широкое распространение получили котлы электрические паровые регулируемые с номинальной мощностью 160 и 250 кВт и рабочим напряжением 0,4 кВ

(КЭПР-160/04 и КЭПР-250/04).

107

Производительность котлов составляет 210 и 320 кг/ч при температуре пара до 165 °С. Принцип работы парового котла основан на прямом нагреве воды и превращении ее в насыщенный пар при прохождении электрического тока через объем воды. Котел типа КЭПР-250/04 (рис. 5.6) состоит из корпуса, пакета фазных электродов, паросборника, поплавкового регулятора уровня котла и вспомогательного оборудования. Пакет фазных электродов состоит из четырех стальных электродных пластин. Ток к пластинам подводится с помощью токоведущих шпилек, изолированных от корпуса котла изоляторами. Поплавковый регулятор уровня обеспечивает поддержание воды в котле на заданном уровне. На крышке котла установлены патрубок импульсной трубки регулятора температуры и датчик уровня, отключающий котел при переполнении.

4

5

Рис. 5.6. Схема электродного парового котла типа КЭПР-250/04:

1 – корпус; 2 – паровое пространство; 3 – вытеснительное пространство; 4 – электроды; 5 – дренажный патрубок; 6 – поплавковый регулятор; 7 – регулятор температуры; 8 – предохранительный клапан; 9 – манометр

При работе котла в результате выпаривания воды возрастает ее солесодержание, а следовательно, и электропроводность. С постепенным повышением электропроводности воды в котле мощность, потребляемая котлом, при постоянном уровне воды возрастает.

108