ELEKTRYCZNE y
RÓDA
A CIEPA
A
Projekt współfinansowany
z Europejskiego Funduszu Społecznego
i Budżetu Państwa
Elektryczne z
ródła ciepła
Zachodzi w nich przemiana energii elektrycznej na ciepło do celów użytkowych.
Sposoby przekazywania ciepła
przewodzenie konwekcja promieniowanie
poszczególne przenoszenie energii
ciepło jest
cząstki ciała, w przez kwanty
przesyłane z
którym przenosi się promieniowania
cieplejszych do
ciepło, zmieniają elektromagnetycznego
chłodniejszych
swoje położenie; o pewnym zakresie
części tego
ruch ten może być długości fali;
samego ciała
wywołany sztucznie nie wymaga ośrodka
albo naturalnie materialnego
w wyniku różnicy
gęstości
2
Przewaga ogrzewania elektrycznego nad innymi technikami
ogrzewania, np. wykorzystującymi spalanie węgla lub gazu,
polega na:
" prostej konstrukcji urządzeń grzejnych,
" łatwość rozbudowy systemu grzewczego,
" szybkim uzyskaniu energii cieplnej,
" czystości procesu uzyskania energii,
" uniezależnieniu od układów kominowych i wentylacyjnych,
" prostej obsłudze,
" łatwej regulacji ilości dostarczanego ciepła,
" nie wymaga składowania paliwa.
Główna wada: wyższy koszt użytkowania w porównaniu z
innymi technikami ogrzewania.
3
Podstawowy podział urządzeń grzejnych ze względu na metody
przetworzenia energii i metodÄ™ ogrzewania
1. Rezystancyjne
Wykorzystanie ciepła wydzielającego się przy przepływie prądu
elektrycznego przez specjalne elementy grzejne lub bezpośrednio
przez nagrzewany materiał.
Przenoszenie ciepła może następować poprzez przewodzenie,
konwekcję lub promieniowanie (występują najczęściej równocześnie).
Podstawowa część - element grzejny z drutu oporowego (np. stop
żelazo-chrom-aluminium, stop niklowo-chromowy)
o rezystywnoÅ›ci 0,4 ¸ð 1,4 ×ð 106 Wðm, temp. topnienia 1100¸ð1800oC.
Przykłady:
żelazko, kuchenka elektryczna, czajnik elektryczny, prodiż,
termowentylator, piec akumulacyjny, kaloryfer olejowy,
ogrzewanie podłogowe, suszarka do włosów, grzałki pralek, zmywarek itd. itp.
4
W urządzeniach gospodarstwa domowego stosuje się 2 typy grzejników:
" z elementami grzejnymi otwartymi
Cechy: szybkie nagrzewanie po włączeniu prądu (do ok. 900oC),
szybkie stygnięcie po wyłączeniu.
Niebezpieczeństwo pożarowe i porażenia prądem.
" z elementami grzejnymi krytymi
Wolniej siÄ™ nagrzewajÄ…, ale sÄ… bezpieczniejsze.
Materiały powszechnie używane do produkcji rurek i koralików
służących do izolowania skrętek grzejnych: tlenek magnezu,
szkło kwarcowe.
5
W grzałkach wody - skrętka grzejna we wnętrzu metalowej (miedzianej)
rurki, zabezpieczonej z zewnątrz powłokami przeciwkorozyjnymi.
6
Żeliwna płyta grzejna kuchenki. Ceramiczna płyta grzejna.
7
2. Promiennikowe
Oparte na zasadzie pochłaniania promieniowania podczerwonego przez
ogrzewany obiekt.
Promieniowanie emitowane jest przez specjalnie do tego celu
zbudowane z
ródła promieniowania (promienniki podczerwieni) o
konstrukcji podobnej do żarówki lub konstrukcji rurkowej.
Zaopatrzone są w odbłyślniki.
Zaleta - promienniki mogą być oddalone od ogrzewanego obiektu.
Najczęstsze wykorzystanie w przemyśle - suszenie powłok
lakierniczych, tkanin, skór, ogrzewanie pomieszczeń.
8
Przykład zastosowania: ogrzewanie sufitowe przy pomocy
folii grzewczych.
Prąd elektryczny przepływa przez zatopiony pomiędzy dwoma płatami folii
płaski element ze stopu rezystancyjnego. Układ rozgrzewa się i emituje
energiÄ™ cieplnÄ… w postaci promieniowania podczerwonego.
Folie wysyłają we wszystkich kierunkach promieniowanie podczerwone,
które nie ogrzewa bezpośrednio powietrza tylko elementy stałe otoczenia,
czyli ściany, meble, podłogę oraz osoby znajdujące się w pomieszczeniu.
Dzięki tej właściwości uzyskuje się efekt  ciepłej podłogi .
9
3. Indukcyjne
Nagrzewanie polegające na generacji ciepła przy przepływie prądów
wirowych wywołanych zjawiskiem indukcji elektromagnetycznej w
elementach sprzężonych magnetycznie.
Np. w kuchenkach indukcyjnych pole magnetyczne wytwarzane jest
pod blatem przez prÄ…d przemienny
20 kHz o dużym natężeniu. Ciepło wytwarzane jest bezpośrednio w
naczyniu wykonanym z materiału ferromagnetycznego.
Zalety: oszczędność energii (w porównaniu
ze standardowymi płytami ceramicznymi
do 25%), skrócony czas gotowania (do 30%).
10
11
4. Pojemnościowe
Nagrzewanie zwiÄ…zane z efektami polaryzacji i przewodnictwa w
ośrodkach dielektrycznych oraz półprzewodnikowych, do których za
pośrednictwem elektrod (okładek) doprowadzone jest pole elektryczne
o dużej częstotliwości.
Np. produkcja wyrobów z tworzyw termoutwardzalnych,
termoplastycznych, produkcja sklejek i płyt wiórowych, suszenie
drewna, wulkanizacja kauczuku, suszenie tytoniu, pasteryzacja mleka,
sterylizacja mąki, odmrażanie owoców.
12
5. Mikrofalowe
Nagrzewanie elektryczne zwiÄ…zane z efektem polaryzacji
w ośrodkach dielektrycznych i półprzewodnikowych,
do których energia elektromagnetyczna wielkiej częstotliwości
doprowadzana jest falowodem.
6. Ultradz
więkowe
Nagrzewanie polegajÄ…ce na wykorzystaniu zamienianych
w ciepło drgań mechanicznych powstających w wyniku absorpcji
energii ultradz
więkowej.
13