Электротеплоаккумулирующие приборы потребляют электроэнергию только в периоды снижения других элект­рических нагрузок. Такие приборы, выравнивающие су­точное потребление электроэнергии, повышают эффектив­ность работы энергосистем.

Общий суточный цикл работы электротеплоаккумули - рующего прибора включает в себя период «зарядки» (обыч­но ночной), в течение которого нагревательные элементы подключены к электрической сети, и период «разрядки», когда нагревательные элементы от сети отключены.

Наибольшее распространение получили теплоаккумули - рующие печи. Для аккумуляции теплоты в печах имеется сердечник из теплоемкого, теплопроводного, взрывобезо - пасного дешевого материала без запаха (табл. 14.1). Эффек­тивным материалом считается магнезит.

В бытовых электротеплоаккумулирующих печах тем­пература сердечника не превышает 600 °С. Для увеличения продолжительности разряда и ограничения температуры кожуха 100 °С применяют тепловую изоляцию сердечника.

Электротеплоаккумулирующие печи с твердым теплоак - кумулирующим материалом подразделяют на три типа (рис. 14.8):

1) нерегулируемые (рис. 14.8, а) — наиболее простые и дешевые; при их применении возникают наибольшие ко-

Таблица 14.1. Технические показатели некоторых аккумулирующих материалов Материал Рабочая температура, °С Удельная теплоем­кость, кДж/(кг-°С) Накопленная теплота, кДж/кг Объемная накопленная теплота, кДж/дм» Бетон 100—400 0,88 264 582 Шамот 100—400 0,92 461 921 Магнезит 70—600 1,13 603 1745 Чугун 50—500 0,54 243 1758

Лебания температуры помещения. Теплоту они отдают за счет излучения и конвекции примерно в равных долях;

2) аккумулирующие конвекторы (рис. 14.8, б); внут­ренний конвективный канал и регулирующий клапан по­зволяют поддерживать более ровную температуру поме­щения в течение суток;

3) динамические теплоаккумуляторы (рис. 14.8, в) — наиболее совершенные, со встроенным двухскорестным вентилятором и регулирующим клапаном. Основной спо­соб теплоотдачи — вынужденная конвекция. Высокотем­пературный воздух, прошедший через П-образный канал, смешивается с воздухом помещения, что обеспечивает до­пустимую (обычно 40—50 °С) температуру на выходе из решетки. Сигнал на включение и выключение вентилятора поступает от датчика температуры, устанавливаемого в помещении.

В настоящее время в Литве готовятся к серий­ному выпуску печи третьего типа мощностью 1 и 2 кВт, рассчитанные на 8 ч зарядки.

На рис. 14.9 показана схема управления системой элект­роаккумуляционного отопления одноквартирного дома с зарядкой приборов в ночное время, продолжительность которой регулируется в зависимости от температуры на­ружного воздуха и остаточной теплоты в приборах.

В южных районах страны электротеплоаккумуляцион - ное отопление может быть обеспечено применением не только печей, но и панелей с греющим электрическим ка­белем.

Так как при зарядке создается запас тепловой энергии, то установленная мощность аккумулирующего прибора

38 -765

В)

Ю

Рис. 14.8. Электрические теплоаккумуляционные печи различных типов

1 — нагревательные элементы; 2 — теплоаккумулнрующий слой; 3 — тешюиао. ляционный слой; 4 — воздушный канал; 5 — клапан; 6 — решетка; 7 — клапаны для байпасирования воздуха; в — вентилятор

□

4 □

Да,!

■sr

I?

Рис. 14.9. Схема электротеплоакку - муляционной системы отопления од­ноквартирного дома / — датчик температуры наружного воздуха; 2 — силовой кабель; 3 —

Электротеплоаккумуляционный при­бор; 4 — датчик-регулятор темпера­туры внутреннего воздуха; 5 — ка­бель управления; 6 — блок автома­тики; 7 — трехфазный ввод

QH э должна быть больше мощности Qn0M постоянно рабо­тающего прибора. Мощность Q„.a увеличивают во столько раз, во сколько продолжительность периода зарядки т меньше продолжительности полного цикла Т:

(14.7)

Т

<?«.. э ■— Qn

При повышении мощности электроаккумулирующих приборов соответственно увеличивают площадь попереч­ного сечения проводов ввода и внутридомовой электриче­ской сети.

Теплоотдача от встроенных нагревательных элементов в толще прибора имеет прерывистый характер (рис. 14.10, а).

AJ 0--0Н. Э

Теплоотдача нагревательных элементов Q„ 3 постоянна в течение периода зарядки т. Тепловой поток от нагрева­тельных элементов к наружной поверхности печи проходит через аккумулирующий и изоляционный слои, которые являются своеобразным гармоническим тепловым фильт­ром. При этом тепловой поток из прерывистого трансфор­мируется в неправильный периодический (рис. 14.10, б).

В качестве сравнительного показателя теплоинерцион - ных свойств электротеплоаккумулирующих приборов при­нято затухание va тепловой волны в приборе при суточном периоде эксплуатации. Чем больше значение v8, тем рав­номернее передается теплота в помещение.

S)

При известной мощности электроаккумулирующей печи Фи. э и продолжительности периода зарядки т тепловой

Яя

0,06------------------------------------------------------------------------------------------------------------

П Пх-------------------------------- --------------------- Tv t-----------------------

J/ 4

//------------------ ^Ч^

_____________________________________________________

' О 3 6 9 12 Ш 18 21 24 4

ЧАСЫ ПОСЛЕ НАЧАЛА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

Рис. 14.11. Расчетные значения показателя Я при периоде зарядки аккумули­рующей печи, равном 8 ч (кривые /, 2) и 8 + 2 ч (3, 4) для приборов с va= = 7,9 (7, 5) и 10 (2, 4)

/и ПОИ

V

2,2 У>

1,1

1.0

Рис. 14.12. График для подбора теплоаккумулирующих отопительных приборов /, 4 — ve=7,9; 2, 5 - vB =10; 3, 6 — 1э=12,8; /, 2, 3 — зарядка 8 ч; 4, 5, 6 зарядка 8 + 2 ч

5Fi ЦО Щ0 20,0 25,Q Q^JA^C

Где П1 — коэффициент прерывистости теплового потока (см. § 2 9) иа поверхности прибора для каждого часа суток в зависимости от Т/Т и va.

На рнс. 14.11 показано изменение коэффициента преры­вистости £2Э для теплоаккумулирующих приборов с раз­личным показателем v3 при продолжительности периода зарядки т=8 ч, а также для случая дополнительной днев­ной 2-часовой подзарядки после 6-часового перерыва (ли­нии 3 и 4). Видно, что дневная подзарядка выравнивает теплоотдачу прибора.

На рис. 14.12 приведен график для подбора электро - теплоаккумулирующего прибора при ограничении А/п = = ±2°С. При подборе исходят из теплоустойчивости по­мещения (см. §2.9) и заданного графика электропитания.

Зная показатели теплоусвоення помещения УПОм, ин­тенсивности конвективного теплообмена на поверхностях помещения Лпом [формула (19.9)], а также мощность при­бора Q„.з, по рисунку подбирают прибор, который в поме­щении обеспечит необходимую температуру, причем коле­бания ее не превысят допустимых. Каждый электротепло - аккумулирующий прибор характеризуется показателем затухания тепловой волны v3.

По рис. 14.12 можно выбрать один из двух режимов эксплуатации прибора: при зарядке 8 ч и при дополни­тельной дневной подзарядке продолжительностью 2 ч. Каждая кривая на рисунке соответствует условию 2 °С. В левом секторе от кривой находятся соче­тания Гпом/Апом и Q„.3/AnoM, для которых обеспечивается уСЛОВИе Д/п. макс

Поток <3э на поверхности прибора в каждый момент време­ни определяют по формуле

(14 8)

■<2 °С при применении заданной кривой типа прибора. Например, в помещении с QRs/AnoK — = 15,0°С и Упом/Лпом —1,8 электротеплоаккумулирующая печь с показателем затухания тепловой волны v3=7,9, ра­ботающая в режиме только 8-часовой зарядки, непримени­ма. Эта печь может быть использована при дополнитель­ной дневной подзарядке. Печи с показателем vas^lO мож­но применять как при дневной подзарядке, так и без нее.