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电热

2018-08-22 10:15:23     所属分类:HVAC

电热英语:Electric heating)或电加热,是指将电能转换为热能的方式。常见的应用包括有空间加热英语space heating、烹饪、热水器与工业生产上。辐射加热器英语Radiator (heating)是利用电产生辐射能后对人或物体加热。[1]

每种电热装置的内部都有简单的加热元件英语Heating element,它根据焦耳加热原理在工作:电流流经电阻器时会产生热。现代的电热装置使用镍铬合金英语Nichrome线作为主动元件,合适的加热元件材料是采用耐热、耐火、电绝缘性佳的陶瓷来支撑镍铬合金线。

热泵是利用电动马达驱动冷冻循环英语Refrigeration cycle(制冷循环)的高效能电加热器。热泵能从来源提取能量,例如地面或外部空气,并引导它进入一个内部空间加热。某些热泵系统还可以颠倒,将热空气被排到地面或外部,而使内部空间冷却。热泵可以提供三或四的性能系数英语coefficient of performance(COP),然而这与设备的效能,及室内室外的温差有关。

目录

  • 1 空间加热
    • 1.1 空间加热器
    • 1.2 对流加热器
    • 1.3 暖风机
    • 1.4 蓄热式
    • 1.5 家用电热地板
    • 1.6 照明系统
    • 1.7 热泵
  • 2 流体加热
    • 2.1 浸入式加热器
  • 3 环境和效率
  • 4 经济
  • 5 工业电热
  • 6 另见
  • 7 参考文献

空间加热

空间加热是指使建筑物的内部暖和,空间加热的方法有以下几种。

空间加热器

辐射加热器英语Radiator (heating)内含可达到高温的加热元件,通常和反射器被封装在附有外壳的玻璃灯管当中,以直接输出能量给远离加热器的物体。这种元件发出的红外线会穿透空气或空间,直到由被加热物体的表面所吸收并转化为热,且部分反射回来。这种加热器是直接对空间里的人或物加热,而不是使空间里的空气变暖。这种加热器在空气不流通的空间特别有用,也是地下室或车库在有需要加热时的理想选择。

辐射加热器最大的潜在危险,是因为其针对性的输出与缺乏过热保护,而引燃附近家具所导致的火灾。 在英国,辐射加热器有时也被称为electric fires,因为他们原本是用来代替明火。

对流加热器

对流加热器英语Convection heater是指利用电流通过加热元件,使周围空气产生热传导的加热器。当热空气较冷空气的密度为小时,热空气由于浮力的关系会上升,而使更多的冷空气流入加热器所在的位置,以产生对流逐渐加热周围空间,至冷却后再重复的循环。

有些加热器会填充燃油英语Oil heater,就可以形成一个有效的热库。对流加热器非常适合用于封闭空间的加热,与辐射加热器相比的起火风险较小,所以适合使用于长时间或无人看管时。

暖风机

暖风机英语Fan heater,也称为强制对流加热器。暖风机的种类有很多,都包含有加快了空气流通的电风扇。热阻能使加热元件与其周围的被动对流减少,从而使热量能够更迅速地转移。

暖风机风扇运作时的噪音相当大,它的着火风险是中度。这种加热器使用在封闭空间的快速加热上是不错的选择,例如实验室。

蓄热式

蓄热式加热器英语Storage heater是利用电价较低的时段(如英国的Economy 7英语Economy 7),在夜晚或者用电低需求时间通电发热并储存热能,然后在有需要加热时再释出。储存的材料通常是黏土、砖等;水也可以用来作为储存热的介质。

家用电热地板

地暖系统英语Underfloor heating(或加热地板、地板暖气等),是辐射加热英语Radiant heating的其中一种,无论是否有换热器(也称为辐射器英语Radiator),或者电力驱动均属。

而当家用电热地板通电后时,加热电缆电流通过导电的发热材料,将热空气从地板到天花板由下往上形成对流,直到达到地面上自动调温器所设定的温度。

这种加热器和其他加热器所出的温度相比最为一致。

照明系统

在大型的办公大楼,照明系统英语Lighting control system整合了加热和空调系统。萤光灯的废热会被回收至这个系统。大型建筑物的每年的加热能量的主要是由照明系统供给。然而,这种余热在使用冷气就时变成负担。

热泵

热泵使用电力驱动的压缩机去起动一个冷冻循环。它从户外的空气、地面或地下水提取热能,并提升它的温度到足以使空间变暖。作用的流体于低温沸腾,在户外的换热器中吸收热,然后从建筑物内的冷凝器,将产生的蒸气压缩,并凝结成液体。来自冷凝器的热能会被建筑物内的空气吸收,所以有时也可用作家庭热水。在夏季时,这个循环是可以逆转的。气候温和时,热泵也能从户外的空气获得低档热能。

冬季平均温度零度以下的区域,地源热泵系统远比空气源热泵系统英语Air source heat pumps更有效,因为它们能获得储存在地下残留的太阳光热量,比从冷空气中提取可用的还温暖。[2]

根据美国国家环境保护局的资料,地源热泵系统比空气源热泵系统减少了44%,比电阻加热器减少了72%的能源消耗。[3]但地源热泵系统也比空气源热泵系统需要更高的购买价格。

流体加热

浸入式加热器

  • 家用浸入式加热器
  • 工业用浸入式加热器

环境和效率

经济

工业电热

另见

参考文献

  1. ^ Electric Heater. http://global.britannica.com/. The Editors of Encyclopædia Britannica. 
  2. ^ Comparison of efficiency of air source heat pumps and ground source heat pumps. Icax.co.uk. [2013-12-20]. 
  3. ^ http://energy.gov/energysaver/articles/choosing-and-installing-geothermal-heat-pumps

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