Алексей Леонидович Торопов — кандидат технических наук, генеральный директор — главный конструктор
105122, г. Москва, Щелковское шоссе, д. 13
РИНЦ ID: 1030472
Alexey L. Toropov — Candidate of Technical Sciences, General Director — Chief Designer
13 Schelkovskoe shosse, Moscow, 105122
ID RSCI: 1030472
Введение. Электрические котлы рассматриваются как важный элемент энергетического перехода от использования углеводородного топлива к возобновляемой энергии. Электрический котел — одно из популярных решений технологии Power-to-Heat, широко применяется в домохозяйствах для отопления водяными системами с радиаторами и низкотемпературными приборами отопления типа «теплый пол». Анализируется вариант джоулевого нагрева теплоносителя систем отопления, посредством которого при прохождении электрического тока по токопроводящему элементу выделяется тепло.
Материалы и методы. Объект исследования — варианты конструкций теплообменников генерации тепловой энергии с помощью резисторных нагревательных элементов нормального проводникового и полупроводникового типа. Рассмотрены различные варианты косвенного нагрева теплоносителя и контактов поверхности нагревательных элементов с теплоносителем. Использованы методы сравнительного анализа и балльной оценки применимости различных конструкций.
Результаты. Представлена классификация электрических котлов по типам нагревательных резисторов, контакту, размещению нагревательных элементов в теплообменнике, форме теплообменника, варианту контакта нагревательного элемента с теплоносителем. Дан сравнительный комплексный анализ вариантов электрических тепловых генераторов.
Выводы. Результаты сравнительного анализа вариантов конструкции электрических котлов показывают перспективность использования в качестве нагревательных элементов полупроводниковых термисторов. По конструкции исполнения камеры генерации тепловой энергии с точки зрения компактности, удельной мощности и снижения условий выпадения осадков солей жесткости теплоносителя наиболее эффективными являются канальные пластинчатые электрические теплообменники.
Introduction. Electric boilers are considered as an important element of the energy transition from the use of hydrocarbon fuels to renewable energy. Electric boiler is one of the popular solutions of “Power-to-Heat” technology, widely used in households for heating with water systems with radiators and low-temperature heating devices of the “floor heating” type. The paper considers a variant of Joule heating of the coolant of heating systems, by means of which heat is released when an electric current passes through a conductive element.
Materials and methods. The object of the research is the variants of designs of heat exchangers for generating heat energy using resistor heating elements of normal conductor and semiconductor type. Various variants of indirect heating of the coolant and contacts of the surface of the heating elements with the coolant are considered. Methods of comparative analysis and scoring of the applicability of various designs are used in the work.
Results. The classification of electric boilers by types of heating resistors, by contact, by placement of heating elements in the heat exchanger, by the shape of the heat exchanger, by the variant heating element contact with the coolant is presented. A comparative comprehensive analysis of variants of electric heat generators is given.
Conclusions. The results of comparative analysis of design variants of electric boilers show the prospectively of using semiconductor thermistors as heating elements. According to the design of the heat energy generation chamber in terms of compactness, power density and reduction of precipitation conditions for coolant stiffness, channel plate electric heat exchangers are the most effective.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.