Думал куда вопрос задавать. Решил что на форуме про охлаждение и питание такой вопрос в самый раз.

Известно, что КПД, т.е. отношение мощности, рассеиваемой на нагрузке, к потребляемой от сети, зависит от отношения сопротивления нагрузки к внутреннему источника R/r следующим образом: КПД = 1/(1+r/R). На качественном уровне это выглядит так, что когда нагрузка нулевая (R = 0) вся мощность рассеивается на r внутри щита питания. Когда R = ∞, то вся мощность рассеивается на нагрузке и КПД как-бы получается 100%, только проблема в том, что по абсолютной величине мощность нулевая, поскольку ток не течёт.

В послениее время взят курс на обогрев помещений с электроприборами. Очевидно жрут они не мало, иначе теплового эффекта не будет. Однако увеличивая потребление, т.е. уменьшая R, мы тем самым уменьшаем эффективность (КПД) обогревателя. В магазине всё наоборот - брать по крупному - выгоднее, потому как купишь кило картошки - тебя обвесят, а ежели брать мешок, оптом, удельное действие - выше. Что за фигня? Вот ведь парадокс-дилемма: при увеличении отдачи отдача уменьшается; и наоборот: при уменьшении эффекта увеличивается эффективность. Как всю энергию превратить в тепло (как бы кощунственно это не звучало)?

Можно, конечно, поставить несколько высокоомных батарей, каждая воткнута в свою разетку. Они не будут сильно грузить источник и КПД должно увеличиться. Но, рано или поздно они всё равно объединяться где-нибудь. Электростанция-то в области только одна... Так что как ни крути, выходит несколько параллельных нагрузок, что эквивалентно одной низкоомной.

КПД нагревателя помещения всегда равна 100%, поскольку ВСЯ электрическая энергия преобразуется в тепло. Часть - в сопротивлении подводящих проводов, часть - в самом нагревательном приборе.
Правда, у излучающих приборов часть энергии преобразуется еще и в инфракрасное излучение, но в конечном итоге - все же в тепло.

Да, но греть-то надо не что попало! Не источник.

Чтобы получить правильные ответы надо задавать правильные вопросы
Пример:

Эффективность (КПД) обогревателя - это отношение, показывающее, какой процент потребленной обогревателем электроэнергии он преобразовал в тепло. И очевидно, что КПД электрообогревателя всегда стремится к 100%. Ему эту энергию просто больше некуда девать (энергией иглучения электромагнитных волн нетеплового спектра гарантировано можно пренебречь из-за их малости).

КПД системы из электосети и электронагревателя - дело иное. Вся электроэнергия все равно преобразуется в тепло. Но не вся будет греть помещение. Поэтому КПД системы меньше 100%. И очевидно,что при неизменном сопротивлении подводящей электросети потери в ней будут расти с ростом тока (уменьшением сопротивления нагревателя).
Как я понимаю, читать нужно "Как превратить всю электроэнергию, выработанную генератором, в тепло именно в нужном месте". Ответ очевиден - никак.
А общие принципы уменьшения потерь в магистральных электросетях известны - снижение сопротивления проводов и увеличение напряжения, при котором происходит передача электроэнергии. Тащите сверхпроводник от генератора к нагревателю и будет вам счастье.

Если же рассмотреть с почти практической точки зрения , то эффективность нагревателя определяется той частью оплаченной электроэнергии, которая превратилась в тепло вне помещения, в котором стоит нагреватель. Ее и нужно уменьшать. Поэтому нам нужно улучгить соотношение r/R после счетчика. Проще всего это делать используя высокое входное напряжение. Отсюда почти практическая ремомендация: ввод делать киловольт на 110 и на нем же счетчик (кстати, тариф по высокому напряжению самый низкий). Затем в помещении, где планируется ставить нагреватель, смотнировать понижающий трансформатор 110кВ/0.4кВ и уже от него питать нагреватель. КПД такой системы будет максимально. А лучше нагреватель сразу проектировать на использование напряжения 110 кВ. При этом даже дополнительного трансформатора не потребуется.

В общем, какой вопрос, такой и ответ

Интересно о какой мощности нагревателей идет речь.

Дык в том вопрос и стоит - сколько батарей включать. Или, что равно, на какую мощь один радиатор включать. Включишь много - вообще без тепла останешься. Вопрос стоит пока только на работе. Меня интересует, что вобщем люди по вопросу думают. Теория, которая стоит за последними Западными веяниями.

Вообще-то там много рекламы, не соотв. истине (о чудодейственных свойствах того или иного нагревателя, начисто опровергающих закон сохранения энергии).
От генератора максимальную мощность можно получать, если R нагрузки будет равно R генератора, только, боюсь, это удовольствие продлится недолго.
Наилучшего использования электроэнергии для обогрева помещения можно достичь при использовании тепловой машины, работающей по "обратному" циклу. Например, если Вы выставите испаритель холодильника на улицу, а его конденсатор (радиатор) оставите в помещении, "кпд" может значительно превысить 100%. Под "кпд" подразумевается отношение перекачанного тепла к затратам эл.энергии (холодильный к-т, к-т переноса тепла) плюс тепло, выделившееся при перекачке. Иными словами, затрачивая энергию, Вы не только преобразовываете её в тепло, но и отбираете тепло из окр. среды. По такому принципу работают "обратимые" кондиционеры. При этом нагреть помещение можно раза в 2 сильнее, чем при использовании обычного нагревателя.

А зависимость КПД процесса от разницы температур тоже можете назвать? Бесконечный надо полагать при равенстве температур. Нет ли тут парадокса такого, что когда нам нужно тепло (зимой), на улице ходолно и много вы оттуда не накачаете. Может сперва стены утеплить, чтоб тепло не уходило, затем противоточную вентиляцию наладить, чтоб иметь возможность свежим воздухом дышать в запечатаной наглухо квартире, улицу не обогревая. Противоточную, когда поступающий воздух греется выдуваемым, я сам придумал, да оказалось умные дядки рекуперацию давным-давно во всю в химпромышленности, там где тыщи градусов, используют. При такой вентиляции, перепад температуры между встречными потоками постоянным сохраняется, поэтому теплообмен идёт с постоянной скоростью на всём пути, не испытывая экспоненциального затухания. Это первое дело, мне кажется, тепло на ветер и в канализацию не пускать. Всяко его там намного больше, чем на улице. Собственно я так до рекуперации и додумался, сравнивая КПД насоса, качающего тепло с улицы, и выбросов. Хотя, не популярна такая система. Видимо КПД всё же не очень.

Сообщение отредактировал javalenok - Apr 1 2006, 21:02

Запросто. Холодильный к-т тепловой машины, работающей по обратному (идеальному) циклу Карно:

K = Tн/(Tх-Tн),


где Tн - температура охлаждаемого объекта ( в нашем случае, пространства вне квартиры), Tх - температура в квартире. К теплу, выделенному в квартире за счёт перекачки из окр. среды следует добавить тепло, выделившееся в процессе перекачки. Итого, имеем:

Q = (1+K)*E = E*Tх/(Tх-Tн),

где E - затраты эл. энергии. Это соотношение отображает теоретический предел производства тепла в квартире за счёт затрат электроэнергии. К примеру, при температуре в помещении 20 С (293К) и "за бортом" 0 С (273К), получим

Q = E*293/(293-273) = E*14,65.

Иными словами, по отношению к "тупому" нагревателю (Q = E), мы получим тепла аж в 14,65 раз больше!
Конечно, это предельная величина. Однако, хорошая тепловая машина имеет показатель К лишь в 2-3 раза хуже идеального.
А утеплять помещение - правильный подход. Обклейка ж/б стен изнутри пористым материалом толщиной всего в 5-8 мм в совокупности с установкой теплоизолирующих окон способна уменьшить потери тепла в несколько раз.

Не в тему но всеже.....
Не совсем правильный подход.
Утепление должно быть либо внутри стены (по середине) либо с наружи, иначе при утеплении изнутри на границе утеплитель-бетонная стена начинается потение, приводящее к образованию плесени и т.п. с очень не хорошими последствиями для людей....

Я понял. Значит советская электроэнергетика в 2 раза более экономична американской (220в vs. 110в). Буржуи больше любят людей и меньше природу.






Вот я и говорю, что первым делом вентиляцию противоточную, тогда K = Tн/0 = ∞...

Сообщение отредактировал javalenok - May 3 2006, 14:53