Ηλεκτροτεχνικές Εφαρμογές Ενότητα 6: Ηλεκτρικοί Θερμοσυσσωρευτές Γεώργιος Χ. Ιωαννίδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα
Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2
Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3
Σκοποί Ενότητας Στην 6 η Ενότητα ο φοιτητής γνωρίζει τους ηλεκτρικούς θερμοσυσσωρευτές και συγκεκριμένα την αρχή λειτουργίας, τα μέρη του αλλά και τον τρόπο υπολογισμού του. 4
Περιεχόμενα Ενότητας Θερμοσυσσωρευτές Κάθε Θερμοσυσσωρευτής Αποτελείται Πλαίσιο Θερμοσυσσωρευτή Θερμοσυσσωρευτικό Υλικό Θερμαντικές Αντιστάσεις Ανεμιστήρες Σύστημα Ρυθμίσεως-Ασφαλείας & Ελέγχου Γενικά θα Πρέπει να Τηρούνται Υπολογισμοί Θερμοσυσσωρευτή 5
Ηλεκτρικοί Θερμοσυσσωρευτές Αποταμιευτές ενέργειας ρυθμιζόμενης φορτίσεως: Χειροκίνητης ή Μέσω κεντρικού ρυθμιστή. Ατομικό σύστημα θέρμανσης. Διακρίνονται σε: Στατικούς θερμοσυσσωρευτές Δυναμικούς θερμοσυσσωρευτές 6
Στατικοί Θερμοσυσσωρευτές Δεν διαθέτουν σημαντική θερμομόνωση. Απόδοση αποθηκευμένης θερμικής ενέργειας κυρίως με ακτινοβολία ταυτόχρονα με φόρτιση. Δυνατότητα επιλογής απορροφημένης ισχύος και την διάρκεια της φόρτισης με την βοήθεια χειροκίνητου διακόπτη. 7
Δυναμικοί Θερμοσυσσωρευτές Διαθέτουν ισχυρή θερμομόνωση. Αποθήκευση ενέργειας κατά την φόρτιση. Απόδοση με κυκλοφορία αέρα μέσω ανεμιστήρα. 8
Τμήματα Θερμοσυσσωρευτή 9
Κάθε Θερμοσυσσωρευτής Αποτελείται Από το πλαίσιο. Το θερμοσυσσωρευτικό υλικό. Τις θερμαντικές αντιστάσεις. Τους ανεμιστήρες. Το σύστημα ρυθμίσεως-ασφαλείας και ελέγχου. 10
Χαρακτηριστικά Μεγέθη Ονομαστική Ισχύς: Από 1KW ως 6KW. Ονομαστική Τάση Λειτουργίας: 230V/400V. Συχνότητα: 50Hz. 11
Πλαίσιο Θερμοσυσσωρευτή (1) Κατασκευή από στραντζαριστή λαμαρίνα πάχους ≥ 1mm. Θερμοανθεκτική βαφή φούρνου. Διαιρείται σε τρεις περιοχές: Χώρος Εγκατάστασης Ακροδεκτών Σύνδεσης Κύριων και βοηθητικών κυκλωμάτων. Θερμοστάτη ρυθμίσεως φόρτισης. Θερμοστάτη ασφαλείας. Ανεμιστήρα. 12
Πλαίσιο Θερμοσυσσωρευτή (2) Χώρος Ανάμειξης Ανάμειξη υπέρθερμου αέρα με τον ψυχρό αέρα περιβάλλοντος. Αποφυγή δημιουργίας υψηλών θερμοκρασιών αέρα. Βρίσκεται στο κάτω μέρος της συσκευής. Χώρος Θερμοσυσσωρευτικού Υλικού και Θερμαντικών Αντιστάσεων Μόνωση με δύο στρώσεις ορυκτοβάμβακα. Χρήση υλικού υψηλότερης μονωτικής ικανότητας για εμπρόσθια και οπίσθιας πλευρά. 13
Θερμοσυσσωρευτικό Υλικό Χρήση πυροτούβλων. Σύσταση 90% μαγνήσιο. Θερμοκρασία αντοχής C. Δημιουργία καναλιών κατά την τοποθέτηση τους. 14
Θερμαντικές Αντιστάσεις Σχήμα σωληνωτό. Κάθετη τοποθέτηση. Οι αντιστάσεις αποτελούνται από: Εξωτερικό μεταλλικό περίβλημα. Ενδιάμεσο στρώμα μονωτικού υλικού υψηλής ποιότητας. Αντιπαρασιτικό αγωγό θερμάνσεως από μίγμα χρωμίου- νικελίου. 15
Ανεμιστήρες Τάση Λειτουργίας: 220V. Συχνότητα Ρεύματος: 50Hz. Ισχύς: 20W Στροφές ανά Λεπτό: 590 Στάθμη Θορύβου: 32db (χαμηλή) 16
Σύστημα Ρυθμίσεως-Ασφαλείας & Ελέγχου (1) 17 1: Αγωγοί παροχής 5x2.5mm 2 4: Θερμοστάτης Α & Β7: Αισθητήρας 2: Αγωγοί ελέγχου παραμένουσας θερμοκρασίας 5: Θερμοστάτης ασφαλείας 8: Ηλεκτρική αντίσταση 3: Ρυθμιζόμενος τετραπολικός θερμοσταικός διακόπτης 6: Αισθητήρας με ωμική αντίσταση 9:Πυρότουβλα
Σύστημα Ρυθμίσεως-Ασφαλείας & Ελέγχου (2) 18 Τυπική Ηλεκτρική Εγκατάσταση Θερμοσυσσωρευτών
Σύστημα Ρυθμίσεως-Ασφαλείας & Ελέγχου (3) 19 Σημεία Τοποθέτησης Θερμοσυσωρευτών
Σύστημα Ρυθμίσεως-Ασφαλείας & Ελέγχου (4) 20 Ηλεκτρική Σύνδεση Θερμοσυσσωρευτών με τον Ηλεκτρικό Πίνακα και το Θερμοστάτη Χώρου
Γενικά θα Πρέπει να Τηρούνται Τοποθέτηση κοντά σε παράθυρα και μπαλκονόπορτες. Απόσταση 2,5-5cm από τον τοίχο. Απόσταση > 20 cm από έπιπλα και κουρτίνες. Δεν επιτρέπεται τοποθέτηση πάνω σε φλοκάτες και χαλιά. Κατάληξη παροχής πίσω και δεξιά από το σώμα σε ύψος ~15 cm. Τοποθέτηση θερμοστατών ~1,5m από δάπεδο και ≥ 3 m από θερμοσυσσωρευτή. 21
Υπολογισμός Θερμοσυσσωρευτή Υπολογισμός θερμικών απωλειών Q (Kcal/h ) χώρου. Υπολογισμός απορροφώμενης ισχύος για ταυτόχρονη μετάδοση θερμότητας: 22
Υπολογισμός Απαιτούμενης Απορροφώμενης Ονομαστικής Ισχύος (1) 23 Όπου F= Συντελεστής του Θερμοσυσσωρευτή. Εξαρτάται από: Το χρόνο φόρτισης (8h) Το χρόνο εκφόρτισης (10 ή 12 ή 16h) Το βαθμό απόδοσης του θερμοσυσσωρευτή
Υπολογισμός Απαιτούμενης Απορροφώμενης Ονομαστικής Ισχύος (2) 24 Επιλογή Θερμοσυσσωρευτή με Βάση την Πλησιέστερη Τυποποιημένη Ισχύ. Συντελεστής F Εκφόρτιση (h)
Τιμές Ηλεκτρικής Ισχύος & Συσσωρευτικής Ικανότητας Τυπικές Τιμές Ηλεκτρικής Ισχύος και Συσσωρευτικής Ικανότητας Ποιοτικών Θερμοσυσσωρευτών 25 Ηλεκτρική ισχύς (kW) Συσσωρευτική ικανότητα (kcal) ΘεωρητικήΠραγματική ,
Τοποθέτηση Θερμοσυσσωρευτών σε Διαμέρισμα Πολυκατοικίας 26 Τοποθέτηση Θερμοσυσσωρευτών σε Διαμέρισμα Πολυκατοικίας
27 Βιβλιογραφία (1) 1.A. B. Μαχιάς, «Ηλεκτρομηχανολογικές Εγκαταστάσεις», Α. Β. Μαχιάς, «Μελέτη και Σχεδίαση Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων», Εκδόσεις Συμεών, Φ. Ι. Δημόπουλος, «Φωτοτεχνία, Ηλεκτρικές Συσκευές». 4.Φ.Ι. Δημόπουλος, «Κανονισμοί Ε.Η.Ε &Τυπολογία του Ηλεκτρολόγου». 5.Σ. Τουλόγλου, «Ηλεκτρικές Οικιακές Συσκευές», Εκδόσεις Ίων, Σ. Τουλόγλου, Ε. Στέριου, "Ηλεκτρικές Εγκαταστάσεις, Εκδόσεις ΙΩΝ, Π.Δ. Μπούρκας, «Εφαρμογές κτιριακών-βιομηχανικών μελετών και εγκαταστάσεων», Εκδόσεις Συμεών. 8.Σ.Ν. Χαλικιά, «Θέρμανση-Ψύξη-Αερισμός», ΟΕΔΒ,1992.
28 Βιβλιογραφία (2) 9.Δ. Κουρεμένου, Σ. Χατζηδάκη, «Σημειώσεις ψύξεως», Έκδοση Ε.Μ.Π. 10.Β. Σελλούντου, Χ. Σελλούντου, «Κλιματισμός και βιομηχανική ψύξη». 11.Σ. Αναστασιάδη, «Τεχνολογία της ψύξης και εργαστήρια». 12.Ν. Ξυγκάκης, «Σημειώσεις Ηλεκτροτεχνικών εφαρμογών Ι». 13.St.J. Chapman, «Ηλεκτρικές Μηχανές AC-DC», Εκδόσεις Τζιόλα,
Τέλος Ενότητας