Отопление электродное: Электродные электрические котлы: принцип работы, достоинства и недостатки

Содержание

Электрическое отопление

Компания «Электрокотлы» предоставляет возможность приобрести котел электрический, цена и качество которого будут радовать Вас на протяжении многих лет. В данном разделе нашего сайта Вы можете ознакомиться со стоимостью нашей продукции, а также мы расскажем Вам, на что следует обратить внимание при выборе энергосберегающего электрокотла для электрического отопления. Для правильного подбора котла для электрического отопления важно учесть ряд параметров отапливаемого помещения и самой системы отопления: площадь отапливаемого помещения, вид системы отопления, наличие или отсутствие бойлера и теплых полов, количество радиаторов в системе отопления и т.д.

Рассмотрим более подробно каждый из этих моментов.

  1. Площадь отапливаемого помещения. Однофазные (220 В) отопительные электрические котлы (электродный) представлены в диапазоне от 2 кВт до 12 кВт и рассчитаны на отапливаемую площадь от 40 м² до 250 м². Трехфазные (220/380 В) отопительные электрические котлы (электродный) представлены в диапазоне от 6 кВт до 120 кВт и рассчитаны на отапливаемую площадь от 120 м² до 2400 м², при этом в трехфазных модификациях электрокотлов есть возможность регулировки потребляемой мощности отопительного котла.
  2. Если в системе электрического отопления присутствует бойлер или теплые полы, то котел электрический (электродный) необходимо брать с запасом по мощности в зависимости от технических характеристик бойлера и площади теплого пола.
  3. Радиаторы отопления. При подборе энергосберегающего электрического котла (электродный) следует обратить внимание на количество радиаторов отопления, которые уже установлены или, которые предполагается установить в системе отопления, поскольку каждый радиатор отопления имеет собственный номинальный тепловой поток, который необходимо учесть. Требуется соблюсти баланс между суммарным тепловым потоком всех установленных в системе отопления радиаторов и мощностью электрического отопительного котла (электродный). При установке нашего электрокотла ЭОУ можно руководствоваться следующим: из количества суммарного теплового потока всех установленных в отопительной системе радиаторов (в кВт) вычесть 35%-40% и полученная цифра (в кВт) будет указывать на рекомендуемую мощность котла электрического для Вашей отапливаемой площади.

Более подробно все эти вопросы Вы можете посмотреть по следующей ссылке: Статьи, которые мы пишем специально для Вас.

Если у Вас возникли какие-либо вопросы или необходима дополнительная консультация, то наши специалисты будут рады Вам помочь.

Вы можете позвонить нам или заполнить форму обратной связи по следующей ссылке: Контакты, Вам обязательно ответят в кратчайшие сроки.

Неперехваченное исключение

При выборе системы отопления большинство отдают предпочтение газовому отоплению. Но не у всех есть возможность подключения газа в своей местности. Поэтому альтернативным вариантом является отопление электрическим котлом отопления. Рассмотрим в нашей статье электродные электрические котлы.

Содержание:

  1. Характеристики электродных котлов
  2. Преимущества электродных котлов
  3. Минусы электродных котлов
  4. Монтаж электродных котлов
  5. Принцип работы электродного котла
  6. Экономичны ли электродные котлы
  7. Электродные котлы «Галан»

 

Характеристики электродных котлов

Электродные котлы отопления работают по принципу прямого нагрева, то есть тепло передается сразу к энергоносителю.

Таким образом, мощность оборудования увеличивается. В емкость с носителем тепла опускаются электроды, благодаря которым происходит нагрев. С частотой в 50 Герц ток проводится через воду, поэтому невозможно появление электролиза. Следовательно, не будет образовываться накипь на внутренней части котла. Из-за сопротивления нагревается теплоноситель. Благодаря быстрому нагреву можно приобрести бак небольшого объема.

Особенности электродных котлов помогают снизить затраты на систему отопления.

Электродный котел по сравнению с обычным электрическим котлом потребляет на 40% меньше электроэнергии. Такая особенность является главным преимуществом данного оборудования. В работе такого котла нельзя использовать воду без специальной водоподготовки. Рекомендуется применять в качестве теплоносителя антифриз.

В электродных котлах со временем растворяются электроды.

Преимущества электродных котлов

 

Использовать такой котел можно, если в вашей местности стабильная сеть и в доме надежная электропроводка. Если у вас часто отключают электричество, то устанавливать электродный котел не рекомендуется. Но можно приобрести ИБП и в таком случае получится сгладить перепады и частые отключения сети. Но такой прибор можно работать лишь несколько часов. Напряжение может регулироваться за счет встроенного стабилизатора в ИБП.

В некоторых районах есть квота на обогрев дома электричеством. В другом случае придется получить разрешение.

Если у вас нет проблем с подачей электроэнергии, то вы сможете оценить все плюсы электродного котла:

  1. Небольшие размеры котла и возможность установки в систему, которая работает на газе. Если прекратилась подача газа, то включается электродный котел.
  2. Безопасность оборудования. Не может быть утечка электрического тока благодаря высокой безопасности котла. Можно использовать оборудование для поддержания минимальной температуры без наблюдения.
  3. Можно установить котел в жилом помещении без оборудования котельной, а также дымохода.
    Установить такой котел можно даже самостоятельно.
  4. Заменить нагревательные элементы можно без смены всего оборудования.
  5. Бесшумная работа.
  6. КПД 96%. Экономия при нагреве до 40% электроэнергии.

Минусы электродных котлов

Самым главным минусом электрических котлов является высокая стоимость электроэнергии. Но если отапливать дачный дом, то такая система вполне себя оправдывает. Если совмещать электродный котел с некоторыми батареями и трубами, то результат вас огорчит. При использовании чугунных батарей, которые имеют большой объем воды. Следовательно, котел должен нагревать большое количество теплоносителя. Кроме этого не рекомендуется использовать металлопластиковые трубы. Лучше отдать предпочтение полипропиленовым элементам.

Для работы котла требуется поддержание постоянного сопротивления носителя тепла. Для регулирования применяются специальные добавки для предотвращения образования накипи.

Монтаж электродного котла

Для установки электродного котла необходимо заранее приобрести воздухоотводчики, которые работают автоматически, манометр и предохранительный клапан. Возле расширительного бака следует установить запорную арматуру.

Котел должен быть установлен вертикально. Обычно в комплекте есть специальное крепления для котла. Первые 1,2 м трубы должны быть металлическими, а остальные, изготовленные из других материалов.

Установить датчики и системы терморегуляторов лучше специалистам. Перед монтажом котла требуется промыть систему отопления со специальными добавками, которые указываются в паспорте оборудования. При плохой очистке может снизиться эффективность работы котла. Производители рекомендуют использовать в качестве теплоносителя дистиллированную воду.

Для данной системы необходимо выбрать радиаторы в зависимости от объема всех труб и радиаторов. Оптимальным является 8 литров на 1 кВт мощности оборудования. Если показатель выше, то котел будет затрачивать больше времени на работу.

Рекомендуется использовать биметаллические или алюминиевые радиаторы для системы с электродным котлом. Нельзя применять чугунные радиаторы из-за большого количества примесей в носителе тепла, которые отрицательно влияют на работу котла отопления.  

Электродные отопительные котлы являются энергосберегающими надежными приборами, которые имеют множество преимуществ. Самое главное в загородном доме это тепло и в помещениях и экономный расход энергоносителя.

Принцип работы электродного котла

Электродные котлы имеют открытые электроды, на которые поступает ток от сети с частотой 50 Гц. Вода, в которой находятся электроды, имеет химический состав. После получения разницы потенциалов в электролите ионы начинают двигаться. Движение заряженных частиц хаотичное из-за постоянной смены потенциалов. Теплоноситель нагревается из-за движения ионов, которые выделяют тепло.

 

Экономичны ли электродные котлы

Производители электродных котлов уверяют в том, что они экономичнее на 30% ТЭНовых. Но другие говорят, что котел мощностью 6 кВт, будет потреблять именно 6 кВт. Но те, кто установил в доме электродный котел, отмечают меньшее потребление электроэнергии. Негативно высказываются об экономии такого котла только теоретики, которые используются ТЭновые агрегаты.

Если посмотреть различные форумы, то нельзя найти ни одного плохо отзыва от владельца электродного котла.

Уменьшение мощности оборудование возможно по причине исхода срока годности электродов, которые нужно своевременно менять. В другом случае проблема может быть связана с автоматикой. Рекомендуется обратиться в сервисный центр для устранения причины.

Преимуществом для водяной системы отопления с использованием электродного котла является передача энергии сразу к теплоносителю. Такой показатель очень важен как во время старта, так и для поддержания необходимой температуры. При снижении температуры система автоматически включается. Теплоноситель нагревается моментально без каких-либо задержек.

Если отключается электроэнергия, то нагрев тоже прекращается. Температура держится стабильно, а энергия не расходуется вхолостую. Но для этого требуется установка качественной дорогой автоматики.

Электродные и индукционные котлы чаще используются для системы «Теплый пол», так как имеют небольшие габариты в отличие от ТЭновых агрегатов. Такие котлы точно поддерживают температуру и оснащены хорошей автоматикой. Многоступенчатые ТЭНовые котлы могут регулировать мощность со скачкообразным включением и выключением нагревательных элементов. Для устройства теплых полов лучше отдать предпочтение электродным котлам. Индукционные котлы тоже будут эффективно работать, но их стоимость намного выше.

К преимуществам электродных котлов можно еще добавить низкую стоимость, бесшумность при работе, небольшие размеры. Но к такому оборудованию требуется провести отдельную линию питания и контур заземления. На это, конечно же, потребуется дополнительные затраты.

 

На выше представленной диаграмме можно увидеть зависимость расхода электроэнергии от погоды на улице в разные месяцы отопительного сезона.

Дать заключение о том, эффективны электродные котлы или нет нельзя. Есть как положительные, так и отрицательные стороны. В нашей статье можно узнать обо всех особенностях оборудования и отдать предпочтение нужному котлу.

Электродные котлы «Галан»

Данный производитель выпускает электродные и ТЭНовые нагреватели. Но фирма больше отдает предпочтение изготовлению электродным котлам отопления. Оборудование выпускается проточного типа. Установить такой котел можно без согласований в различных организациях. Электродный котел «Галан» можно применять вместе с другим котлом.

На официальном сайте компании можно найти информацию о стоимости и характеристиках отопительного оборудования. Но кроме самой стоимости оборудования следует добавить приобретение автоматики (50-100$), датчики (каждый около 15$) и циркуляционный насос.

Для отопления дачного дома можно выбрать котел «Галан Очаг 3». А также такой вариант подходит для обогрева небольшой квартиры. Мощность котла может быть 2 и 3 кВт. Меньшей мощности оборудование вряд ли получиться найти. Все отзывы о производителе «Галан» только положительные. Но для нормальной эксплуатации следует учитывать правила установки и подготовки отопительной системы: проверять воду, заливать специальный раствор этой же фирмы. Стоит помнить о том, что для эффективной работы оборудование нужно правильно выбрать автоматику. На сайте можно увидеть такую запись: «За работу котлов с не рекомендованной автоматики ответственности не несем».

Галан выпускает не только электродные, но и ТЭНовые котлы.

Можно найти самое большое количество отзывов от «Галан «Гейзер 9». Можно отметить некоторые факты потребления котлом электроэнергии:

  1. В Харькове до 135 кв.м. обогревается «Галан Гейзер 15». За весь отопительный сезон было потрачено 2750 кВт.
  2. В Днепропетровской области дом 120 кв.м. обогревается «Галан Очаг 5», но владелец отмечает, что нужно было приобрести «Очаг 6».
  3. Дом в Энергодаре 150 кв.м. отапливается «Галан Гейзер 15» и за весь сезон при морозах до 15 градусов в месяц на счетчике было 1300 кВт.

В отзывах, конечно, не указаны материал стен, качество отопления и другие особенности, но некоторые выводы сделать можно. Но почти все владельцы указывали на то, что необходимо следить за жидкостью, которую заливаете в систему. Котел можно полностью перестать работать из-за того, что была залита обычная вода из крана. Даже если промыть систему и прочистить электроды, теплоноситель не будет нагреваться выше 35 градусов. В таком случае придется купить новые электроды и жидкость для такой системы.

Электродные котлы легко установить. Они не требовательны к эксплуатации, но следует соблюдать параметры носителя тепла и качественную автоматику.

 

Читайте также:

Неперехваченное исключение

При устройстве отопительной системы многие выбирают электрические котлы отопления. Ведь они не нуждаются в особых требованиях при установке. А также не создают проблем при эксплуатации. Хорошим вариантом электрического котла является электродный. В нашей статье рассмотрим подробнее про такой вид отопительных котлов.

 


Содержание:

  1. История происхождения
  2. Принцип работы электродных котлов
  3. Достоинства и недостатки электродных котлов отопления
  4. Важные моменты

История происхождения

Электрические электродные котлы впервые изготовили в прошлом столетии. Производителем был оборонный комплекс для подводного флота. Изначально такие котлы создавались для отопления отсеков в подводной лодке, которая имела дизельный двигатель. Такие котлы отлично подходили для отопления лодок. Ведь они имеют небольшие размеры, в отличие от других отопительных приборов. А также не требуется устройство вентиляции и при работе электродные котлы не создают шума. Такое оборудование отлично нагревало теплоноситель. В его качестве применяли морскую воду. 
Но через несколько лет военному флота не требовалось большое количество таких котлов, поэтому их поставка прекратилась.


Первыми создателями электрических электродных котлов были инженеры: Д.Н. Кунков и А.П. Ильин. 


С каждым годом такие котлы все более совершенствуются. Более востребованы они для отопления частных домов.

 

Принцип работы электродных котлов

Электродные котлы работают на основе взаимодействия теплоносителя. Он занимает место между катодом и анодом, и электрическим током. Электрический ток проходит через теплоноситель вследствие чего, отрицательные и положительные ионы начнут двигаться. Отрицательные ионы движутся к положительным, а положительные к отрицательно заряженному электроду. 
Носитель тепла будет нагреваться быстро благодаря постоянному движению ионов. Подключены ионы к переменному току с частотой равной 50Гц. Электроды будут постоянно меняться ролями. В секунду их полярность меняется 50 раз.


Вода не будет раскладываться на водород и кислород благодаря такой частой смене заряда. Давление в котле повышается совместно с температурой. Из-за повышения давления происходит циркуляции теплоносителя по системе отопления. Электроды, которые находятся в емкости котла, не будут участвовать в нагреве воды и соответственно сами не нагреваются.
Для того чтобы котел работал эффективно омическое сопротивление воды должно быть на определенном уровне. А именно не превышать 3 тыс. Ом при температуре равной 15°.

Для того чтобы теплоноситель нагревался он должен иметь некоторое количество солей. Ведь первоначально электродные котлы работали на морской воде. Поэтому при использовании в качестве теплоносителя обычную воду ее нагреть не получится. Так как между электродами не будет электроцепи.

 

Достоинства и недостатки электродных котлов отопления

Электродные котлы отопления имеют несколько достоинств:
  1. При установке такого котла не требуется устройство дымохода.
  2. Электродный котел имеет высокую мощность и при этом имеет компактные размеры, чего не скажешь о других видах отопительных котлов.
  3. Отопительный электродный котел может самостоятельно поднимать давление в системе.
  4. КПД в данной модели довольно-таки высокое. И может достигать 100%.
  5. Электродные котлы являются экологически чистыми и не несут вред здоровью. 
  6. Если количество теплоносителя становится ниже нормы, то котел автоматически прекращает работу. Поэтому не стоит беспокоиться об опасности аварии. 
  7. Не требует размещения в большом помещении. Занимает мало места.
  8. Если буду происходить перепады в напряжении, то на котле они никак не отразятся. В таком случае просто изменится мощность.
  9. Можно управлять режимом температуры во время работы котла и автоматики благодаря небольшой инертности оборудования. Таким образом, происходит экономия топлива. Ведь температура в помещении будет задана на определенном уровне.
  10. Электродные котлы можно использовать как дополнительный источник тепловой энергии или применять сразу несколько таких котлов. 


Но электрические электродные котлы имеют и недостатки:


  1. Устройство данного котла требует устройства заземления.
  2. Теплоноситель не должен иметь температуру выше 75°. В противном случае котел начнет потреблять большое количество электроэнергии.
  3. Отопительная система должна быть оснащена циркуляционным насосом.
  4. Необходимо проверять состояние электродов. Если появилась накипь, то эффективность работы котла снизится.  
  5. Электродный котел может потреблять только переменный ток. 
  6. Переменный ток изнашивает электроды. Поэтому периодически их необходимо заменять.
  7. Устанавливать и подключать такой котел рекомендуется при помощи специалиста. 
  8. При одноконтурном котле подогретую воду нельзя применять в бытовых целях.
  9. Если произойдет завоздушивание в отопительном контуре, то процесс коррозии значительно ускорится. 
  10. При помощи специального оборудования необходимо контролировать электропроводность теплоносителя. 
  11. Необходимо соблюдать требования к характеристикам теплоносителя. Если они изменятся, то и работа котла снизится. А значит вырабатывать тепло, оборудование будет намного хуже. 

Важные моменты

Если вы решили использовать в своей отопительной системе электрические электродные котлы, то стоит изучить некоторые важные моменты:
  • Для более качественной работы котла необходимо устроить теплоизоляцию трубопроводов;
  • Если у вас уже установлена отопительная система и вы решили поменять оборудование, то при установке электродного котла затраты на электричество значительно повысятся. Желательно применять отопительную систему, которая рассчитаны для таких котлов;
  • Если в вашем доме более одного этажа и на них установлены радиаторы, то рекомендуется установить независимые электродные котлы отдельно для каждой группы;
  • Антифриз протекает чаще, чем вода. Поэтому при использовании его в качестве теплоносителя следует уделять внимание всем разъемным соединениям для предотвращения протечки. 
Электрические электродные котлы не подходят системы «теплый пол» так как температура в такой отопительной системе не может превышать 45°. В таком случае котел не будет давать полную отдачу.

 

Читайте также:

Электродные котлы отопления — vodotopim.com

Электродные котлы отопления работают по иному принципу, чем ТЭН’овые, о которых шла речь в предыдущей статье. Рассмотрим, как они работают и за счёт чего более экономичны, а значит, более выгодны.

Чем отличаются электродные котлы отопления от ТЭН’овых?

Отличие электродных котлов от котлов с ТЭНами в способе нагрева теплоносителя, что, в свою очередь, достигается конструктивными особенностями.

Как нагревается теплоноситель в обычном электрокотле? Сперва нагреваются ТЭНы, а только потом от них нагревается теплоноситель:

В электродном котле теплоноситель нагревается сразу — за счет пропускания через него тока:

Поэтому-то электродный котёл экономичнее на 15…30% других котлов.

Разницу по времени нагрева тэновых и электродных котлов иллюстрирует следующий график:

Внутри котла находится блок электродов. Когда подаётся напряжение, ионы воды или специального антифриза, залитого в систему, начинают хаотичное движение от анода к катоду с частотой 50 ГЦ:

За счёт этого теплоноситель и нагревается. По сравнению с тэновыми котлами, у электродного котла малый стартовый ток, что хорошо для работы автоматики электросетей (не такая большая нагрузка).

Ну и электродные котлы компактнее: вот так для примера выглядит электродный котёл в системе (найдёте самостоятельно котёл?):

Электродные котлы безопасней в работе. Так, в котле с ТЭНом, если по какой-либо причине уйдёт теплоноситель, ТЭН перегреется и сгорит (хорошо, если только ТЭН). Электродный же котёл без теплоносителя не станет работать вообще, т. к. теплоноситель здесь является частью цепи, которая без него будет незамкнутой.

Электродные котлы отопления имеют такой же КПД, как у обычных электрических (с ТЭНом внутри). Но экономить электроэнергию помогает автоматизированная система управления от разработчиков. У электродного котла имеется двухканальный навигатор, на котором задаётся температура, и, когда система достигает этой заданной температуры, автомат отключается.

Специально для владельцев загородной недвижимости разработчики придумали блок управления со спутниковой связью: котлу можно позвонить по телефону и «попросить» прогреть помещение к приезду хозяина до нужной температуры.

Минусы электродных котлов

Несколько ложек дёгтя и здесь есть. Так, электроды подвержены отложению накипи, отчего снижается их мощность.

Второе: с чугунными радиаторами электродные котлы отопления работают, как обычные котлы, то есть экономия здесь не получается (экономии можно достичь другими способами: утеплением дома, правильным подбором управляющей автоматики).

Т. к. ток в таких котлах пропускается через теплоноситель, то имеется риск поражения током.

При пропускании тока через теплоноситель протекает явление, называемое электролизом, что приводит со временем к изменениям свойств теплоносителя. А также при этом выделются газы, завоздушивающие систему. Да и газы эти весьма ядовиты.

Следующий минус. Обычные тосолы, антифризы и дистиллированная вода не годятся в качестве теплоносителя в электродных котлах, а только антифризы, предназначенные для именно таких котлов. Да и цена таких антифризов пока ещё высока. Обычная же вода требует подготовки.

В электродном котле нельзя плавно регулировать мощность без значительного усложнения конструкции котла.

Монтаж электродного котла: как избежать ошибок?

Электродные котлы требуют строгого соблюдения правил монтажа системы отопления, поэтому поручить монтаж системы отопления лучше специалистам фирмы-разработчика. При несоблюдении правил монтажа котёл может быстро выйти из строя. Это, конечно, минус для тех, кто планирует сделать водяное отопление своими руками. Но, как оказалось, не всё так критично.

Основная ошибка в монтаже системы отопления, которую допускают люди, довольно банальна. Заключается она в следующем.

У котла есть выход диаметром дюйм с четвертью. Так вот, стояк нужно делать трубой такого же диаметра, не пытаясь сузить с помощью каких-либо переходников.

Где купить электродные котлы отопления?

На просторах Сети мне встречались разные отзывы об электродных котлах, как положительные, так и отрицательные. Насколько я понял, долговечность котла зависит от материала электродов, ну и, надо полагать, отсюда следует, что качество котла зависит от производителя.

Известным представителем таких котлов является электродный котёл Галан.

Электродные котлы отопления производятся на территории России. Сами котлы делают в Пскове и Северодвинске. А автоматику собирают в Зеленограде.

Полагаю, что полную информацию (в т. ч., где и как купить электродный котёл отопления) можно найти на сайте производителя:

В общем, если от твердотопливного котла вы решительно отказались, а устанавливать газовый по какой-то причине не можете или не хотите, то, возможно, электродные котлы отопления – это то, что вам нужно. Однако впереди ещё одна статья об электрических котлах, так что окончательные выводы пока что делать рано.

электродные котлы отопления

Что такое электродный котел — ESPO Львов | Отопление и водоснабжение

Используемые сегодня отопительные электрические котлы дают прекрасную возможность организации эффективного отопления в самых различных домах, расположенных там, где недоступно газоснабжение. Электродные котлы, которые функционируют от электричества, предоставляют еще и условия для хорошей экономии.

Появление этого типа электрокотлов не только гарантирует экономию, но и позволяет организовывать отопление там, где исключается использование открытых горелок, а также нет возможностей для газификации.

 

В ЧЕМ ЗАКЛЮЧАЮТСЯ ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОДНЫХ КОТЛОВ?

 

Выбор автоматики для электродных котлов осуществляется в зависимости от размеров отапливаемых помещений. Устройства заполняются специальным химическим раствором. Далее осуществляется установка остальных элементов систем отопления. Эти манипуляции делают электродные котлы полностью дееспособными. Запуск сделать очень просто, включив котел в розетку. На продолжительность нагрева влияет площадь отопления.

Процесс нагрева обеспечивает максимальную теплоотдачу, поскольку в котлах находится электролит. После нагревания устройств до заданных температур, управление ими и поддержание на заданных уровнях полностью обеспечивается автоматикой. Контроль и регулировка отопительных систем осуществляется температурными датчиками, устанавливаемыми на входы и выходы отопительных котлов и имеющими возможность регулировки.

Осуществляя выбор электродного котла, покупатель должен обратить внимание на место его расположения, то есть в какой части предстоит работать системе. Если это торцевое помещение, то процесс  отнимет немало времени. Нагревание  электрических электродных котлов длится долго, так как и обычных приборов на природном газу. Преимущество их в том, что могут использоваться практически везде, в том числе в местах, где газ недоступен. Важно еще и то, такие устройства могут устанавливаться на один отопительный радиатор, а, значит, есть возможность организовать выборочное отопление.

 

     

ПОЧЕМУ ЭЛЕКТРОДНЫЕ КОТЛЫ ЭФФЕКТИВНЫ?

 

Ища ответ на вопроскак выбрать электродный котел, будущий пользователь должен иметь представление о том, в чем заключается его эффективность. Низкая эффективность многих котлов заключается в том, что в них теплота с нагревательных элементов снимается механическим способом.

При использовании тэнового устройства циркулирующая вода имеет контакт с небольшой поверхностью. Это обеспечивает нагрев не больше 10 процентов от объема теплоносителя. Взяв во внимание то, что радиаторы охлаждают жидкость,  то котлу потребуется в несколько раз больше циркуляций теплоносителей, чем это необходимо электродному прибору.

Гораздо большая производительность электродных котлов отопления объясняется улучшенным процессом теплового обмена.  При выборе подходящего котла электродного типа обращают внимание на конструкционные и эксплуатационные преимущества. Высокая экономичность котлов данного вида достигается такими факторами:

  • Обеспечение нагрева всего объема теплоносителя в камере;
  • Инерция нагрева снижена в несколько раз в сравнении с аналогичными отопительными системами;
  • Использование систем плавного старта;
  • Контроль температуры посредством автоматики;
  • Надежное функционирование;
  • Эффективность, поскольку работа выполняется за фиксированные промежутки времени;
  • Простая конструкция и современные материалы, используемые при изготовлении;
  • Применение эффективных батарей и двухтрубной системы.     

 

ЧТО ГОВОРЯТ ПОЛЬЗОВАТЕЛИ?

 

Электродный котел отзывы от пользователей имеет самые разные. Они основаны на собственной практике их применения. Немало потребителей подчеркивает, что данные котлы не слишком экономны. При этом, отмечается, что в отдельных случаях такое отопительное оборудование просто незаменимо, в частности, когда природный газ не может быть подведен.

Пользователи ценят электродные котлы за их несложное обслуживание и доступную стоимость. Они дороже газовых котлов, но даже такая цена не может сравниваться со стоимостью угля, да и дров, которые в последнее время существенно подорожали.

Эффективное отопления гарантируется только в том случае, когда обеспечивается функционирование законов сохранения тепла. Отопительные системы должны постоянно нагревать воздух в помещениях, которые полученное тепло постоянно теряют. Если работа котла эффективна, то и радиаторы разогреваются быстрее, и температура в помещениях поднимается уверенней. В этом плане тэновый котел менее предпочитаем, поскольку он нагревает мизерную часть теплоносителей, которые попадают в камеры. В электродных вариантах оборудования нагревается весь объем, чем и повышается производительность.

Влияние нагрева электрода на распределение скорости образования ионов в реакторе плазменного осаждения с емкостной связью с учетом термического разложения

https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2021.110264Получить права и содержание •

Исследовано влияние нагрева электродов на распространение плазмы в реакторе ПГУ.

Модель включала в реакцию термические разложения, такие как SiH 4 ↔ SiH 2  + H 2 .

Варьировались входные условия, такие как мольная доля SiH 4 и давление.

Профили скорости осаждения были неравномерными, хотя распределение плазмы было равномерным.

Реакции тяжелых молекул становятся существенными при рассмотренных более высоких давлениях.

Abstract

В полупроводниковой промышленности электрод в реакторе осаждения с емкостно-связанной плазмой (CCP) часто нагревают, чтобы модулировать свойства материала или регулировать скорость осаждения пленки. Поскольку плотность газа определяется законом идеального газа, нагрев электрода вызывает локальное уменьшение плотности источника вблизи соответствующей оболочки. Таким образом, пространственные изменения параметров плазмы, таких как скорость образования ионов, плотность электронов и плотность радикалов, можно эффективно контролировать, изменяя температуру электрода. SiH 4 /He CCP изучался на примере осаждения гидрогенизированной пленки аморфного кремния при варьировании мольной доли SiH 4 и давления газа.Влияние термического разложения SiH 4 исследовали при повышении температуры электрода до 1273 К. Вопреки ожиданиям, пиковые плотности электронов увеличивались при более высоких температурах электродов, при более высокой доле источника и при более высоком давлении газа. Критические выводы, сделанные в результате моделирования, были подтверждены путем сравнения их с экспериментальными наблюдениями. Хотя температура нагревателя варьировалась, смоделированные профили скорости осаждения и скорости осаждения хорошо соответствовали экспериментальным данным как по среднему значению, так и по форме профиля.

Ключевые слова

Ключевые слова

Доплазность

Усиленное отложение из паровой пары

Емковидно-сцепленная плазма

Гидрообразное симуляция

Гидрогенизированный аморфный кремний

Неизотермические условия на стене

Термическое разложение на стену

Рекомендуемая стационарных изделий (0)

© 2021 Автор. Издано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

%PDF-1.3 % 245 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 245 137 0000000016 00000 н 0000003092 00000 н 0000003301 00000 н 0000003332 00000 н 0000003391 00000 н 0000004466 00000 н 0000004801 00000 н 0000004868 00000 н 0000005077 00000 н 0000005195 00000 н 0000005312 00000 н 0000005449 00000 н 0000005580 00000 н 0000005764 00000 н 0000005937 00000 н 0000006062 00000 н 0000006208 00000 н 0000006347 00000 н 0000006497 00000 н 0000006643 00000 н 0000006783 00000 н 0000006915 00000 н 0000007029 00000 н 0000007147 00000 н 0000007307 00000 н 0000007498 00000 н 0000007664 00000 н 0000007787 00000 н 0000007982 00000 н 0000008142 00000 н 0000008268 00000 н 0000008394 00000 н 0000008545 00000 н 0000008682 00000 н 0000008815 00000 н 0000008943 00000 н 0000009057 00000 н 0000009172 00000 н 0000009286 00000 н 0000009441 00000 н 0000009588 00000 н 0000009684 00000 н 0000009781 00000 н 0000009877 00000 н 0000009973 00000 н 0000010069 00000 н 0000010165 00000 н 0000010259 00000 н 0000010352 00000 н 0000010447 00000 н 0000010542 00000 н 0000010636 00000 н 0000010730 00000 н 0000010825 00000 н 0000010919 00000 н 0000011014 00000 н 0000011109 00000 н 0000011204 00000 н 0000011299 00000 н 0000011393 00000 н 0000011489 00000 н 0000011585 00000 н 0000011679 00000 н 0000011774 00000 н 0000011869 00000 н 0000011964 00000 н 0000012059 00000 н 0000012153 00000 н 0000012249 00000 н 0000012343 00000 н 0000012438 00000 н 0000012534 00000 н 0000012629 00000 н 0000012726 00000 н 0000012823 00000 н 0000012919 00000 н 0000013015 00000 н 0000013288 00000 н 0000013457 00000 н 0000017283 00000 н 0000017849 00000 н 0000018265 00000 н 0000018359 00000 н 0000018651 00000 н 0000018936 00000 н 0000019182 00000 н 0000019357 00000 н 0000019398 00000 н 0000019648 00000 н 0000020020 00000 н 0000020394 00000 н 0000020468 00000 н 0000020730 00000 н 0000021166 00000 н 0000021516 00000 н 0000027216 00000 н 0000027586 00000 н 0000028130 00000 н 0000034956 00000 н 0000035557 00000 н 0000036288 00000 н 0000038788 00000 н 0000039160 00000 н 0000039565 00000 н 0000039881 00000 н 0000040249 00000 н 0000040757 00000 н 0000040965 00000 н 0000040988 00000 н 0000041318 00000 н 0000042048 00000 н 0000042203 00000 н 0000042503 00000 н 0000043476 00000 н 0000045833 00000 н 0000045856 00000 н 0000048120 00000 н 0000048143 00000 н 0000049861 00000 н 0000049884 00000 н 0000051752 00000 н 0000051775 00000 н 0000053572 00000 н 0000053595 00000 н 0000053869 00000 н 0000054273 00000 н 0000055925 00000 н 0000055948 00000 н 0000057632 00000 н 0000057655 00000 н 0000057734 00000 н 0000059187 00000 н 0000061865 00000 н 0000061943 00000 н 0000063700 00000 н 0000003432 00000 н 0000004444 00000 н трейлер ] >> startxref 0 %%EOF 246 0 объект > эндообъект 247 0 объект [ 248 0 Р ] эндообъект 248 0 объект > /Ф 285 0 Р >> эндообъект 249 0 объект > эндообъект 380 0 объект > поток HTKlg w$lbB-+AP5kPb[ &vv6™Q8TzSo8p=_pĭ#>|;

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

(PDF) Нагрев электрода в дуге «провод-плоскость»

, а e — величина электрического заряда на одном электроне.

Нижние индексы e и i используются для электронов и ионов соответственно

.

По мере того, как разряд переходит из переходной фазы пробоя

в самоподдерживающуюся, плотность заряженных частиц

увеличивается на многие десятилетия. Следовательно, влияние пространственного заряда

на начальное распределение потенциала возрастает.

Однако для идеально поглощающих электродов эти высокие

плотности заряженных частиц резко падают вблизи электродов,

образуя области оболочки с высокими градиентами температуры и плотности

. Хотя основные уравнения остаются одинаковыми для оболочки и основных областей, величины отдельных членов в уравнениях

. (1)-(5) сильно различаются в разных частях дуги. Таким образом, мы можем упростить управляющие уравнения, соответствующим образом масштабируя каждый член.

Рассмотрим сначала центральную часть дуги, где

плотность и температура заряженных частиц высоки. Масштабируем V с приложенным напряжением

, градиентами с длиной зазора

L,

и обезразмериваем числовые плотности плотностью числа

, что сделает дебаевскую длину равной диаметру провода

, NR =

кТл,

е0/е2d2.Здесь d — диаметр проволоки.

Когда плотность чисел равна 1 или меньше, левая

часть уравнения. (5) преобладает над правой частью. По мере того, как плотности чисел

возрастают до 104, левая часть становится на 2

десятка меньше правой, и решение нулевого порядка в этом случае равно

N, = N, = N.

Подставляя это решение, используя допущение

T,

= Tj =

T,,

=

T,

, умножая уравнение. (1) на пи и уравнение. (2)

через ,uu, и складывая и вычитая эти два уравнения, получаем

соответственно e/k)(PR),

(6)

WNVV) = [(pi

-/leV2p;pCte]V- RI.

(7)

Аналогично, масштабируя T на 1 эВ, мы видим что тепловые

члены проводимости в уравнениях (31 и (4) на порядки меньше остальных членов. Если пренебречь

этими членами, умножая(3 1 на ,u, а уравнение (4) на ,uu, и

складывая два уравнения, получаем

V*[TV(NT)] = — $(e2/k2)NVvVV. (8)

Рассмотрим теперь механизмы ионизации.Ионизация электронным ударом, термическая ионизация и трехчастичная рекомбинация определяют образование и рекомбинацию ионов и

электронов в дуговом разряде.

определяется как

P= ai,ueEN,,

где первый коэффициент ионизации Таунсенда ai зависит

от электрического поля по соотношению

Здесь

Ai

и

B,

— константы, которые зависят от типа рассматриваемого газа

. Здесь а практически равно нулю при значениях электрического поля ниже порогового значения. Поскольку электрическое поле в основной области дуги ожидается ниже этого порога, ионизация электронным ударом должна быть пренебрежимо малой в основной области разряда. Однако этот механизм ионизации важен в областях оболочки.Чистое образование

за счет термической ионизации и трехчастичной рекомбинации дается уравнением Саха as5

P-R = yNe [ 2;” (2ay2K)?» где y зависит от температуры электронов как

Здесь N,* — числовая плотность нейтралов, г, — статистическая

кал. масса ионов, г, — статистическая масса земли

состояние нейтральных частиц,

м,

— масса электрона, Vi

— потенциал ионизации основного состояния, а h —

постоянная Плана.

Первый член в правой части уравнения. (9) имеет

экспоненциальную зависимость от температуры. Правая часть

показывает баланс между двумя очень большими числами

по сравнению с левой частью. Небольшое изменение температуры

приводит к большой разнице двух членов в правой части

по сравнению с левой частью. Следовательно, для решения нулевого порядка

два члена в правой части

должны быть равны.При таком упрощении результирующие определяющие уравнения для основной части разряда имеют следующий вид:

, (10)

V*[ TV(NT)] = — ;NV?’VV, (11)

N2

= .3$L(~~3’2exp(-.5). (12)

Здесь

T

выражено в эВ.Предположение о

идеально поглощающих поверхностях электродов привело бы к нулевой

плотности частиц на электродах». Чанг* получил два набора

граничных условий с эмиссией и без нее на поверхности

. Грейвс и Дженсен отметили, что нулевая плотность частиц на электродах может привести к значительным вычислительным трудностям. Они считали, что поток ионов на электродах

обусловлен только дрейфом.Это приводит к отличной от нуля плотности ионов на электродах и позволяет избежать очень тонких диффузионных слоев

вблизи поверхностей. Это упрощение уменьшает числовые трудности, не влияя существенно на решение. Поток

электронов на катоде был связан с потоком падающих

ионов через коэффициент эмиссии. золото, алюминий или медь в качестве электродных материалов

.Для этих материалов нулевая плотность частиц

кажется подходящим граничным условием из-за малой эмиссии электронов. Однако, чтобы избежать сингулярного поведения, к которому может привести условие нулевой плотности, мы приписываем электродам ненулевую, но очень маленькую плотность частиц. Численные эксперименты показали, что результаты

существенно не меняются, если заданное значение плотности частиц

на электродах отлично от нуля и очень мало.Изменение

466 Физ. Жидкости B, Vol. 4, № 2, февраль 1992 г. Джог, Коэн и Айясвами 466

Загружено 13 августа 2010 г. по адресу 158.130.78.178. Распространение в соответствии с лицензией AIP или авторским правом; см. http://pop.aip.org/about/rights_and_permissions

Frontiers | Термоемкостный электрохимический цикл на углеродном суперконденсаторе для преобразования низкопотенциального тепла в электричество

Введение

Большое количество низкопотенциального тепла (<100°C) существует в окружающей среде и в виде сбросного тепла в промышленных процессах. Эффективное преобразование этого низкопотенциального тепла в электричество является сложной задачей из-за низкой разницы температур и распределенного характера этих источников тепла (Bell, 2008; Rattner and Garimella, 2011; Chu and Majumdar, 2012). Твердотельные термоэлектрические материалы, работающие на разнице температур между двумя тепловыми резервуарами, изучались как основные кандидаты для преобразования тепла в электричество (Rosi, 1968; DiSalvo, 1999; Poudel et al., 2008; Snyder and Toberer, 2008). . Показатель качества (ZT) термоэлектрических материалов может достигать 2 при высоких температурах, но ограничивается 1.5 ниже 100°C, что приводит к низкой эффективности преобразования <3% при сборе низкопотенциального тепла (Vining, 2009; Kraemer et al., 2011; Zebarjadi et al., 2012; Feng et al., 2013). Эффект Зеебека в электрохимических термогальванических элементах также был исследован, но плохой ионный перенос массы между двумя тепловыми резервуарами дает низкую эффективность <0,5% (Quickenden and Mua, 1995; Hu et al. , 2010). Интерес вызывают и другие технологии, такие как термоионные двигатели и термоэлектрические двигатели на ультрахолодных атомах, но они, как правило, дороги и неэффективны (Brantut et al., 2013; Меир и др., 2013). Имеющиеся в настоящее время преобразователи тепла в ток, работающие в низкопотенциальном тепловом режиме, достигают КПД не выше нескольких процентов.

Недавние исследования термодинамического цикла с использованием электрохимических элементов показывают большой потенциал. В этих системах соединение либо с горячим, либо с холодным резервуаром чередуется в цикле (Lee et al., 2014; Yang et al., 2014a,b; Härtel et al., 2015b). Этот электрохимический тепловой двигатель преобразует тепло в электричество, работая в режиме зарядки-нагрева-разряда-охлаждения, который напоминает тепловую машину Стирлинга и Карно, которая производит механическую работу посредством цикла нагрева-расширения-охлаждения-сжатия.Существует две категории термоэлектрохимических циклов: термически регенеративный электрохимический цикл (ТРЭХ) и термоемкостной электрохимический цикл (ТСЭХ). TREC основан на температурно-зависимой окислительно-восстановительной реакции (фарадиевой реакции) в аккумуляторной системе. Напряжение батареи зависит от температуры и определяется уравнением Нернста (Hammond and Risen, 1979; Chum, 1981; Wessells et al., 2011), таким образом, настраиваясь вместе с изменением температуры. Чистая энергия производится за счет разности напряжений, возникающей в результате поглощения тепла и изменения энтропии в системе.Ли и др. (2014) разработали TREC с использованием катода из гексацианоферата меди (CuHCF) и анода Cu/Cu + . Они использовали электролиты NaNO 3 и Cu(NO 3 ) 2 для электродов CuHCF и Cu соответственно, которые были разделены анионообменной мембраной. Система показала эффективность преобразования тепла в ток 3,7% при циклическом изменении температуры от 10 до 60°C. КПД 5,7 % может быть достигнут при рекуперации тепла 50 %, что сравнимо с термоэлектрическими материалами с ZT ≈ 3.5 при этом небольшом градиенте температуры. Однако при дальнейшем развитии технологии TREC необходимо учитывать некоторые ограничения, такие как ограниченный потенциал материалов для электродов из-за жестких требований в этой системе, длительное время ожидания для каждого цикла и низкая эффективность наряду с высокой стоимостью.

TCEC использует зависящий от температуры электростатический потенциал (нефарадиев) в двойном электрическом слое (EDL) для создания термодинамического цикла (Härtel et al., 2015b). Аккумулирование энергии в EDL, которое широко используется в суперконденсаторах, основано на электростатическом разделении зарядов при поляризации на границе раздела углеродный электрод/электролит (Fraccowiak and Beguin, 2001; Goodenough et al., 2007; Чжан и Чжао, 2009 г.; Чжу и др., 2011; Конвей, 2013). Теория Гуи-Чепмена-Штерна (GCS) моделирует распределение ионов вблизи плоских электродов, а распределение потенциала (φ) может быть описано уравнением Пуассона-Больцмана (Von Helmholtz, 1879; Gouy, 1910; Chapman, 1913; Stern , 1924; Лопес-Гарсия и др. , 2011):

φ=Lσε0εr=2kbTesin h−1(σ8CNAε0εrkbT) (1)

где k b – постоянная Больцмана, T – абсолютная температура, e – заряд электрона, σ – поверхностная плотность заряда, C – концентрация ионов в объеме раствора, N A – Постоянная Авогадро, ε 0 — диэлектрическая проницаемость вакуума, ε r — относительная диэлектрическая проницаемость электролита, а L — эффективная толщина ДЭС.

Как описано в уравнении. 1, извлечение энергии методом емкостного смешивания (CAPMIX) изучалось путем смешивания морской соленой воды с речной пресной водой (Brogioli, 2009; Brogioli et al., 2012, 2013; Hatzell et al., 2014; Härtel et al., 2015a). ). Тенденция заряженных ионов удаляться от электрода при уменьшении концентрации соли приводит к расширению ДЭС; это называется «емкостным двухслойным расширением» (CDLE). Увеличенная толщина ДЭС уменьшает емкость и тем самым увеличивает электродный потенциал при фиксированном заряде электрода. Таким образом, положительный электрод становится более положительным, а отрицательный электрод становится более отрицательным, что приводит к увеличению полного напряжения ячейки. Потенциал также показывает почти линейное увеличение с температурой, поскольку первый член k b T обеспечивает преобладающую зависимость T (Rica et al., 2012; Janssen et al., 2014). На основе этой температурной зависимости можно разработать TCEC. Схематическая диаграмма цикла заряд-напряжение показана на рисунке 1А. Суперконденсатор заряжается извне при T c (этап 1), а затем нагревается до T ч при разомкнутой цепи (этап 2).Повышение температуры увеличивает тепловое движение ионов, и, таким образом, ионы продвигаются дальше в раствор, что приводит к CDLE. Кроме того, ε r обычно уменьшается с повышением температуры, поэтому емкость еще больше уменьшается, а потенциал электрода увеличивается. Затем ячейка разряжается при более высоком потенциале при T h , и энергия может собираться через внешнюю цепь (шаг 3). Цикл завершается охлаждением от T h до T c при разомкнутом контуре, который сжимает ДЭС (шаг 4).Эффективность (η) можно рассчитать как:

η=W-ElossQh-Qrec (2)

, где W=∮dW=∮TdS=−∮Vdq — максимальная работа между разрядом и зарядом в цикле. E потери потери энергии в системе. Q h — суммарный подвод тепла от горячего резервуара к устройству и складывается из тепловых потоков при нагреве, происходящем на этапе 2, и изотермическом сбросе на этапе 3. При изотермической работе при T c и T h , эффективность системы может быть повышена за счет рекуперации тепла ( Q rec ), так как часть тепла, отводимого на этапе охлаждения 4, может быть использована для нагрева на этапе 2 (Bejan and Kraus, 2003; Серт и Лестина, 2014).Эффективность рекуперации 50–70% может быть легко достигнута (Lee et al., 2014; Yang et al., 2014a). Недавно Härtel и соавт. (2015b) представили термоемкостный цикл, который собирал слабое тепло с использованием коммерческого суперконденсатора 10 F между T c = 0°C и T h = 65°C. Однако эффективность, рассчитанная по уравнению (2), составляет всего 0,5% без учета рекуперации тепла, что на порядок ниже теоретической модели, показанной на рисунке 1В (Janssen et al., 2014; Хартель и др., 2015b).

Рисунок 1 . (A) Принципиальная схема цикла заряд-напряжение для термоемкостного электрохимического цикла (ТСЭХ). (B) Теоретическая эффективность TE и TCEC (η rec : эффективность рекуперации тепла).

Здесь мы улучшили характеристики элементов TCEC, оптимизировав конструкцию элемента и применив углеродные материалы для ослабления неравномерного нагрева и саморазряда. Самодельный карманный элемент, собранный из активированного угля, достиг эффективности преобразования тепла в электричество, равной 3. 05% при циклическом изменении температуры от 10°C до 65°C без рекуперации тепла. И эта эффективность может быть дополнительно улучшена до 3,95% за счет использования эксфолиированных графеновых нанолистов (МЭГ) в микроволновой печи и МЭГ, обработанных азотной кислотой. TCEC на суперконденсаторе на основе графема также показал более высокую стабильность и долговечность.

Материалы и методы

Подготовка электродных материалов

Наш недорогой метод решения позволяет получать малослойный МЭГ путем мягкого окисления (Zheng et al., 2011; Zhai et al., 2014). Около 1 г чешуек природного графита (Sigma Aldrich) добавляли в 50 мл мягкого окислителя, состоящего из концентрированного H 2 SO 4 (96%; Sigma Aldrich) и перекиси водорода (30%; Prolabo) в объеме соотношение 9:1. Полученную смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 2 ч, а затем несколько раз промывали деионизированной водой для удаления остаточных реагентов. Нанолисты МЭГ были получены после облучения высушенного порошка от предыдущего окисления в микроволновой печи (700 Вт) в течение 1 мин.

Изготовление ячеек для пакетов

Равномерный нагрев в коммерческом суперконденсаторе цилиндрического типа трудно обеспечить за считанные минуты, и в результате перед саморазрядом происходит лишь небольшое количество CDLE. Это указывает на то, что вся ячейка должна быстро и равномерно нагреваться, чтобы максимизировать рост теплового напряжения и последующий разряд. Поэтому была использована двухэлектродная конфигурация ячейки-мешка. Для электрохимической ячейки на основе активированного угля используется порошок активированного угля (Kuraray Chemical Co., 1300 м 2 /г) и 5 ​​мас.% политетрафторэтилена (ПТФЭ, 60% дисперсия в воде) смешивали в пасту и затем наносили на алюминиевый токосъемник (Fraccowiak and Beguin, 2001; Zhang and Zhao, 2009; Zhu и др., 2011). После сушки в течение ночи при 100°C в вакууме два угольных электрода (40 мкм, ~5 мг) и пористый полипропиленовый сепаратор (Celgard3501) помещали между 250 мкл электролита [1,5 М тетрафторборат тетраэтиламмония (TEA-BF4), сольватированный в ацетонитриле (AN )] (Столлер и Руофф, 2010). Типичная толщина ячейки составляла 1–1,5 мм.

Электроды МЭГ будут подготовлены путем нанесения суспензии (порошки МЭГ с 5 мас.% ПТФЭ) на графитовые стержни для измерения электродного потенциала и на алюминиевую фольгу для сборки ячеек TCEC. Электроды будут высушены в течение ночи при 100°C в вакууме, промыты этанолом, а затем пропитаны электролитами (1,5 М TEA-BF4, растворенный в AN).

Характеристика микроструктуры

Структуру поперечного сечения электрода МЭГ определяли с помощью сканирующего электронного микроскопа (Hitachi S-4800).Пленки МЭГ имели толщину около 32 мкм и массу 2–3 мг (рис. 2).

Рисунок 2 . Поперечное сечение электрода из эксфолиированного графена, подвергнутого микроволновой обработке.

Электрохимические измерения

Изменения напряжения холостого хода (OCV) суперконденсатора во время нагрева или охлаждения измерялись потенциостатами с двухэлектродной конфигурацией (Gamry, ссылка 3000). Процесс заряда или разряда также проводился в тех же потенциостатах при постоянном токе 100 мА/г.

Результаты и обсуждение

Мы измерили напряжение элемента, поместив полностью заряженный суперконденсатор Panasonic 4,7 F в резервуар с горячей водой при температуре 65°C (рис. 3A). После нагрева напряжение увеличивалось в первые 100 с, а затем уменьшалось с течением времени. Таким образом, время отклика CDLE быстрее саморазряда. Температурный коэффициент (α=ΔV/ΔT), равный 0,593 мВ/К, был измерен путем повышения теплового напряжения при различных температурах для полностью заряженного суперконденсатора (черные квадраты, рисунок 3B), что согласуется с ранее опубликованными результатами (Härtel et al., 2015б). Однако в коммерческом суперконденсаторе цилиндрического типа трудно достичь равномерного нагрева за считанные минуты, и в результате перед саморазрядом происходит лишь небольшое количество CDLE. Это указывает на то, что вся ячейка должна быстро и равномерно нагреваться, чтобы максимизировать рост теплового напряжения и последующий разряд. Таким образом, в последующем эксперименте использовалась двухэлектродная конфигурация ячейки мешочка (рис. 3C). Самодельный термоэлектрический термоциклер использовался для управления нагревом и охлаждением с помощью программ LabVIEW.Для обеспечения хорошего теплового контакта на все поверхности была нанесена термопаста (Omega) (Kraemer et al., 2011; Feng et al., 2013; Yang et al., 2014a). На рис. 3D показана экспериментальная кривая заряд-напряжение карманного элемента с электродами из активированного угля; полученная работа составила 1,6 Дж/г при циклировании между Т с = 10°С и Т ч = 65°С. Измеренное значение α составило 1,09 мВ/К (красное пятно, рис. 3B), что выше, чем у коммерческого суперконденсатора.

Рисунок 3 . (A) OCV для полностью заряженного суперконденсатора (Panasonic 4,7 F) при 65°C. (B) Повышение напряжения ячейки в зависимости от температуры. (C) Самодельный температурный амплификатор TE и мешочная ячейка. (D) Цикл заряд-напряжение для карманного элемента с использованием электродов из активированного угля. (E) График зависимости напряжения ячейки от времени для первого и второго тепловых циклов ( I измерение = 100 мА/г, t 3 / t 1 ~ 0,6).

Эффективность TECE может быть получена после знания выходной работы и подведенного тепла.Количество общей тепловой энергии, используемой в первичном источнике тепла (здесь использовался термоэлектрический модуль), зависит от настройки системы контроля температуры, которую трудно определить. Ссылаясь на другие исследовательские работы в смежной области (Lee et al., 2014; Yang et al., 2014a,b; Härtel et al., 2015a,b), он подтверждает, что расчетный КПД включает только тепловую энергию, поглощаемую устройством. и не включает общую энергию, использованную в первичном тепловом ресурсе. В отличие от термоэлектрического устройства ТЭП работает в изотермическом режиме, что свидетельствует о том, что для поддержания разницы температур не требуется дополнительной энергии. В принципе, общая необходимая тепловая энергия Q ч состоит из двух частей: одна для повышения температуры в устройстве Q2=CPΔT (шаг 2), а другая – это тепло, поглощаемое при высокой температуре для преобразования энергии Q3=Th ∫dS=-∫Vdq=-Th∫(∂V∂T)qdq≈Th|α|Δq (шаг 3). Учитывая массовое соотношение каждого материала, удельная теплоемкость ( C p ) карманного элемента составила 0,685 Дж/г·К. Следовательно, Q h равно 52,4 Дж/г, и может быть достигнута эффективность 3,05%.КПД можно повысить до ~4,76% при рекуперации тепла 50%.

Одним из наиболее перспективных способов дальнейшего повышения эффективности преобразования является снижение значительных потерь энергии, вызванных утечкой заряда. Как показано на рисунке 3D, повышение напряжения ячейки ячейки переменного тока составило 58 мВ на этапе 2, что близко к расчетному значению 59,95 мВ (ΔV = αΔT). Однако значительное падение напряжения, вызванное утечкой заряда, снизило эффективное повышение напряжения до 41 мВ. Как видно на рисунке 3E, утечка заряда также произошла во время изотермической разрядки (этап 3), поскольку количество разряда на этапе 3 меньше, чем количество заряда, переданного ячейке на этапе 1, что приводит к кулоновской эффективности ~ 65% .Идеальная кривая расхода должна следовать красной пунктирной линии; желтая область представляет потерю энергии. Когда ячейка TCEC с обоими одинаковыми угольными электродами полностью разряжена при T c , базовые потенциалы положительного (φ Tc + ) и отрицательного (φ Tc ) электродов должны быть равны то же значение, что и их заданный собственный потенциал (φ Tc0 ), и, следовательно, напряжение ячейки В ячейка = φ Tc + — φ Tc = 0.При внешней зарядке напряжением В вн при Т вн (этап 1) базовый потенциал положительного электрода увеличивается до φ Tc + = В 90

вн , а отрицательного электрода уменьшается до φ Tc = − В ext /2, в результате чего напряжение на ячейке В ячейка В 5 ext. При нагреве с T c до T h (этап 2) и разрядке на T h (этап 3) ячейка V h увеличивается, но температура CDLE увеличивается Повышение также увеличивает утечку заряда из-за саморазряда в ДЭС, который управляется двумя механизмами.В электролите ионы стремятся удалиться от электрода, что увеличивает их сольватацию (Reszko-Zygmunt et al., 2005; Fletcher et al., 2010; Andreas, 2015). В угольном электроде базовый потенциал каждого заряженного электрода (φ Tc + , φ Tc ) имеет тенденцию возвращаться к их собственному потенциалу (Brogioli, 2009; Brogioli et al., 2012). Наше предыдущее исследование показывает, что собственный потенциал можно регулировать, регулируя концентрацию сильных кислотных групп на угольном электроде.Поэтому для решения проблемы медленной диффузии ионов (Brogioli, 2009; Fletcher et al., 2010), десольватации ионов (Levy et al., 2012; Bankura et al., 2013) и частичного перекрытия EDL (Schaldach et al., 2004; Huang et al., 2008; Biesheuvel et al., 2014) в сложной геометрии узких пор в активированном угле при нагреве использовали малослойный МЭГ (Zheng et al., 2011; Zhai et al., 2014). ) и HNO 3 — обработанный МЭГ (N-МЭГ) в качестве электродных материалов.

Рисунок 4A представляет собой зависимость потенциала основания электрода от напряжения.изменение теплового потенциала отдельного свежеприготовленного МЭГ-электрода. Измеренные данные для различных V ext могут быть аппроксимированы теорией GCS сплошной черной кривой (Brogioli, 2009; Brogioli et al., 2012; Hatzell et al., 2014) (Примечание: мы показываем только точки данных ). V доб = 500 мВ на рис. 4А.). Для идентичной электродной системы, использующей МЭГ как для положительного, так и для отрицательного электродов, зеленое пятно представляет собственный потенциал φ Tc0 электрода МЭГ при T c = 10 °C, а зеленые квадраты (φ Tc + , φ Tc ) – базовые потенциалы положительно и отрицательно заряженных электродов МЭГ при внешнем напряжении 500 мВ и соответствующем изменении их теплового потенциала (φ Tc + , φ Tc ) после нагрева до Т ч = 65°С.Как уже отмечалось, внешняя зарядка преобладает над потенциалами основания электрода до φ Tc + и φ Tc , и, таким образом, соответствующие Δφ + и Δφ определяются вдоль кривой ОСК. Синее пятно — собственный потенциал электрода МЭГ, обработанного азотной кислотой в течение 12 ч, который уменьшается до менее положительного значения (φ Tc0 ) и примерно совпадает с кривой ОКС. Используя MEG, обработанный HNO 3 , в качестве отрицательного электрода, утечка заряда в TCEC может быть улучшена за счет работы с меньшей движущей силой между φ Tc и φ Tc0 (синяя стрелка), чем между φ Tc и φ Tc0 (зеленая стрелка).На рис. 4В показан цикл заряд-напряжение, выполняемый карманной ячейкой с использованием МЭГ и МЭГ, обработанного HNO3, в качестве положительного и отрицательного электродов соответственно. Измеренное значение α составляет 1,32 мВ/К (синий треугольник, рис. 3B), что может генерировать более высокое повышение напряжения при термостимулировании, чем у клетки с активированным углем, и получать больше чистого электричества ~2,6 Дж/г. Таким образом, система достигает высокой эффективности преобразования 3,95% без рекуперации тепла, так как оценка C p равна 0.87 Дж/г. Из графика зависимости напряжения от времени, показанного на рисунке 4C, мы видим, что утечка заряда может быть улучшена за счет более линейной кривой разряда, таким образом, кулоновская эффективность была улучшена до ~80%.

Рисунок 4 . (A) Базовый потенциал МЭГ-электрода в зависимости от изменения теплового потенциала ( T c = 10°C, T h = 65°C). (B) Цикл заряд-напряжение для карманного элемента с использованием МЭГ (положительный) и электродов, обработанных HNO 3 МЭГ (отрицательный). (C) График зависимости напряжения ячейки от времени для первого и второго тепловых циклов ( t 3 / t 1 ~ 0,8).

Заключение

Таким образом, мы протестировали TCEC на коммерческом суперконденсаторе, суперконденсаторе на основе активированного угля и суперконденсаторе на основе МЭГ. TCEC на серийном суперконденсаторе давал низкий КПД преобразования (<1%), что было связано с неравномерным нагревом конструкции цилиндрического типа. Чтобы максимизировать повышение теплового напряжения, а затем и последующий разряд, мы создали самодельную систему контроля температуры и использовали ячейку с двухэлектродной конфигурацией на основе активированного угля, которая успешно повысила термоэлектрический КПД до более высокого уровня, равного 3.05%. Было показано, что производительность может быть улучшена, если бы мы могли уменьшить потери энергии в результате утечки заряда. Собственный потенциал МЭГ регулировали обработкой азотной кислотой. Пакетный элемент из МЭГ в качестве анода и МЭГ, обработанного HNO 3 в качестве катода, показал больший температурный коэффициент и эффективность преобразования энергии подъема 3,95%, в то время как TCEC на нем имел лучшую долговечность и стабильность с кулоновской эффективностью более 80%. Эта работа доказывает, что TCEC является экономичным электрохимическим тепловым двигателем, поскольку он может использовать легкодоступные углеродные материалы и работать без дорогих ионоселективных мембран.Ожидается, что TCEC будет иметь более короткое время цикла, чем TREC, поскольку время уравновешивания для достижения полностью заряженного EDL и время отклика CDLE измеряются минутами. Между тем, регулирование концентрации сильнокислотной группы на угольном электроде оказалось эффективным способом увеличения разности потенциалов между заряженным электродом и его собственным потенциалом, что дает возможности для оптимизации TCEC.

Термический цикл может быть обеспечен соответствующей механической конструкцией; например, тепловое колесо, оснащенное электрохимической ячейкой, вращающейся между горячей и холодной стороной, что могло бы расширить применение этой технологии в промышленности.В отличие от технологий температурного градиента, работающих при малых перепадах температур, изотермический режим термического цикла обеспечивает эффективную рекуперацию (50–70%) тепла из процесса охлаждения обратно в процесс нагрева, что может значительно повысить общую эффективность системы.

Вклад авторов

S-PF разработал экспертные идеи и руководил проектом. XW и S-PF предоставили экспериментальные данные для рукописи и написали рукопись.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Финансирование

Эта работа была в основном поддержана Фондом общих исследований под номерами HKU 712213E и 17202314 (S-PF) Совета по исследовательским грантам Специального административного района Гонконг, Китай. Эта работа также была частично поддержана Темой стратегических исследований по чистой энергии Университета Гонконга и Институтом исследований и инноваций HKU-Zhejiang (HKU-ZIRI).

Ссылки

Андреас, HA (2015). Саморазряд в электрохимических конденсаторах: перспективная статья. Дж. Электрохим. соц. 162, А5047–А5053. дои: 10.1149/2.0081505jes

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Бежан, А., и Краус, А.Д. (2003). Справочник по теплопередаче . Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons.

Академия Google

Бишевель П., Порада С., Леви М. и Базант М. (2014). Силы притяжения в микропористых углеродных электродах для емкостной деионизации. Дж. Сол. ул Электрохим. 18, 1365–1376. дои: 10.1007/с10008-014-2383-5

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Брантут, Дж.-П., Гренье, К., Мейнеке, Дж., Штадлер, Д., Криннер, С., Коллат, С., и др. (2013). Термоэлектрическая тепловая машина с ультрахолодными атомами. Наука 342, 713–715. doi:10.1126/наука.1242308

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Brogioli, D., Ziano, R., Rica, R., Salerno, D., Kozynchenko, O., Hamelers, H., et al. (2012). Использование спонтанного потенциала электродов, используемых в технике емкостного смешивания, для извлечения энергии из разницы солености. Энергетика Окружающая среда. науч. 5, 9870–9880. дои: 10.1039/c2ee23036d

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Броджиоли Д., Зиано Р., Рика Р., Салерно Д. и Мантегацца Ф. (2013). Емкостное перемешивание для извлечения энергии из разностей солености: обзор экспериментальных результатов и электрохимических моделей. J. Коллоидный интерфейс Sci. 407, 457–466. doi:10.1016/j.jcis.2013.06.050

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чепмен, Д.Л. (1913). ЛИ. Вклад в теорию электрокапиллярности. Лонд. Эдинбург Дублин Филос. Маг. J. Sci. 25, 475–481. дои: 10.1080/14786440408634187

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чум, HL (1981). Обзор термически регенеративных электрохимических систем . Голден, Колорадо: Научно-исследовательский институт солнечной энергии.

Академия Google

Конвей, Британская Колумбия (2013). Электрохимические суперконденсаторы: научные основы и технологические приложения .Оттава: Springer Science & Business Media.

Академия Google

Фэн, С.-П., Чанг, Ю.-Х., Ян, Дж., Пудел, Б., Ю, Б., Рен, З., и др. (2013). Изготовление надежных контактов на наноструктурированных термоэлектрических материалах на основе Bi 2 Te 3 . Физ. хим. хим. физ. 15, 6757–6762. дои: 10.1039/c3cp50993a

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Флетчер С., Силларс Ф., Картер Р., Круден А., Мирзаян М., Хадсон Н. и др. (2010). Влияние температуры на характеристики электрохимических конденсаторов с двойным слоем. J. Источники питания 195, 7484–7488. doi:10.1016/j.jpowsour.2010.05.043

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фраковяк, Э., и Бегин, Ф. (2001). Углеродные материалы для электрохимического накопления энергии в конденсаторах. Carbon NY 39, 937–950. дои: 10.1016/S0008-6223(00)00183-4

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Гуденаф, Дж. Б., Абруна, Х., и Бьюкенен, М. (2007). «Потребности в фундаментальных исследованиях для хранения электроэнергии», в Отчет семинара по фундаментальным наукам об энергетике для хранения электроэнергии .дои: 10.2172/935429

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Гуи, М. (1910). По конституции электрического заряда на поверхности электролита. J. Phys. Теор. заявл. 9, 457–468. doi:10.1051/jphystap:01700

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хаммонд, Р. Х., и Ризен, В. М. (1979). Электрохимическая тепловая машина для прямого преобразования солнечной энергии. Солнечная энергия 23, 443–449. дои: 10.1016/0038-092X(79)

-1

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хартель, А., Янссен М., Самин С. и ван Рой Р. (2015a). Фундаментальная теория измерения двойного электрического слоя: значение для сбора голубой энергии и опреснения воды. J. Phys. 27, 194129. doi:10.1088/0953-8984/27/19/194129

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хартель, А., Янссен, М., Вейнгарт, Д., Прессер, В., и ван Рой, Р. (2015b). Преобразование тепла в ток низкопотенциального тепла термоемкостного цикла с помощью суперконденсаторов. Энергетика Окружающая среда.науч. 8, 2396–2401. дои: 10.1039/C5EE01192B

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Hatzell, M.C., Raju, M., Watson, VJ, Stack, A.G., van Duin, A.C., and Logan, B.E. (2014). Влияние функциональных групп сильных кислот на потенциал подъема электрода при емкостном перемешивании путем расширения двойного слоя. Окружающая среда. науч. Технол. 48, 14041–14048. дои: 10.1021/es5043782

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ху, Р., Кола, Б.А., Харам Н., Бариски Дж. Н., Ли С., Стоутон С. и соавт. (2010). Сбор отработанной тепловой энергии с использованием термоэлектрохимической ячейки на основе углеродных нанотрубок. Нано Летт. 10, 838–846. дои: 10.1021/nl

7n

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хуанг, Дж., Самптер, Б.Г., и Менье, В. (2008). Теоретическая модель суперконденсаторов из нанопористого углерода. Анжю. хим. Междунар. Эд. 47, 520–524. дои: 10.1002/ани.200703864

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Янссен, М., Хартель, А., и Ван Рой, Р. (2014). Усиление емкостных устройств синей энергии и опреснения воды за счет отработанного тепла. Физ. Преподобный Летт. 113, 268501. doi:10.1103/PhysRevLett.113.268501

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Kraemer, D., Poudel, B., Feng, H.-P., Caylor, J.C., Yu, B., Yan, X., et al. (2011). Высокопроизводительные плоскопанельные солнечные термоэлектрические генераторы с высокой концентрацией тепла. Нац. Матер. 10, 532. doi:10.1038/nmat3013

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ли, С.W., Yang, Y., Lee, H.-W., Ghasemi, H., Kraemer, D., Chen, G., et al. (2014). Электрохимическая система для эффективного сбора низкопотенциальной тепловой энергии. Нац. коммун. 5, 3942. doi:10.1038/ncomms4942

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лопес-Гарсия, Дж. Дж., Хорно, Дж., и Гроссе, К. (2011). Описание Пуассона-Больцмана двойного электрического слоя, включая эффекты размера ионов. Ленгмюр 27, 13970–13974. дои: 10.1021/la2025445

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Меир, С., Стефанос, К., Гебалле, Т., и Маннхарт, Дж. (2013). Высокоэффективное термоэлектронное преобразование солнечной энергии и тепла в электрическую. Дж. Продлить. Поддерживать. Энергия 5, 043127. doi:10.1063/1.4817730

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Poudel, B., Hao, Q., Ma, Y., Lan, Y., Minnich, A., Yu, B., et al. (2008). Высокие термоэлектрические характеристики наноструктурированных объемных сплавов теллурида висмута и сурьмы. Наука 320, 634–638. doi:10.1126/наука.1156446

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Квикенден Т. и Муа Ю. (1995). Обзор производства электроэнергии в водных термогальванических элементах. Дж. Электрохим. соц. 142, 3985–3994. дои: 10.1149/1.2048446

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Раттнер, А.С., и Гаримелла, С. (2011). Сбор, повторное использование и модернизация энергии для сокращения использования первичной энергии в США. Энергия 36, 6172–6183. doi:10.1016/j.energy.2011.07.047

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Решко-Зигмунт, Дж., Соколовский, С., Хендерсон, Д., и Бода, Д. (2005). Температурная зависимость емкости двойного слоя для ограниченной примитивной модели раствора электролита на основе подхода функционала плотности. J. Chem. физ. 122, 084504. doi:10.1063/1.1850453

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Рика Р., Зиано Р., Салерно Д., Мантегацца Ф. и Броджоли Д.(2012). Термодинамическая связь между зависимостью напряжения от концентрации и адсорбцией солей в электрохимических элементах. Физ. Преподобный Летт. 109, 156103. doi:10.1103/PhysRevLett.109.156103

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Рози, Ф. (1968). Термоэлектричество и термоэлектрическая энергетика. Твердотельный электрон. 11, 833–68. дои: 10.1016/0038-1101(68)

-4

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Шальдах, К., Bourcier, W.L., Paul, P.H., and Wilson, W. (2004). Электростатические потенциалы и поля вблизи инженерных наноструктур. J. Коллоидный интерфейс Sci. 275, 601–611. doi:10.1016/j.jcis.2004.02.092

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Серт Р.В. и Лестина Т. (2014). Технологическая теплопередача: принципы, применение и практические правила . Оксфорд, Великобритания: Academic Press.

Академия Google

Стерн, О.(1924). Zur theorie der elektrolytischen doppelschicht. Berichte der Bunsengesellschaft f elektrolytischen doppe 30, 508–516.

Академия Google

Столлер, М. Д., и Руофф, Р. С. (2010). Методы передовой практики для определения характеристик электродного материала для ультраконденсаторов. Энергетика Окружающая среда. науч. 3, 1294–1301. дои: 10.1039/c0ee00074d

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фон Гельмгольц, Х. (1879 г.). Исследования электрических пограничных слоев. Вид. Анна. 7, 337–382.

Академия Google

Yang, Y., Lee, S.W., Ghasemi, H., Loomis, J., Li, X., Kraemer, D., et al. (2014а). Беззарядная электрохимическая система сбора низкопотенциальной тепловой энергии. Проц. Натл. акад. науч. США 111, 17011–17016. doi:10.1073/pnas.1415097111

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Yang, Y., Loomis, J., Ghasemi, H., Lee, S.W., Wang, Y.J., Cui, Y., et al. (2014б). Безмембранный аккумулятор для сбора низкопотенциальной тепловой энергии. Нано Летт. 14, 6578–6583. дои: 10.1021/nl5032106

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Зебарджади М., Эсфарджани К., Дрессельхаус М., Рен З. и Чен Г. (2012). Перспективы термоэлектрики: от основ до приложений. Энергетика Окружающая среда. науч. 5, 5147–5162. дои: 10.1039/C1EE02497C

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чжай П., Чанг Ю.-Х., Хуанг Ю.-Т., Вэй Т.-К., Су Х. и Фэн С.-П. (2014). Водорастворимый композит из графеновых нанолистов и платиновых наночастиц, расслаиваемый микроволнами, и его применение в солнечных элементах, сенсибилизированных красителем. Электрохим. Acta 132, 186–192. doi:10.1016/j.electacta.2014.03.145

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чжэн, Р., Гао, Дж., Ван, Дж., Фэн, С.-П., Охтани, Х., Ван, Дж., и др. (2011). Термическая перколяция в стабильных графитовых суспензиях. Нано Летт. 12, 188–192. дои: 10.1021/nl203276y

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Zhu, Y., Murali, S., Stoller, M.D., Ganesh, K., Cai, W., Ferreira, P.J., et al. (2011). Суперконденсаторы на основе углерода, полученные путем активации графена. Наука 332, 1537–1541. doi:10.1126/наука.1200770

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Высоковольтные электроды HVJ Системы отопления для котлов

Модель HVJ: использование преимуществ технологии

Значительное снижение затрат на электроэнергию за счет непиковой мощности

Прецизионные котлы модели HVJ обеспечивают практически мгновенную подачу пара при запуске. Котел имеет КПД 99,97% по сравнению с примерно 80% КПД обычных газовых котлов.Электрический котел также производит более качественный пар и устраняет необходимость в влагоотделителях в линиях. Затраты на техническое обслуживание намного ниже, чем у его газовых аналогов.

HVJ также позволяет объектам использовать непиковые тарифы на электроэнергию, производя пар в это время с гораздо меньшими затратами. Системы управления позволяют отслеживать и анализировать использование энергии, а также позволяют вносить коррективы для повышения эффективности. Он идеально подходит для стратегий смены топлива. Фактически, некоторые коммунальные предприятия внедрили программы, которые будут оплачивать установку оборудования котлов HVJ, чтобы позволить компаниям начать эффективные программы перехода на другой вид топлива.Для получения более подробной информации напишите нам по электронной почте.

Это одна из самых замечательных инноваций в отрасли.

Основные преимущества

▪ Более низкая стоимость установленного капитала
▪ Меньше размер
▪ Несколько запатентованных запасных частей
▪ Нижние затраты на обслуживание
▪ Более высокая надежность
▪ Меньшее количество водоподготовки
▪ Более подробное страхование Ошибка
▪ Быстрое запуск
▪ Полная модуляция от 0 до 100% выходного сигнала
▪ Отсутствие возможного повреждения от удара холодной водой
▪ Более высокая эффективность — 99.5 % при 100 % производительности
— не будет снижаться со временем
— исследования/испытания производительности не требуются
▪ Быстрая реакция на колебания нагрузки
▪ (изменение производительности 0–100 % менее чем за 5 секунд)
▪ Лучшее качество пара (99,5 % Чистый)
▪ Отсутствие возможных повреждений из-за состояния «низкого уровня воды»
▪ Отсутствие вероятности «катастрофического» отказа
(т. е. взрыва у камина)
▪ Экологичность – отсутствие продуктов горения

 

Заслуживающие внимания котлы HVJ

▪ 3M
▪ Anmed Medical
▪ Ткань
▪ Capsugel / Pfizer
▪ Delta ToC
▪ Gold-Kist
▪ Hoi Mor
Industrial
▪ IBM
▪ Kerr-McGee
▪ People Phower
▪ Metrolina

▪ Mar-Jac Poultry
▪ Nestle
▪ Princess Cruises
▪ Quantegy
▪ Rock-Tenn
▪ R.Р. Доннелли
▪ Слей Балк
Терминал
▪ Тайсон
▪ Ригли

 

   Высоковольтный электродный котел HVJ

Электродная эрозия дугового нагревателя с помощью эмиссионной спектроскопии

  • [1] Луо Ю., Ван Л., Данг Л.Н., Лю Дж.Б., Чжан Дж. и Лю С., «Эксперимент по абляции Arcjet для моделирования входа в Челябинский астероид», Китайский журнал теоретической и прикладной механики , Vol. 52, № 5, 2020. С. 1362–1370.

  • [2] Чжан Дж. Л., Ян Дж. Д. и Фанг М. Т. С., «Испарение электрода и его влияние на поведение термической дуги», IEEE Transaction on Plasma Science , Vol. 32, № 3, 2004 г., стр. 1352–1361. https://doi.org/10.1109/TPS.2004.827606

  • [3] Шараховский Ю.Л., Маротта А., Борисюк В.Н. Теоретическое и экспериментальное исследование эрозии медных электродов в электродуговых нагревателях: II. Экспериментальное определение параметров пятна дуги», Journal of Physics D: Applied Physics , Vol.30, № 14, июль 1997 г., стр. 2018–2025. https://doi.org/10.1088/0022-3727/30/14/009

  • [4] Чжоу С., Хеберлейн Дж. и Пфендер Э., «Теоретическое исследование факторов, влияющих на дуговую эрозию катода», IEEE Transactions on Components, Packaging, and Manufacturing Technology: Part A , Vol. 17, № 1, 1994, стр. 107–112.

  • [5] Чжан Дж. Л., Фанг М. Т. С. и Ньюленд Д. Б., «Теоретическое исследование азотной дуги постоянного тока 2 кА в сверхзвуковом сопле», Journal of Physics D: Applied Physics , Vol.20, № 3, март 1987 г., стр. 368–379. https://doi.org/10.1088/0022-3727/20/3/020

  • [6] Глейз А., Буазиз М., Гонсалес Дж. Дж. и Разафиниманана М., «Влияние материала анода на аргон Arc», IEEE Transactions on Plasma Science , Vol. 25, № 5, 1997, стр. 891–896. https://doi.org/10.1109/27.649586

  • [7] Сенте Р.Н., Мунц Р.Дж. и Друэ М.Г., «Влияние низких концентраций многоатомного газа в аргоне на эрозию медных катодов в дуге с магнитным вращением», Плазмохимия и плазменная обработка , Vol.7, № 3, 1987, стр. 349–364.

  • [8] Guan WM, Yuan J., Lv H., Zhu T., Fang YT, Liu JB, Wang HT, Li ZH, Tang ZG и Yang W., «Улучшение поведения гомогенной дуговой абляции катодов CuCr оксидом хрома», Journal of Materials Science & Technology , Vol. 81, август 2021 г., стр. 1–12. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2020.10.083

  • [9] Guan WM, Yuan J., Wang YF, Zhang HY, Lv H., Yang H., Zhu T., Fang YT и Лю Дж.Б., «Неоднородное поведение абляции и механизм разрушения медного катода в воздухе», Технологические науки , Vol. 2020. Т. 63, № 11. С. 2384–2394. https://doi.org/10.1007/s1143-020-1606-9

  • [10] Guan WM, Yuan J., Lv H., Zhu T., Fang YT, Liu JB, Wang HT, Tang ZG и Ян В., «Хром, многообещающий кандидат в катоды для гомогенной дуговой эрозии в воздухе», Journal of Physics D: Applied Physics , Vol. 2021. Т. 54, № 2. Бумага 025304. https://doi.org/10.1088/136-6463/abbf77

  • [11] Маротта А. и Шараховский Л. И., «Теплообмен и эрозия холодного катода в электродуговых нагревателях», IEEE Transactions on Plasma Science , Vol. 25, № 5, 1997, стр. 905–912. https://doi.org/10.1109/27.649588

  • [12] Park CS, Newfield ME, Fletcher DG and Gökçen T., «Spectroscopic Measurements of Shock-Layer Flows in an Arcjet Facility», Journal of Теплофизика и Теплопередача , Vol.13, № 1, 1999, стр. 60–67. https://doi.org/10.2514/2.6344

  • [13] Park CS, Newfield ME, Fletcher DG, Gökçen T. and Sharma SP, «Спектроскопические измерения эмиссии в ударном слое тупого тела в дуговой струе Поток», Журнал теплофизики и теплопередачи , Vol. 12, № 2, 1998, стр. 190–197. https://doi.org/10.2514/2.6401

  • [14] Номура С., Такаянаги Х., Фуджита К., Танно Х., Комуро Т. и Ито К., «Спектроскопическое исследование аномального нагрева в свободном Поршневой ударный туннель HIEST», Документ AIAA 2014-2545, июнь 2014 г.

  • [15] Парк С., Райх Г.А., Драйвер Д.М., Олейничак Дж., Терразас-Салинас И., Хайтауэр Т.М. и Сакаи Т., «Сравнение методов определения энтальпии для дуговой реактивной установки», Journal of Теплофизика и теплообмен , Vol. 20, № 4, 2006. С. 673–679. https://doi.org/10.2514/1.15744

  • [16] Масахито М., Такеши И., Киёмичи И. и Джунсей Н., «Лазерно-индуцированная флуоресценция оксида азота и атомарного кислорода в аэродинамической трубе с дуговым нагревом », Документ AIAA 2007-4405, июнь 2007 г.

  • [17] Бэмфорд Д. Дж., Юсински Л. Э. и Бишель В. К., «Абсолютные сечения двухфотонного поглощения и трехфотонной ионизации для атомарного кислорода», Physical Review A: General Physics , Vol. 34, июль 1986 г., стр. 185–198. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.34.185

  • [18] Лей В., Юэ Л., Юэ В. и Вей К., «Внедрение эмиссионной спектроскопии при исследовании абляции материалов на высоких скоростях Поле температурного потока», Spectroscopy Letters , Vol.53, № 9, 2020. С. 705–711. https://doi.org/10.1080/00387010.2020.1824195

  • [19] Winter MW, Prabhu DK, Raiche GA, Terrazas-Salinas I. and Hui FCL, «Эмиссионные спектроскопические измерения с помощью оптического зонда в NASA Ames IHF Arc Jet Facility», Документ AIAA 2012-1016, январь 2012 г.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.