Чому ККД нагрівника завжди менше 100%?
Отримання тепла за допомогою нагрівальних приладів – це процес, який завжди супроводжується втратами енергії. Навіть найефективніші пристрої не в змозі перетворити всю споживану енергію в тепло. Ця втрата енергії вимірюється коефіцієнтом корисної дії (ККД), який визначається як відношення теплової потужності, що відводиться від нагрівача, до потужності, що споживається ним. ККД нагрівника завжди менше 100% через ряд причин.
1. Втрати через конвекцію
Під час роботи нагрівального приладу гаряче повітря піднімається вгору, а холодне опускається вниз. Таким чином, відбувається конвекція, в результаті якої частина тепла втрачається через верхню частину приладу. Ці втрати особливо відчутні в приміщеннях з високими стелями.
2. Втрати через випромінювання
Будь-який нагрітий об'єкт випромінює тепло. Нагрівальний прилад не є винятком. Частина тепла втрачається через випромінювання в навколишній простір. Ці втрати залежать від температури нагрівального приладу і довжини хвилі випромінювання.
Тепловипромінювання від нагрівального приладу:
- короткі хвилі довжиною від 0,7 до 2,5 мкм (інфрачервона область спектра);
- довгі хвилі довжиною від 8 до 14 мкм (інфрачервона область спектра);
- теплове випромінювання довжиною хвилі більше 14 мкм (дальня інфрачервона область спектра).
3. Втрати через теплопровідність
Нагрівальний прилад встановлений на підлозі або на стіні. Через контакт з цими поверхнями відбувається втрата тепла через теплопровідність. Втрати через теплопровідність залежать від матеріалу, з якого виготовлені прилад і поверхня, а також від площі контакту між ними.
4. Втрати через недосконалість конструкції
Нагрівальний прилад, як будь-який інший пристрій, не позбавлений недоліків. У конструкції приладу завжди є зазори, через які втрачається тепло. Крім того, частина тепла втрачається через нагрівання деталей приладу, які не беруть участі в процесі теплообміну.
5. Видимі втрати
Відкриті вікна і двері призводять до того, що велика кількість тепла просто виходить назовні, а в холодну пору року ви впускаєте в будинок або квартиру холодне повітря.
Недостатньо утеплені вікна і двері – ще одне джерело витоку тепла.
Наявність щілин і зазорів у стінах і підлогах також може призвести до значних втрат тепла.
Висновок
ККД нагрівника завжди менше 100% через комплекс причин. Для збільшення ККД нагрівника необхідно мінімізувати втрати тепла через конвекцію, випромінювання, теплопровідність і недосконалість конструкції.
5 часто задаваних запитань по темі статті
Який максимальний ККД нагрівника?
Як збільшити ККД нагрівника?
Які ознаки низького ККД нагрівника?
Як вибрати нагрівальний прилад з високим ККД?
Які наслідки використання нагрівальних приладів з низьким ККД?
