电热

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电热(electric heating)或电加热,是指将电能转换为热能的过程或工序。常见的应用包括有空间加热英语space heating烹饪热水器工业生产上。电热器(electric heater)或电加热器,是一种将电流转换为热量的电气设备[1]。也是暖气片是利用电产生热能。

每种电热装置的内部都有简单的加热元件英语Heating element,它根据焦耳加热原理在工作:电流流经电阻器时会产生热。现代的电热装置使用镍铬合金线作为主动元件,合适的加热元件材料是采用耐热、耐火、电绝缘性佳的陶瓷材料来支撑镍铬合金线。

热泵是利用电动马达驱动冷冻循环(制冷循环)的高效能电加热器。热泵能从来源提取能量,例如地面或外部空气,并引导它进入一个内部空间加热。某些热泵系统还可以颠倒,将热空气被排到地面或外部,而使内部空间冷却。热泵可以提供3到4的性能系数(COP),然而这与设备的效能,及室内室外的温差有关。

空间加热

空间加热是指使建筑物的内部暖和,空间加热的方法有以下几种。

空间加热器

辐射加热器英语Radiator (heating)内含可达到高温的加热元件,通常和反射器被封装在附有外壳的玻璃灯管当中,以直接输出能量给远离加热器的物体。这种元件发出的红外线会穿透空气或空间,直到由被加热物体的表面所吸收并转化为热,且部分反射回来。这种加热器是直接对空间里的人或物加热,而不是使空间里的空气变暖。这种加热器在空气不流通的空间特别有用,也是地下室车库在有需要加热时的理想选择。

辐射加热器最大的潜在危险,是因为其针对性的输出与缺乏过热保护,而引燃附近家具所导致的火灾。 在英国,辐射加热器有时也被称为electric fires,因为他们原本是用来代替明火

对流加热器

对流加热器英语Convection heater是指利用电流通过加热元件,使周围空气产生热传导的加热器。当热空气较冷空气的密度为小时,热空气由于浮力的关系会上升,而使更多的冷空气流入加热器所在的位置,以产生对流逐渐加热周围空间,至冷却后再重复的循环。

有些加热器会填充燃油英语Oil heater,就可以形成一个有效的热库。对流加热器非常适合用于封闭空间的加热,与辐射加热器相比的起火风险较小,所以适合使用于长时间或无人看管时。

暖风机

暖风机,也称为强制对流加热器。暖风机的种类有很多,都包含有加快了空气流通的电风扇热阻能使加热元件与其周围的被动对流减少,从而使热量能够更迅速地转移。

暖风机风扇运作时的噪音相当大,它的着火风险是中度。这种加热器使用在封闭空间的快速加热上是不错的选择,例如实验室

蓄热式

蓄热式加热器英语Storage heater是利用电价较低的时段(如英国的Economy 7英语Economy 7),在夜晚或者用电低需求时间通电发热并储存热能,然后在有需要加热时再释出。储存的材料通常是黏土等;也可以用来作为储存热的介质

家用电热地板

地暖系统(或加热地板、地板暖气等),是辐射加热英语Radiant heating的其中一种,无论是否有换热器(也称为辐射器英语Radiator),或者电力驱动均属。

而当家用电热地板通电后时,加热电缆电流通过导电的发热材料,将热空气从地板到天花板由下往上形成对流,直到达到地面上自动调温器所设定的温度。

这种加热器和其他加热器所出的温度相比最为一致。

照明系统

在大型的办公大楼,照明系统整合了加热和空调系统。萤光灯废热会被回收至这个系统。大型建筑物的每年的加热能量的主要是由照明系统供给。然而,这种余热在使用冷气就时变成负担。

热泵

热泵使用电力驱动的压缩机去起动一个冷冻循环。它从户外的空气、地面或地下水提取热能,并提升它的温度到足以使空间变暖。作用的流体于低温沸腾,在户外的换热器中吸收热,然后从建筑物内的冷凝器,将产生的蒸气压缩,并凝结液体。来自冷凝器的热能会被建筑物内的空气吸收,所以有时也可用作家庭热水。在夏季时,这个循环是可以逆转的。气候温和时,热泵也能从户外的空气获得低档热能。

冬季平均温度零度以下的区域,地源热泵系统远比空气源热泵系统英语Air source heat pumps更有效,因为它们能获得储存在地下残留的太阳光热量,比从冷空气中提取可用的还温暖。[2]

根据美国国家环境保护局的资料,地源热泵系统比空气源热泵系统减少了44%,比电阻加热器减少了72%的能源消耗。[3]但地源热泵系统也比空气源热泵系统需要更高的购买价格。

流体加热

浸入式加热器

  • 家用浸入式加热器
  • 工业用浸入式加热器

环境和效率

经济

工业电热

另见

参考文献

  1. ^ Electric Heater. Britannica.com. The Editors of Encyclopædia Britannica. [2014-09-28]. (原始内容存档于2014-06-14). 
  2. ^ Comparison of efficiency of air source heat pumps and ground source heat pumps. Icax.co.uk. [2013-12-20]. (原始内容存档于2021-03-22). 
  3. ^ 存档副本. [2014-09-28]. (原始内容存档于2015-09-05).