Инфракрасные каталитические обогревательные элементы
Практически любой человек, хотя бы раз сталкивался с проблемой обогрева помещений. У кого то не вовремя отключали центральное отопление; где то нет сетей электро- и газоснабжения, а получить гарантированное тепло очень хочется; иногда очень долго сохнет штукатурка; на морозе не хочет запускаться двигатель.
Между тем, есть простое решение всех этих проблем. И как ни странно оно вовсе не дорогое, как могло бы показаться на первый взгляд. Это решение известно человечеству уже более 100 лет, и до сих пор мало распространено только по тому, что всесильный нефтедобывающий монстр проглотил данную технологию на корню, и ее развитие было прекращено на несколько десятков лет.
Как известно нефть и продукты ее переработки издавна используются в качестве энергоносителей. Бензин, керосин, солярка, мазут в настоящее время достаточно доступны, и относительно не дороги. Использование этих энергоносителей для обогрева зданий и сооружений связано с преодолением трудностей по организации пожарной безопасности, и значительными капитальными затратами на приобретение установок, и их последующее обслуживание. Кроме того, нефть относится к тем природным ресурсам, период возобновления которых велик. В результате чего, запасы нефти на планете сокращаются, как следствие возможно повышение ее стоимости уже в недалеком будущем.
Вот почему мы предлагаем Вам вспомнить о технологии, которой пользовались наши деды и отцы. А именно, о использовании для обогрева зданий, сооружений, или отдельных объектов - инфракрасных каталитических обогревательных элементов. Сырьем для их производства может служить практически любая органика. В дело могут пойти опилки, торф, солома, : , а так же отходы пищевой и легкой промышленности. То есть ресурсы возобновляемые в течении одного года, или нескольких десятилетий.
Работа данной обогревательной системы заключается в окислении рабочего вещества на катализаторе. В связи с чем, температура поверхности элемента стабилизирована, и составляет 450/6500С, в зависимости от интенсивности обдувающих потоков (обогрев происходит за счет мягко теплового излучения). При таких температурах в результате контакта поверхности с воздухом не образуются вредные примеси, такие как окислы азота. Так как рабочее вещество проходит предварительное приготовление, а процесс окисления идет на катализаторе, продуктом окисления является только СО2 , и процесс не сопровождается образованием пламени и дыма.
Данный вид каталитического окисления рабочего вещества не следует путать с горением (ржавчина - тоже продукт окисления).
Теплоотдача одного элемента, выпускаемого в настоящее время, (D 50 мм, Н 20 мм, масса 20/25гр) 150 Вт, время работы ~ 2 часа. Готовится выпуск элементов большего размера.
Необходимые размеры и количество элементов не сложно рассчитать исходя из следующих условий: теплоотдача 6500/7500кКал/кг, скорость горения ~ 5 мм/час (под скоростью горения имеется в виду углубление процесса в глубину брикета с одной стороны).
Из элементов можно комплектовать батареи необходимого размера и емкости, а так же организовать автоматическую подачу свежих элементов.
На пример для получения 60 кВт тепла, в течение суток, нужно использовать 120 кг (~ 5000 элементов).
Следует отметить, что эти 60 кВт значительно теплее в рабочей зоне, так как конвективная составляющая, греющая потолок, чрезвычайно мала.
Таблица стоимости брикетов (руб./кг)
1-10 кг
10-100 кг
100 кг-1 т
2 - 100 т
Топливные
50
20
15
10
Пищевые
70
50
45
40
Возможные варианты использования: аварийный, вспомогательный и основной обогрев зданий и сооружений в промышленности и коммунальной сфере; приготовление пищи; разогрев двигателя, для облегчения запуска в холодные дни; использование как источника тепла рыбаками, охотниками и туристами; свой вариант использования может придумать каждый!
Основные варианты использования инфракрасных каталитических обогревательных элементов.
Резервный и аварийный обогрев зданий и сооружений.
Для предотвращения размораживания систем традиционного отопления, в периоды его отключения, Вы можете использовать аварийный запас в несколько килограмм или тонн (зависит от размеров помещения и продолжительности отключения) инфракрасных каталитических обогревательных элементов.
При этом, возможно изготовить устройство, позволяющее в автоматическом режиме обеспечивать работу с необходимой тепловой нагрузкой, и нужную продолжительность обогрева. Принцип работы такого устройства иллюстрирует рисунок №1. Необходимый запас брикетов закладывается в специальную емкость (1), которая препятствует доступу кислорода воздуха к находящимся в ней брикетам. Между основанием (4) и емкостью (1) имеется зазор, определяющий величину зоны горения (3). Размеры зоны горения подбираются для конкретных условий эксплуатации, с учетом того, что поверхность брикета отдает примерно 3 Вт с каждого квадратного сантиметра. Таким образом, увеличивая зону горения, мы увеличиваем тепловую мощность обогревателя.
Высота емкости (1) определяется ориентировочной скоростью распространения горения в глубь брикета, которая равна ~ 5 мм/час. Высота основания (4), и размеры поддона (5) определяются расчетным временем автономной работы обогревателя, и должны обеспечивать размещение золы, не мешающее работе установки.
Рекомендуется использовать установки, рассчитанные на мощность 1-3 кВт. В случае больших размеров обогреваемого помещения следует применять несколько обогревателей, размещая их в шахматном порядке.
Рисунок №1 Схема установки для автоматической подачи брикетов (разрез) 1. Емкость для брикетов, ограничивающая доступ воздуха к брикетам находящимся в резерве. 2. Брикеты. 3. Зона горения. 4. Основание. 5. Поддон для сбора золы.
- Если на поверхность работающего брикета капнуть маслом, жиром, или бензином, воспламенение последних не происходит. Это связано с тем, что окисление протекает на поверхности катализатора, и не распространяется за его пределы.
- Если объем вылитого бензина, или другой горючей жидкости превосходить по массе работающий брикет, обогреватель просто потухнет. Так как большое количество энергии уйдет на испарение жидкости с поверхности брикета, а следовательно температура катализатора снизится и процесс прекратится.
- Для инициализации брикета (ов) необходимо нагреть его поверхность до ~300 град
усов. Такие температуры не могут возникать при хранении. По этим же причинам нет опасности возгорания от искры.