Задача. Отопление электричеством

[SeregaT]

Потому что воздушный ТЭН греет меньше воздуха до большей температуры, он быстро поднимается вверх и уходит в форточку или в вентиляцию, либо греет потолок, а снизу скапливается холодный воздух. Батарея за счёт лучшего теплоконтакта из-за большей площади греет больше воздуха до меньшей температуры.

Количество воздуха в помещении одинаково. Полезное действие - это обогрев воздуха в этом помещении. Водяной ТЭН сильнее нагреет воздух в этом помещении (какие при этом происходят процессы, совершенно не важно).
Да, ТЭН всю энергию превращает в тепло, но не всё это тепло обогревает помещение. Даже между спиралью и внешней трубкой ТЭНа есть тепловое сопротивление (достаточно большое, чтобы оказывать влияние на КПД). Если КПД ТЭНа = 100%, то видимо те, кто пишет справочники, выводит формулу для расчётов электронагревателей и т.д., ничего в этом не понимают, а любой школьник, выучивший заветную формулу в 7м классе, понимает в теплотехнике больше их

[Brigadir]

А вот Вам задача: Есть комната без окон и дверей со 100% теплоизоляцией. 20 кв. метров. Изначальная температура воздуха составляет 18 градусов(+). Есть источник питания(Крона) и резистор, при прохождении тока через резистор = резистор нагревается до температуры 16 градусов(+). Через сколько лет комната прогреется до 20 градусов?
Напомню: КПД - батарейка +резистор равно 100%.

[evg]

Серёга, иногда полезно знать, что за величины пишут в справочниках, с чем связаны такие значения. Если энергия нагрева того же воздушного ТЭНа не перешла воздуху или предметам, то куда она ушла? Тепловое сопротивление увеличивает только энтропию, но не КПД. А тот КПД в справочниках условный.

[SeregaT]

Тепловое сопротивление увеличивает только энтропию, но не КПД

Я и не писал, что тепловое сопротивление увеличивает КПД

Если энергия нагрева того же воздушного ТЭНа не перешла воздуху или предметам, то куда она ушла?

Ещё раз, одни типы обогревателей греют лучше, другие хуже. Не надо меня убеждать, что это не так, всё равно не поверю, так как работаю с этим делом и говорю про то, что имеем на практике, а не в теории. А на практике стоит заменить к примеру в вагончике-бытовке воздушные ТЭНы на водяные обогреватели, пусть даже с меньшей мощностью, как в этом вагончике становится заметно теплее. Теперь можете мне как угодно долго, усердно доказывать, что у этих двух типов обогревателей КПД совершенно одинаковый и равен 100%

А тот КПД в справочниках условный.

Однако его применяют в расчётах.

[evg]

Да всё правильно, что спорить то, я просто указал, почему это именно так. Уже обсудили, почему воздушный ТЭН греет херово, система с жидким теплоносителем лучше, а тёплый пол ещё лучше. И уже обсудили, как можно кардинально снизить расходы на отопление теплоизоляцией. А что касается практики — нет ничего практичнее, чем хорошая теория.

Условный КПД как раз и применяется для практических расчётов с целью упрощения оных.

[SeregaT]

Уже обсудили, почему воздушный ТЭН греет херово, система с жидким теплоносителем лучше, а тёплый пол ещё лучше.

А КПД у них у всех одинаковый

[evg]

А распределение получаемого тепла разное

[Brigadir]

А распределение получаемого тепла разное

Обьясним более близко: транзистор без радиатора, транзистор на радиаторе(сухой контакт) и транзистор на радиаторе с термопастой. Разница есть? Есть. Все 3 девайса отдают тепло в воздух. Но греют воздух - по разному. А раз греют по разному - это называется эффективностью теплопередачи из одной среду в другую. Через жидкость - эффективность наилучшая. (более плотный контакт с теплоизлучателем). Инерция теплоносителя тоже имеет огромную роль в системах отопления.

[Tolmi]

Если речь о том, сколько тепла передаётся ТЭНом воде, которую потом закачают в батарею, то у у такого "КПД" действительно будет меньше 100%, причём всегда. Если же рассматривать "КПД" как КПД всей системы, "съели ХХХ квт энергии и получили внутри помещений YYY килокалорий тепла", то у такого расчёта "КПД" всегда равен 100%

100% КПД только в идеальных условиях. В реальных условиях КПД не будет 100%.

В любых условиях, что идеальных, что реальных, тепловой, вернее, энергетический, баланс должен соблюдаться. Пока закон сохранения энергии ещё не отменили. Если кто-то считает иначе, то это в отдел фантастики, я тут ничего сказать не могу и не стану ничего обсуждать.

Если Вы так не считаете, объясните мне, почему в одном и том же помещении обычный воздушный ТЭН греет слабее, чем более слабый ТЭН, засунутый в батарею с водой. У них ведь КПД (по вашей "теории") 100%, так почему греют не одинаково? Да и в расчётах КПД учитывается и не равен 100%...

Потому что кроме нормальных расчётов с применением обычного математического аппарата и простых и ясных формул из курса школьной физики, существуют очень странные "расчёты", основанные на эмпирических зависимостях и авторских экстраполяциях. Просто потому, что некоторым "инженерам" и "учёным", не говоря уже о "практиках" недоступны для понимания дифференциальные уравнения. Весь этот "разный КПД" в первом приближении прекрасно описывается в динамике и статике при помощи теплоёмкости и теплопроводности среды. В силу того, что лучистым теплообменом для дома/квартиры можно пренебречь при расчёте с обычной инженерной точностью в 20%.


Тут конечно, я достаточно сильно лукавлю, потому что несмотря на простоту мат.аппарата, точное решение любой задачи, отличающейся от сферического коня в вакууме, требует достаточно больших объемов вычислений. Но на это дело нам даны компьютеры и уже готовое програмное обеспечение. Задачи моделирования теплопереноса в условиях объектов произвольной формы и теплопроводности вполне успешно решаются в современных САПР. Причём вполне в рамках современной науки. Так что желающие могут построить там модель своего дома и играться с источниками тепла до просветления.


PS Интересно, а в аудитории радиокотов есть ниспровергатели закона Ома ?

[SeregaT]

В любых условиях, что идеальных, что реальных, тепловой, вернее, энергетический, баланс должен соблюдаться.

Мы тут про энергетический баланс или про отопление говорим? В нашем случае, полезное действие - это обогрев помещения. Значит чем лучше обогрев, тем выше КПД. Или Вы собираетесь греться теорией?

Потому что кроме нормальных расчётов с применением обычного математического аппарата и простых и ясных формул из курса школьной физики, существуют очень странные "расчёты", основанные на эмпирических зависимостях и авторских экстраполяциях.

Зашибись формулировочка. Разные типы нагревателей греют по разному потому, что их считали не по тем формулам Правильные формулы в учебниках за 7й класс, а обогреватели рассчитали по каким-то странным формулам из официальных справочников
Приведите уже пример правильного расчёта электроотопления. А то автору темы от Вашего энергетического баланса теплее что-то не становится

[evg]

Расчёт отопления без теплового баланса смысла не имеет. Нашей целью является повышение температуры в помещении, а не передача ему тепловой энергии. И если рассматривать всё в комплексе, то мы решаем задачу не увеличения КПД нагревателей, а уменьшения затрат на поддержание температуры.