Исследование характеристик тепловой трубки парового электро-обогревателя низкого давления с различными типами нагревателей
Авторы
DOI:
https://doi.org/10.31489/2025N4/46-52Ключевые слова:
паровой электрообогреватель, тепловая трубка, энергоэффективность, нихромовая спираль, индукционный нагреватель, автономное отопление, низкое давлениеАннотация
Статья посвящена разработке и анализу тепловой трубки парового электрообогревателя низкого давления, предназначенного для автономных систем отопления. Объектом исследования выступают два типа нагревательных элементов: трубчатый электрический нагреватель с нихромовой спиралью и индукционный нагреватель. Для оценки характеристик нагрева, температурного распределения и энергоэффективности использованы экспериментальные методы анализа. Установлено, что индукционный нагреватель обеспечивает более высокую скорость нагрева и равномерное распределение температуры, в то время как трубчатый нагреватель отличается стабильной работой и экономичностью. Полученные результаты позволяют предложить пути оптимизации конструкции электрообогревателя с целью повышения его эффективности и надежности. Выводы подтверждают практический потенциал применения исследуемых устройств в различных типах систем отопления.
Библиографические ссылки
Jose J., Hotta T. K. (2023) A comprehensive review of heat pipe: Its types, incorporation techniques, methods of analysis and applications. Thermal Science and Engineering Progress, 42, 101860. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2023.101860 DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsep.2023.101860
Jouhara H., Khordehgah N., Almahmoud S., Delpech B., Chauhan A., Tassou S.A. (2018) Waste heat recovery technologies and applications. Thermal Science and Engineering Progress, 6, 268–289. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2018.04.017 DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsep.2018.04.017
Buffone C. (2014) Testing of a low-cost loop heat pipe design. Journal of Electronics Cooling and Thermal Control, 4(1), 33–38. https://doi.org/10.4236/jectc.2014.41004 DOI: https://doi.org/10.4236/jectc.2014.41004
Faghri A. (2014) Heat pipes: Review, opportunities and challenges. Frontiers in Heat Pipes, 5(1). https://doi.org/10.5098/fhp.5.1 DOI: https://doi.org/10.5098/fhp.5.1
Kerrigan K., Jouhara H., O’Donnell G. E., Robinson A.J. (2011) Heat pipe-based radiator for low grade geothermal energy conversion in domestic space heating. Simulation Modelling Practice and Theory, 19(4), 1154–1163. https://doi.org/10.1016/j.simpat.2010.05.020 DOI: https://doi.org/10.1016/j.simpat.2010.05.020
Vasiliev L. L. (2005) Heat pipes in modern heat exchangers. Applied Thermal Engineering, 25(1), 1–19. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2003.12.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2003.12.004
Rahimi-Ahar Z., Khiadani M., Rahimi Ahar L., Shafieian A. (2023) Performance evaluation of single stand and hybrid solar water heaters: A comprehensive review. Clean Technologies and Environmental Policy, 25, 2157–2184. https://doi.org/10.1007/s10098-023-02556-6 DOI: https://doi.org/10.1007/s10098-023-02556-6
Wang Y., Quan Z., Jing H., Wang L., Zhao Y. (2021) Performance and operation strategy optimization of a new dual-source building energy supply system with heat pumps and energy storage. Energy Conversion and Management, 239, 114204. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.114204 DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.114204
Mekhtiyev A., Breido I., Buzyakov R., Neshina Y., Alkina A. (2021) Development of low-pressure electric steam heater. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(8(112)), 34–44. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.237873 DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.237873
Mekhtiyev A., Buzyakov R., Shapenova Z. (2022) Low-pressure steam electric heater. Bulletin of Toraighyrov University, 3(4(89)), 123–134. https://doi.org/10.48081/SYOY6805 DOI: https://doi.org/10.48081/SYOY6805
Mekhtiyev A., Buzyakov R., Kim P., Alkina A. (2021) Research of parameters of an induction electric vacuum heater of a low-pressure steam electric heater. Proceedings of the University, 3(4(84)), 262–267. https://doi.org/10.52209/1609-1825_2021_3_262 DOI: https://doi.org/10.52209/1609-1825_2021_3_262
Mekhtiyev A., Buzyakov R. (2023) A low-pressure steam electric heater as the basis of a new generation autonomous heating system. The Bulletin of KazATC, 5(128), 474–481. https://doi.org/10.52167/1609-1817-2023-128-5-474-481 DOI: https://doi.org/10.52167/1609-1817-2023-128-5-474-481
Barrak A.S., Saleh A.A. M., Naji Z.H. (2019) An experimental study of using water, methanol, and binary fluids in oscillating heat pipe heat exchanger. Engineering Science and Technology, an International Journal. https://doi.org/10.1016/j.jestch.2019.05.010 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jestch.2019.05.010
Saha N., Das P.K., Sharma P.K. (2014) Influence of process variables on the hydrodynamics and performance of a single loop pulsating heat pipe. International Journal of Heat and Mass Transfer, 74, 238–250. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.02.067 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.02.067
Korepanov A., Lekomtsev P., Niyazov A. (2020) Energy characteristics of induction water heater. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 433, 012035. https://doi.org/10.1088/1755-1315/433/1/012035 DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/433/1/012035
Szychta E., Szychta L. (2020) Comparative analysis of effectiveness of resistance and induction turnout heating. Energies, 13(20), 5262. https://doi.org/10.3390/en13205262 DOI: https://doi.org/10.3390/en13205262
Rudnev V., Loveless D., Cook R. (2017) Handbook of induction heating (2nd ed.). CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781315117485 DOI: https://doi.org/10.1201/9781315117485
