विद्युत ताप
विद्युत तापन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें अपेक्षाकृत सस्ते उपकरणों का उपयोग करके लगभग 100% दक्षता पर[contradictory] विद्युत ऊर्जा को सीधे ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। सामान्य अनुप्रयोगों में अंतराल तापन, खाना पकाना, जल तापन और औद्योगिक प्रक्रियाएं सम्मिलित हैं। विद्युत हीटर एक विद्युत उपकरण है जो विद्युत प्रवाह को ऊष्मा में परिवर्तित करता है।[1] प्रत्येक विद्युत हीटर के अंदर तापन तत्व विद्युत अवरोधक होता है, और जूल तापन के सिद्धांत पर काम करता है- प्रतिरोधक से गुजरने वाला विद्युत प्रवाह उस विद्युत ऊर्जा को ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित कर देगा। अधिकांश आधुनिक विद्युत तापन उपकरण सक्रिय तत्व के रूप में निक्रोम तार का उपयोग करते हैं दाहिनी ओर दर्शाए गए तापन तत्व में सिरेमिक विसंवाहक द्वारा समर्थित नाइक्रोम तार का उपयोग किया गया है।
वैकल्पिक रूप से, ऊष्मा पम्प तापन के लिए लगभग 300% दक्षता, या 3.0 गुणांक का प्रदर्शन प्राप्त कर सकता है, क्योंकि यह केवल आसपास के क्षेत्र से मौजूदा ऊष्मीय ऊर्जा को स्थानांतरित करने के लिए विद्युत शक्ति का उपयोग करता है, ज्यादातर हवा। ऊष्मा पम्प विद्युत मोटर का उपयोग प्रशीतन चक्र को चलाने के लिए करता है जो स्रोत से ऊष्मा ऊर्जा प्राप्त करता है जैसे जमीन या बाहर की हवा (या रेफ्रिजरेटर का आंतरिक भाग) और उस ऊष्मा को गर्म (फ्रिज, रसोई की स्थिति में) होने के लिए अंतराल में निर्देशित करता है। यह प्रत्यक्ष विद्युत तापन की तुलना में विद्युत ऊर्जा का बेहतर उपयोग करता है लेकिन इसके लिए बहुत अधिक महंगे उपकरण और प्लंबिंग की आवश्यकता होती है। वातानुकूलन के लिए कुछ तापन प्रणाली विपरीत में संचालित की जा सकती हैं ताकि आंतरिक स्थान ठंडा हो और गर्म हवा या पानी भी बाहर या जमीन में निकल जाए।
स्पेस हीटिंग
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इमारतों के अंदरूनी हिस्सों को गर्म करने के लिए स्पेस हीटिंग का उपयोग किया जाता है। स्पेस हीटर उन जगहों पर उपयोगी होते हैं, जहां एयर-हैंडलिंग मुश्किल होती है, जैसे प्रयोगशालाओं में। इलेक्ट्रिक स्पेस हीटिंग के कई तरीकों का इस्तेमाल किया जाता है।
इन्फ्रारेड दीप्तिमान हीटर
इलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड हीटर हीटिंग तत्वों का उपयोग करता है जो उच्च तापमान तक पहुंचते हैं। तत्व आमतौर पर एक कांच लिफाफे के अंदर एक प्रकाश बल्ब जैसा दिखता है और एक परावर्तक के साथ हीटर के शरीर से दूर ऊर्जा उत्पादन को निर्देशित करने के लिए पैक किया जाता है। तत्व इन्फ्रारेड विकिरण उत्सर्जित करता है जो हवा या अंतरिक्ष के माध्यम से तब तक यात्रा करता है जब तक कि यह अवशोषित सतह को हिट न करे, जहां यह आंशिक रूप से गर्मी में परिवर्तित हो जाता है और आंशिक रूप से परिलक्षित होता है। यह गर्मी हवा को गर्म करने के बजाय सीधे कमरे में मौजूद लोगों और वस्तुओं को गर्म करती है। हीटर की यह शैली उन क्षेत्रों में विशेष रूप से उपयोगी है जहां से बिना गर्म हवा बहती है। वे बेसमेंट और गैरेज के लिए भी आदर्श हैं जहां स्पॉट हीटिंग वांछित है। अधिक सामान्यतः, वे कार्य-विशिष्ट ताप के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प हैं।
दीप्तिमान हीटर चुपचाप काम करते हैं और उनके उत्पादन की केंद्रित तीव्रता और ज़्यादा गरम संरक्षण की कमी के कारण आस-पास के सामानों के प्रज्वलन का सबसे बड़ा संभावित खतरा पेश करते हैं। यूनाइटेड किंगडम में, इन उपकरणों को कभी-कभी बिजली की आग कहा जाता है, क्योंकि वे मूल रूप से खुली आग को बदलने के लिए उपयोग किए जाते थे।
इस खंड में दर्शाया गया हीटर का सक्रिय माध्यम एक जुड़े हुए सिलिका ट्यूब के अंदर नाइक्रोम प्रतिरोध तार का एक तार है, जो सिरों पर वातावरण के लिए खुला है, हालांकि मॉडल मौजूद हैं जहां फ्युज़्ड सिलिका को सिरों पर सील कर दिया गया है और प्रतिरोध मिश्र धातु नाइक्रोम नहीं है .
संवहन हीटर
एक संवहन हीटर में, ताप तत्व तापीय चालन द्वारा इसके संपर्क में आने वाली हवा को गर्म करता है। गर्म हवा ठंडी हवा की तुलना में कम घनत्व वाली होती है, इसलिए यह उछाल के कारण ऊपर उठती है, जिससे अधिक ठंडी हवा को इसकी जगह लेने के लिए प्रवाहित किया जा सकता है। यह गर्म हवा का एक संवहन प्रवाह स्थापित करता है जो हीटर से उठता है, आसपास के स्थान को गर्म करता है, ठंडा करता है और फिर चक्र को दोहराता है। ये हीटर कभी-कभी तेल हीटर या थर्मल फ्लूइड होते हैं। वे एक बंद जगह को गर्म करने के लिए आदर्श रूप से अनुकूल हैं। वे चुपचाप काम करते हैं और अगर वे रेडिएंट इलेक्ट्रिक हीटर की तुलना में साज-सज्जा के साथ अनजाने में संपर्क करते हैं, तो उनके जलने के खतरे का जोखिम कम होता है।
फैन हीटर
एक प्रशंसक हीटर, जिसे एक मजबूर संवहन हीटर भी कहा जाता है, एक प्रकार का संवहन हीटर होता है जिसमें वायु प्रवाह को तेज करने के लिए एक प्रशंसक (यांत्रिक) शामिल होता है। वे पंखे के कारण होने वाले काफी शोर के साथ काम करते हैं। यदि वे साज-सज्जा के साथ अनायास ही संपर्क करते हैं, तो उनके आग लगने के खतरे का मध्यम जोखिम होता है। उनका लाभ यह है कि वे हीटरों की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट हैं जो प्राकृतिक संवहन का उपयोग करते हैं और पोर्टेबल और छोटे कमरे के हीटिंग सिस्टम के लिए लागत-कुशल भी हैं।
भंडारण ताप
एक स्टोरेज हीटिंग सिस्टम सस्ती बिजली की कीमतों का लाभ उठाता है, जो कम मांग अवधि जैसे कि रातोंरात बेची जाती है। यूनाइटेड किंगडम में, इसे इकोनॉमी 7 के रूप में ब्रांडेड किया गया है। स्टोरेज हीटर मिट्टी की ईंटों में गर्मी का भंडारण करता है, फिर आवश्यकता पड़ने पर इसे दिन के दौरान छोड़ता है। नए स्टोरेज हीटर विभिन्न टैरिफ के साथ उपयोग किए जा सकते हैं। जबकि वे अभी भी इकॉनोमी 7 के साथ उपयोग किए जा सकते हैं, उनका उपयोग दिन-समय के टैरिफ के साथ किया जा सकता है। यह आधुनिक डिजाइन सुविधाओं के कारण है जो निर्माण के दौरान जोड़े जाते हैं। नए डिजाइनों के साथ-साथ थर्मोस्टेट या सेंसर के उपयोग ने स्टोरेज हीटर की दक्षता में सुधार किया है। एक थर्मोस्टेट या सेंसर कमरे के तापमान को पढ़ने में सक्षम होता है, और तदनुसार हीटर के आउटपुट को बदलता है।
पानी का उपयोग ताप-भंडारण माध्यम के रूप में भी किया जा सकता है।
घरेलू विद्युत अंडरफ्लोर हीटिंग
एक इलेक्ट्रिक फर्श के भीतर गर्मी सिस्टम में हीटिंग केबल्स फर्श में एम्बेडेड होते हैं। धारा प्रवाहकीय ताप सामग्री के माध्यम से प्रवाहित होती है, या तो सीधे लाइन वोल्टेज (120 या 240 वोल्ट) से या ट्रांसफार्मर से कम वोल्टेज पर आपूर्ति की जाती है। गर्म केबल फर्श को सीधे चालन से गर्म करते हैं और फर्श थर्मोस्टेट द्वारा निर्धारित तापमान तक पहुंचने के बाद बंद हो जाएंगे। एक गर्म फर्श की सतह ठंडी आसपास की सतहों (छत, दीवारों, फर्नीचर) को गर्मी विकीर्ण करती है जो गर्मी को अवशोषित करती है और सभी गैर-अवशोषित गर्मी को अभी भी ठंडी सतहों पर दर्शाती है। विकिरण, अवशोषण और परावर्तन का चक्र धीरे-धीरे शुरू होता है और धीरे-धीरे निर्धारित बिंदु तापमान के करीब धीमा हो जाता है और एक बार संतुलन के चारों ओर पहुंचने के बाद समाप्त हो जाता है। एक फ्लोर थर्मोस्टेट या एक रूम थर्मोस्टेट या संयोजन फर्श को चालू/बंद नियंत्रित करता है। रेडिएंट हीटिंग की प्रक्रिया में हवा की एक पतली परत जो गर्म सतहों के संपर्क में होती है, वह भी कुछ गर्मी को अवशोषित करती है और इससे थोड़ा संवहन (वायु परिसंचरण) होता है। विश्वास के विपरीत लोग इस गर्म परिसंचारी हवा या संवहन से गर्म नहीं होते हैं (संवहन का शीतलन प्रभाव होता है) लेकिन स्रोत के प्रत्यक्ष विकिरण और इसके चारों ओर के प्रतिबिंब से गर्म होते हैं। परिसंचारी हवा को खत्म करने के कारण कम हवा के तापमान पर आराम मिलता है। दीप्तिमान ताप उच्चतम आराम स्तर का अनुभव करता है क्योंकि लोगों की अपनी ऊर्जा (एक वयस्क के लिए ± 70 वाट) (गर्मी के मौसम में बाहर निकलना चाहिए) अपने परिवेश के साथ संतुलन में है। शैक्षणिक अनुसंधान के आधार पर संवहन ताप प्रणाली की तुलना में हवा का तापमान 3 डिग्री तक कम किया जा सकता है। एक भिन्नता फर्श को गर्म करने के लिए ताप स्रोत के रूप में गर्म पानी से भरे ट्यूबों का उपयोग कर रही है। ताप सिद्धांत समान रहता है। फर्श निर्माण में एम्बेडेड पुरानी शैली के इलेक्ट्रिक और गर्म पानी (हाइड्रोनिक) अंडरफ्लोर हीटिंग सिस्टम दोनों धीमे हैं और बाहरी मौसम परिवर्तन या आंतरिक मांग/जीवन शैली की आवश्यकताओं का जवाब नहीं दे सकते हैं। नवीनतम संस्करण विशेष इलेक्ट्रिक हीटिंग सिस्टम और कंबल सीधे फर्श-सजावट के नीचे और अतिरिक्त इन्सुलेशन के शीर्ष पर सभी निर्माण फर्श के शीर्ष पर रखता है। निर्माण के फर्श ठंडे रहते हैं। ताप स्रोत की स्थिति में सिद्धांत परिवर्तन इसे मिनटों के भीतर बदलते मौसम और आंतरिक मांग की आवश्यकताओं जैसे जीवन शैली में / बाहर, काम पर, आराम, नींद, अधिक लोगों की उपस्थिति / खाना पकाने आदि के लिए प्रतिक्रिया करने की अनुमति देता है।
प्रकाश व्यवस्था
बड़े कार्यालय टावरों में, प्रकाश व्यवस्था को हीटिंग और वेंटिलेशन सिस्टम के साथ एकीकृत किया जाता है। फ्लोरोसेंट लैंप से अपशिष्ट गर्मी हीटिंग सिस्टम की वापसी हवा में कैद हो जाती है; बड़ी इमारतों में वार्षिक ताप ऊर्जा का एक बड़ा हिस्सा प्रकाश व्यवस्था द्वारा आपूर्ति की जाती है। हालांकि, एयर कंडीशनिंग का उपयोग करते समय यह बेकार गर्मी एक दायित्व बन जाती है। एक ऊर्जा कुशल प्रकाश व्यवस्था को एकीकृत करके ऐसे खर्चों से बचा जा सकता है जो एक विद्युत ताप स्रोत भी बनाता है।[2]
हीट पंप
एक ऊष्मा पम्प एक प्रशीतन चक्र को संचालित करने के लिए एक विद्युत चालित कंप्रेसर का उपयोग करता है जो बाहरी हवा, जमीन या भूजल से ऊष्मा ऊर्जा निकालता है, और उस ऊष्मा को गर्म करने के लिए अंतरिक्ष में ले जाता है। ऊष्मा पम्प के बाष्पीकरण खंड के भीतर निहित तरल कम दबाव पर उबलता है, बाहरी हवा या जमीन से ऊष्मा ऊर्जा को अवशोषित करता है। वाष्प को तब एक कंप्रेसर द्वारा संकुचित किया जाता है और गर्म होने के लिए भवन के भीतर एक कंडेनसर कॉइल में पाइप किया जाता है। गर्म घने गैस से गर्मी इमारत में हवा द्वारा अवशोषित होती है (और कभी-कभी घरेलू गर्म पानी के लिए भी इस्तेमाल होती है) जिससे गर्म काम कर रहे तरल पदार्थ वापस तरल में संघनित हो जाते हैं। वहां से उच्च दाब द्रव वापस बाष्पीकरण खंड में जाता है जहां यह एक छिद्र के माध्यम से और बाष्पीकरण खंड में फैलता है, चक्र को पूरा करता है। गर्मी के महीनों में, वातानुकूलित स्थान से बाहर और बाहरी हवा में गर्मी को स्थानांतरित करने के लिए चक्र को उलटा किया जा सकता है।
ताप पम्प हल्के जलवायु में बाहरी हवा से निम्न-श्रेणी की ऊष्मा प्राप्त कर सकते हैं। ठंड से काफी नीचे औसत सर्दियों के तापमान वाले क्षेत्रों में, ग्राउंड सोर्स हीट पंप वायु स्रोत हीट पंपों की तुलना में अधिक कुशल होते हैं क्योंकि वे ठंडी हवा से उपलब्ध होने की तुलना में गर्म तापमान पर जमीन में संग्रहीत अवशिष्ट सौर गर्मी को निकाल सकते हैं।[3] यूएस ईपीए के मुताबिक, भू-तापीय ताप पंप वायु स्रोत ताप पंपों की तुलना में 44% तक और विद्युत प्रतिरोध हीटिंग की तुलना में 72% तक ऊर्जा खपत को कम कर सकते हैं।[4] जब एयर कंडीशनिंग की भी आवश्यकता होती है तो ताप पंप बनाम प्रतिरोध हीटरों की उच्च खरीद मूल्य ऑफसेट हो सकती है।
तरल ताप
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विसर्जन हीटर
एक विसर्जन हीटर में एक विद्युत प्रतिरोध ताप तत्व होता है जो एक ट्यूब में संलग्न होता है, जिसे गर्म करने के लिए पानी (या अन्य द्रव) में रखा जाता है। जंग से बचाने और रखरखाव की सुविधा के लिए हीटिंग तत्व को सीधे तरल में डाला जा सकता है, या धातु पाइप के अंदर स्थापित किया जा सकता है। पोर्टेबल विसर्जन हीटरों में एक नियंत्रण थर्मोस्टेट नहीं हो सकता है, क्योंकि वे केवल संक्षिप्त रूप से और एक ऑपरेटर के नियंत्रण में उपयोग करने का इरादा रखते हैं।
घरेलू गर्म पानी की आपूर्ति, या औद्योगिक प्रक्रिया गर्म पानी के लिए, एक इन्सुलेटेड गर्म पानी के भंडारण टैंक में स्थायी रूप से स्थापित हीटिंग तत्वों का उपयोग किया जा सकता है, तापमान को नियंत्रित करने के लिए थर्मोस्टेट द्वारा नियंत्रित किया जाता है। घरेलू इकाइयों को केवल कुछ किलोवाट ही रेट किया जा सकता है। औद्योगिक वॉटर हीटर 2000 किलोवाट तक पहुंच सकते हैं। जहां ऑफ-पीक बिजली की दरें उपलब्ध हैं, आवश्यकता पड़ने पर गर्म पानी का उपयोग करने के लिए संग्रहित किया जा सकता है।
इलेक्ट्रिक शावर और टैंक रहित हीटर भी एक विसर्जन हीटर (परिरक्षित या नग्न) का उपयोग करते हैं जो पानी के प्रवाह के साथ चालू होता है। विभिन्न ताप स्तरों की पेशकश करने के लिए अलग-अलग हीटरों के एक समूह को स्विच किया जा सकता है। इलेक्ट्रिक शावर और टैंकलेस हीटर आमतौर पर 3 से 10.5 किलोवाट तक का उपयोग करते हैं।
पानी की आपूर्ति में मौजूद खनिज घोल से बाहर निकल सकते हैं और हीटिंग तत्व की सतह पर एक कठोर पैमाना बना सकते हैं, या टैंक के तल पर गिर सकते हैं और पानी के प्रवाह को रोक सकते हैं। जल तापक उपकरणों के रखरखाव के लिए समय-समय पर संचित पैमाने और तलछट को हटाने की आवश्यकता हो सकती है। जहां पानी की आपूर्ति को अत्यधिक खनिजयुक्त माना जाता है, वहां कम वाट-घनत्व वाले ताप तत्वों का उपयोग करके बड़े पैमाने पर उत्पादन को कम किया जा सकता है।[5]
परिसंचरण हीटर
संचलन हीटर या डायरेक्ट इलेक्ट्रिक हीट एक्सचेंजर्स (डीईएचई) हीटिंग प्रभाव प्रदान करने के लिए सीधे शेल साइड माध्यम में डाले गए हीटिंग तत्वों का उपयोग करते हैं। इलेक्ट्रिक सर्कुलेशन हीटर द्वारा उत्पन्न सभी गर्मी को माध्यम में स्थानांतरित कर दिया जाता है, इस प्रकार एक इलेक्ट्रिक हीटर 100 प्रतिशत कुशल होता है। औद्योगिक प्रक्रियाओं में तरल पदार्थ और गैसों को गर्म करने के लिए डायरेक्ट इलेक्ट्रिक हीट एक्सचेंजर्स या सर्कुलेशन हीटर का उपयोग किया जाता है।[6][7]
इलेक्ट्रोड हीटर
इलेक्ट्रोड हीटर के साथ, तार-घाव प्रतिरोध नहीं होता है और तरल ही प्रतिरोध के रूप में कार्य करता है। इसमें संभावित खतरे हैं, इसलिए इलेक्ट्रोड हीटरों को नियंत्रित करने वाले नियम सख्त हैं।
पर्यावरण और दक्षता पहलू
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किसी भी प्रणाली की दक्षता प्रणाली की सीमाओं की परिभाषा पर निर्भर करती है। एक विद्युत ऊर्जा ग्राहक के लिए इलेक्ट्रिक स्पेस हीटिंग की दक्षता 100% है क्योंकि सभी खरीदी गई ऊर्जा गर्मी में परिवर्तित हो जाती है। हालाँकि, यदि बिजली की आपूर्ति करने वाले ताप विद्युत केंद्र को शामिल किया जाता है, तो समग्र दक्षता में भारी गिरावट आती है। उदाहरण के लिए, एक जीवाश्म-ईंधन पावर स्टेशन जारी की गई ईंधन ऊर्जा की प्रत्येक 10 इकाइयों के लिए केवल 3-5 यूनिट विद्युत ऊर्जा प्रदान करता है।[8] भले ही इलेक्ट्रिक हीटर 100% कुशल है, गर्मी पैदा करने के लिए आवश्यक ईंधन की मात्रा उस ईंधन की तुलना में अधिक है यदि ईंधन को फर्नेस (घर का ताप) या बॉयलर # हाइड्रोनिक बॉयलरों में गर्म किया जा रहा है। यदि एक उपभोक्ता द्वारा उसी ईंधन का उपयोग अंतरिक्ष को गर्म करने के लिए किया जा सकता है, तो अंतिम उपयोगकर्ता के भवन में ईंधन को जलाना समग्र रूप से अधिक कुशल होगा। दूसरी ओर, इलेक्ट्रिक हीटिंग को जीवाश्म ईंधन जलाने वाले हीटरों से बदलना जरूरी नहीं है क्योंकि यह नवीकरणीय इलेक्ट्रिक हीटिंग की क्षमता को हटा देता है, इसे अक्षय स्रोत से बिजली प्राप्त करके प्राप्त किया जा सकता है।
विद्युत शक्ति पैदा करने वाले देशों के बीच भिन्नता दक्षता और पर्यावरण के बारे में चिंताओं को प्रभावित करती है। 2015 में फ्रांस ने अपनी बिजली का केवल 6% जीवाश्म ईंधन से उत्पन्न किया, जबकि ऑस्ट्रेलिया ने अपनी 86% से अधिक बिजली जीवाश्म ईंधन से प्राप्त की।[9] बिजली की सफाई और दक्षता स्रोत पर निर्भर है।
स्वीडन में इस कारण से 1980 के दशक से प्रत्यक्ष विद्युत ताप का उपयोग प्रतिबंधित कर दिया गया है, और इसे पूरी तरह से चरणबद्ध करने की योजना है - स्वीडन में तेल का चरण-समाप्ति देखें - जबकि डेनमार्क ने नई इमारतों में प्रत्यक्ष विद्युत स्थान हीटिंग की स्थापना पर प्रतिबंध लगा दिया है। इसी तरह के कारणों के लिए।[10] नई इमारतों के मामले में, कम-ऊर्जा वाली इमारत|कम-ऊर्जा वाली निर्माण तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है, जो वस्तुतः हीटिंग की आवश्यकता को समाप्त कर सकती हैं, जैसे कि पासिवहॉस मानक के लिए निर्मित।
क्यूबेक में, हालांकि, इलेक्ट्रिक हीटिंग अभी भी घरेलू हीटिंग का सबसे लोकप्रिय रूप है। 2003 के सांख्यिकी कनाडा सर्वेक्षण के अनुसार, प्रांत में 68% परिवार अंतरिक्ष को गर्म करने के लिए बिजली का उपयोग करते हैं। क्यूबेक में खपत होने वाली कुल बिजली का 90% से अधिक पनबिजली बांध ों से उत्पन्न होता है, जिनमें जीवाश्म-ईंधन बिजली स्टेशनों की तुलना में कम ग्रीन हाउस गैसें का उत्सर्जन होता है। कम और स्थिर दरें हाइड्रो-क्यूबेक द्वारा चार्ज की जाती हैं, जो प्रांतीय स्वामित्व वाली उपयोगिता है।[11] हाल के वर्षों में देशों के लिए अक्षय स्रोतों से कम कार्बन बिजली उत्पन्न करने के लिए एक प्रमुख प्रवृत्ति रही है, परमाणु ऊर्जा और जलविद्युत ऊर्जा को जोड़कर जो लंबे समय से कम कार्बन स्रोत हैं। उदाहरण के लिए, 2019 में प्रति kWh यूके बिजली का कार्बन पदचिह्न 2010 की तुलना में आधे से भी कम था।[8] हालांकि, उच्च पूंजीगत लागत के कारण, बिजली की लागत कम नहीं हुई है और आमतौर पर जलने वाले ईंधन की तुलना में 2-3 गुना अधिक है। इसलिए, प्रत्यक्ष इलेक्ट्रिक हीटिंग अब गैस या तेल से चलने वाले हीटिंग के समान कार्बन फुटप्रिंट दे सकता है, लेकिन लागत अधिक बनी हुई है, हालांकि सस्ते ऑफ-पीक टैरिफ इस प्रभाव को कम कर सकते हैं।
अधिक कुशलता से गर्मी प्रदान करने के लिए, एक विद्युत चालित ऊष्मा पम्प जमीन, बाहरी हवा, या निकास हवा जैसे अपशिष्ट धाराओं से ऊर्जा निकालकर इनडोर तापमान को बढ़ा सकता है। यह प्रतिरोधक ताप द्वारा उपयोग की जाने वाली बिजली की खपत को 35% तक कम कर सकता है।[12] जहां विद्युत ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत पनबिजली, परमाणु या पवन है, वहां ग्रिड के माध्यम से बिजली स्थानांतरित करना सुविधाजनक हो सकता है, क्योंकि प्रत्यक्ष ताप अनुप्रयोगों (सौर तापीय ऊर्जा के उल्लेखनीय अपवाद के साथ) के लिए संसाधन बहुत दूर हो सकता है।
अंतरिक्ष की गर्मी और पानी के ताप का विद्युतीकरण वर्तमान ऊर्जा प्रणाली को विशेष रूप से ताप पंपों के साथ डीकार्बोनाइज करने के लिए आगे बढ़ने का प्रस्ताव है। बड़े पैमाने पर विद्युतीकरण के मामले में, चरम बिजली की मांग में संभावित वृद्धि और चरम मौसम की घटनाओं के जोखिम के कारण बिजली ग्रिड पर प्रभाव पर विचार करने की आवश्यकता है।[13]
आर्थिक पहलू
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किसी क्षेत्र को लंबे समय तक गर्म करने के लिए विद्युत प्रतिरोध हीटरों का संचालन कई क्षेत्रों में महंगा होता है। हालांकि, आंतरायिक या आंशिक दिन का उपयोग बेहतर ज़ोनल नियंत्रण के कारण पूरे भवन के हीटिंग की तुलना में अधिक लागत कुशल हो सकता है।
उदाहरण के लिए: ऑफिस सेटिंग में एक लंच रूम में संचालन के सीमित घंटे होते हैं। कम उपयोग की अवधि के दौरान गर्मी का एक मॉनिटर स्तर (50 °F or 10 °C) केंद्रीय ताप प्रणाली द्वारा प्रदान किया जाता है। 11:00 और 14:00 के घंटों के बीच पीक उपयोग के समय को आराम के स्तर तक गर्म किया जाता है (70 °F or 21 °C). समग्र ऊर्जा खपत में महत्वपूर्ण बचत महसूस की जा सकती है, क्योंकि थर्मल विकिरण के माध्यम से अवरक्त विकिरण के नुकसान इस स्थान के बीच और बिना गरम किए बाहर की हवा के साथ-साथ रेफ्रिजरेटर और (अब कूलर) लंच रूम के बीच एक छोटे तापमान प्रवणता के साथ बड़े नहीं होते हैं।
आर्थिक रूप से, बिजली के ताप की तुलना हीटर द्वारा उपयोग किए जाने वाले किलोवाट की संख्या से बिजली के लिए प्रति किलोवाट घंटे की स्थानीय लागत को गुणा करके घरेलू ताप के अन्य स्रोतों से की जा सकती है। उदा.: 1500 वॉट हीटर 12 सेंट प्रति किलोवाट घंटा 1.5×12=18 सेंट प्रति घंटा।[14] जलते हुए ईंधन से तुलना करते समय किलोवाट घंटे को बीटीयू में बदलना उपयोगी हो सकता है: 1.5 kWh × 3412.142=5118 बीटीयू।
औद्योगिक विद्युत ताप
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उद्योग में इलेक्ट्रिक हीटिंग का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।[15] अन्य रूपों की तुलना में विद्युत ताप विधियों के लाभों में तापमान का सटीक नियंत्रण और ऊष्मा ऊर्जा का वितरण, दहन का उपयोग गर्मी विकसित करने के लिए नहीं किया जाता है, और रासायनिक दहन के साथ आसानी से प्राप्त नहीं होने वाले तापमान को प्राप्त करने की क्षमता शामिल है। प्रति इकाई क्षेत्र या आयतन में उच्च सांद्रता पर, प्रक्रिया में आवश्यक सटीक बिंदु पर विद्युत ताप को सटीक रूप से लागू किया जा सकता है। विद्युत ताप उपकरणों को किसी भी आवश्यक आकार में बनाया जा सकता है और संयंत्र के भीतर कहीं भी स्थित किया जा सकता है। इलेक्ट्रिक हीटिंग प्रक्रियाएं आम तौर पर स्वच्छ, शांत होती हैं, और आसपास के वातावरण में ज्यादा उपोत्पाद गर्मी का उत्सर्जन नहीं करती हैं। बिजली के हीटिंग उपकरण में प्रतिक्रिया की उच्च गति होती है, जो इसे तेजी से साइकिल चलाने वाले बड़े पैमाने पर उत्पादन उपकरण के लिए उधार देता है।
उद्योग में इलेक्ट्रिक हीटिंग की सीमाओं और नुकसान में ईंधन के प्रत्यक्ष उपयोग की तुलना में विद्युत ऊर्जा की उच्च लागत, और स्वयं इलेक्ट्रिक हीटिंग उपकरण दोनों की पूंजीगत लागत और बड़ी मात्रा में विद्युत ऊर्जा को उपयोग के बिंदु तक पहुंचाने के लिए आवश्यक बुनियादी ढाँचा शामिल है। . समान परिणाम प्राप्त करने के लिए समग्र रूप से कम ऊर्जा का उपयोग करने में इन-प्लांट (ऑन-साइट) दक्षता लाभ से यह कुछ हद तक ऑफसेट हो सकता है।
एक औद्योगिक हीटिंग सिस्टम का डिज़ाइन आवश्यक तापमान, आवश्यक गर्मी की मात्रा और गर्मी ऊर्जा को स्थानांतरित करने के व्यवहार्य तरीकों के आकलन से शुरू होता है। चालन, संवहन और विकिरण के अलावा, विद्युत ताप विधियाँ सामग्री को गर्म करने के लिए विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग कर सकती हैं।
इलेक्ट्रिक हीटिंग के तरीकों में रेजिस्टेंस हीटिंग, इलेक्ट्रिक आर्क हीटिंग, इंडक्शन हीटिंग और डाइइलेक्ट्रिक हीटिंग शामिल हैं। कुछ प्रक्रियाओं में (उदाहरण के लिए, चाप वेल्डिंग ), विद्युत प्रवाह को सीधे वर्कपीस पर लागू किया जाता है। अन्य प्रक्रियाओं में, प्रेरण या ढांकता हुआ हीटिंग द्वारा वर्कपीस के भीतर गर्मी का उत्पादन होता है। साथ ही, ऊष्मा का उत्पादन किया जा सकता है और फिर चालन, संवहन या विकिरण द्वारा कार्य में स्थानांतरित किया जा सकता है।
औद्योगिक तापन प्रक्रियाओं को मोटे तौर पर निम्न-तापमान (लगभग 400 °C or 752 °F), मध्यम-तापमान (के बीच 400 and 1,150 °C or 752 and 2,102 °F), और उच्च तापमान (परे 1,150 °C or 2,102 °F). कम तापमान की प्रक्रियाओं में पकाना और सुखाने, इलाज (रसायन विज्ञान) सतह परिष्करण, टांकने की क्रिया , मोल्डिंग (प्रक्रिया) और प्लास्टिक को आकार देना शामिल है। मध्यम तापमान प्रक्रियाओं में ढलाई या रीशेपिंग के लिए प्लास्टिक और कुछ गैर-धातुओं को पिघलाना, साथ ही एनीलिंग, तनाव से राहत देने वाली और गर्मी का इलाज करने वाली धातुएं शामिल हैं। उच्च तापमान प्रक्रियाओं में इस्पात निर्माण , टांकना , वेल्डिंग , कास्टिंग मेटल्स, कटिंग, गलाने और कुछ रसायनों की तैयारी शामिल है।
यह भी देखें
- सहायक विद्युत इकाई
- केंद्रीय हीटिंग
- डायाथर्मी
- ढांकता हुआ ताप
- इलेक्ट्रोस्लैग वेल्डिंग
- इलेक्ट्रोस्लैग रीमेल्टिंग
- उर्जा संरक्षण
- हेड-एंड पावर
- हीटर (हीटर के प्रकार)
- ऊष्मा देना, हवादार बनाना और वातानुकूलन
- होटल बिजली
- इन्फ्रारेड हीटर
- माइक्रोवेव ओवन
- नवीकरणीय ऊर्जा
- ऊष्मीय दक्षता
- थर्मल विसर्जन संचारक
- फर्श के भीतर गर्मी
संदर्भ
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- ↑ "Comparison of efficiency of air source heat pumps and ground source heat pumps". Icax.co.uk. Retrieved 20 December 2013.
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- ↑ "Gastech News". 12 August 2012. Archived from the original on 22 February 2017.
- ↑ "Electric Resistance Heating - Department of Energy". Energy.gov. Retrieved 16 April 2017.
- ↑ 8.0 8.1 Kemp, I.C. and Lim, J.S. (2020). Pinch Analysis for Energy and Carbon Footprint Reduction: A User Guide on Process Integration for the Efficient Use of Energy, 3rd edition. Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-102536-9.
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