Современные нагревательные элементы

Принцип работы нагревательных элементов

Работает ТЭН по следующему принципу. При подключении к сети происходит нагрев внутренней спирали и передача энергии термопроводнику и наружной оболочке. В дальнейшем тепло передается окружающей жидкости, воздуху или твердому материалу.

При нагревании ТЭНа, погруженного в масло или воду, вокруг трубки создаются конвекционные потоки, которые перемешивают теплоноситель и способствуют его равномерному нагреву.


Электрические котлы известны своей надежностью и ремонтопригодностью. В них нет множества сложных деталей, поэтому они просты при эксплуатации и обслуживании

В безжидкостных отопительных приборах температура нагрева обычно ограничена, чтобы не повредить окружающие детали и не спровоцировать пожар.

Для ускорения теплообмена в них часто используется вентилятор, который обеспечивает циркуляцию воздуха как внутри прибора, так и в окружающем его помещении.

Предназначение отопительных ТЭНов

Электрические ТЭНы снискали популярность благодаря своей универсальности и высокому КПД. Вся потребляемая ими электроэнергия расходуется по прямому назначению – на обогрев окружающего пространства.

Основными отопительными приборами, где используются ТЭНы являются:

  1. Переносные и стационарные масляные электрообогреватели.
  2. Водяные радиаторы отопления.
  3. Полотенцесушители для ванной.
  4. Электрокамины.
  5. Электроконвекторы.
  6. Электрические котлы.

Указанное оборудование может использоваться в качестве основного или дополнительного источника обогрева. Стоит оно недорого, легко монтируется и не требует специальных навыков при эксплуатации.


Подключить ТЭН к чугунному радиатору центрального отопления можно после отсоединения общего стояка. Такой прибор можно использовать для основного и дополнительного обогрева

Регистры для отопления

Для изготовления регистров для отопления используют трубы, соединенные при помощи электрической или газовой сварки, диаметром от 32 мм до 200 мм и более. Но не стоит забывать, что у регистров для отопления технические характеристики несколько хуже, чем у радиаторов того же размера. В основном применяются регистры в цехах, промышленных или технических помещениях, гаражах. Хотя их можно встретить и в частных домах, и в квартирах, где установлена автономная система отопления.

Достоинства регистров для отопления следующие:

  1. Они способны обогреть помещения большой площади;.
  2. Выделяют «мягкое» тепло. То есть даже самый примитивный регистр для отопления имеет значительную длину и, соответственно, занимает значительную площадь. Поэтому источник тепла выходит не точечный, а довольно протяженный. Таким образом, обогрев выполняется не локально, а по всему периметру.
  3. Просты в уходе. Регистры отопления обладают ровной поверхностью, так как для их изготовления применяются обычные трубы. Соответственно, труднодоступных мест и шероховатостей, где скапливалась бы пыль, нет.
  4. Могут выдерживать значительные температуры и перепады давления при условии, что изготовление регистров выполнено качественно.

Регистр для отопления. Нажмите на фото для увеличения.

Производят регистры отопления с применением гладкостенной трубы, профильной трубы. Как правило, расположенные параллельно трубы (одного вида) соединяют поперечными, по которым циркулирует теплоноситель, либо прибор выполняется в форме змеевика. С одной стороны в такой регистр для отопления поступает через патрубок горячий теплоноситель, а с другой — уходит уже остывший.

При изготовлении регистров для отопления нужно учитывать некоторые правила:

  1. Лучше не использовать трубы большого диаметра, так как для отопления потребуется много воды, и котел может не справиться с нагревом такого объема теплоносителя. Оптимальное сечение — 32 мм.
  2. Чтобы теплоотдача была максимальной, между трубами стоит выдерживать расстояние на 50 мм больше, чем их диаметр.

Это практически все главные требования, какие нужно учитывать при создании регистров для отопления, при этом никакой чертеж для создания таких приборов не нужен. Основными параметрами являются диаметр и длина труб. Чтобы определить эти величины, нужно сделать расчет количества приборов, исходя из параметров помещения и учитывая расчет мощности регистров. Для решения подобной задачи можно воспользоваться специальными онлайн калькуляторами.

Какие приборы лучше выбрать? Отдать предпочтение регистрам для отопления, конвекторам или радиаторам? Однозначного ответа нет, так как каждый из них обладает рядом преимуществ и недостатков

При покупке обращайте внимание на качество изделия, учитывайте технические характеристики. Не лишней будет консультация мастера, который в дальнейшем займется монтажом приобретенных радиаторов или регистров для отопления

Как рассчитать нихромовую спираль

При необходимости рассчитать спираль достаточно просто. В качестве примера приведен расчет спирали из нихромовой проволоки диаметром 0,45 мм (такого диаметра в таблице нет) мощностью 600 Вт на напряжение 220 В. Все расчеты выполняются по закону Ома.

Сначала следует рассчитать ток, потребляемый спиралью.

I = P/U = 600/220 = 2,72 A

Для этого достаточно заданную мощность поделить на напряжение и получить величину тока, проходящего через спираль. Мощность в ваттах, напряжение в вольтах, результат в амперах. Все согласно системе СИ.

По известному теперь току рассчитать требуемое сопротивление спирали достаточно просто: R = U/I = 220/2,72 = 81 Ом

где ρ – удельное сопротивление проводника (для нихрома 1.0÷1.2 Ом•мм2/м), L — длина проводника в метрах, S – сечение проводника в квадратных миллиметрах. Для проводника диаметром 0,45 мм сечение составит 0,159 мм2.

Отсюда L = S * R / ρ = 0.159 * 81 / 1.1 = 1170 мм, или 11,7 м.

В общем, получается не столь уж сложный расчет. Да собственно и изготовление спирали не так уж и сложно, что, несомненно, является достоинством обычных нихромовых спиралей. Но это достоинство перекрывается множеством недостатков, присущих открытым спиралям.

Прежде всего, это достаточно высокая температура нагрева – 700…800˚C. Нагретая спираль имеет слабое красное свечение, случайное прикосновение к ней может причинить ожог. Кроме того возможно поражение электрическим током. Раскаленная спираль выжигает кислород воздуха, привлекает к себе пылинки, которые выгорая, дают весьма неприятный аромат.

Но главным недостатком открытых спиралей следует считать их высокую пожароопасность. Поэтому пожарная охрана попросту запрещает применение обогревателей с открытой спиралью. К таким обогревателям, прежде всего, относится, так называемый «козел», конструкцию которого можно посмотреть на видео.

https://youtube.com/watch?v=ViCjGoCGnrs

Вот такой вот получился дикий «козел»: сделан он нарочито небрежно, просто, даже очень плохо. Пожара с таким обогревателем ждать придется недолго. Более совершенная конструкция подобного отопительного прибора показана на рисунке ниже.

 

   Обогреватель типа ПЭТ 1 кВт, 220 В

Нетрудно видеть, что спираль закрыта металлическим кожухом, именно это предотвращает прикосновение к разогретым токоведущим частям. Пожароопасность такого устройства намного меньше, чем показанного на предыдущем видео.

Когда-то давно в СССР выпускались обогреватели-рефлекторы. В центре никелированного отражателя имелся керамический патрон, в который наподобие лампочки с цоколем E27, вворачивался нагреватель мощностью 500Вт. Пожароопасность такого рефлектора тоже очень высока. Ну, вот как-то не задумывались в те времена, к чему может привести использование таких обогревателей.

   Обогреватель рефлекторного типа

Совершенно очевидно, что различные обогреватели с открытой спиралью можно, вопреки требованиям пожарной инспекции, использовать лишь под неусыпным присмотром: ушел из помещения – выключи обогреватель! Еще лучше просто отказаться от использования обогревателей подобного типа.

Кварцевые и галогенные излучатели

Являются запаянной вакуумной трубкой, сделанной из кварцевого стекла. Внутри находится спираль, сделанная из металла, обладающего высоким сопротивлением. По сути, это галогенные лампы, у которых внутри вольфрамовая спираль. В зависимости от конструкции излучатели делят на два вида:

  1. Со средневолновым.
  2. С коротковолновым диапазоном.

В первых спираль выполнена в звездчатой форме. Во втором внутри кварцевой трубки расположена нить накала. Но почему были созданы различные конструкции? Дело в том, что галогенные излучатели, у которых поддерживается нить накала, могут нагреваться до температуры 2600 градусов. Данные элементы являются обладателями высокой мощности и имеют очень незначительное время реагирования. Где эти преимущества нашли применение? Они необходимы в кратких циклических процессах, в которых, тем не менее, необходима высокая удельная мощность, которую может дать указанный нагревательный элемент.

Стальные трубчатые радиаторы отопления

Изделия по конструкции напоминают чугунные батареи. Но при этом обладают красивым современным дизайном. Это продукция зарубежных производителей. При покупке стальных трубчатых батарей необходимо учитывать один очень важный нюанс – они работают при низком давлении. В США и европейских странах отопительные системы часто устанавливаются в невысоких домах и при движении теплоносителя не создается высокое давление.

Поэтому прежде, чем покупать красивый зарубежный радиатор, внимательно ознакомьтесь с сопроводительной технической документацией

Особое внимание обратите на свойства и характеристику изделий. Принимайте окончательное решение о покупке только в случае абсолютной уверенности, что данный радиатор подойдет к работе в сложных отечественных условиях

Дополнительные функции электронагревателей

Выше были рассмотрены простейшие конструкции приборов, которые не имеют каких-либо встроенных регулировочных механизмов.


Блок терморегуляции может иметь механическую или электронную автоматику. Последняя более точна, но требовательна к параметрам домашней электросети

Но электрические водонагреватели могут оборудоваться простейшей автоматикой, обеспечивающей устройству дополнительные функции.

К таковым относятся:

  1. Терморегуляция. ТЭНы со встроенным терморегулятором для отопления имеют датчик температуры, который срабатывает при нагреве рабочей среды до определенного уровня. Регулировка электронагревателя происходит с наружной стороны фланца.
  2. Антизамерзание. Эта функция обеспечивается упрощенным терморегулятором, который срабатывает только при понижении температуры до 0-2°C. Она препятствует замерзанию воды в трубах отопления, потребляя минимум электроэнергии.
  3. Турбонагрев, который обеспечивает форсированный нагрев рабочей среды при первоначальном пуске оборудования. Необходимо помнить, что электропроводка помещения должна выдержать кратковременное повышение мощности.

Приборов, поддерживающих дополнительные функции, не так много, потому что зачастую регулирование работы отопительных приборов в целом производится с помощью отдельного блока автоматики.

Виды устройств для водяного отопления

Упрощенная схема водяного отопления

Наибольший ассортимент имеют отопительные приборы систем водяного отопления. Это объясняется высокой эффективностью работы подобных схем теплоснабжения, а также оптимальными затратами на обслуживание.

Все приборы отопления для дома этого типа имеют схожую конструкцию. Внутри располагаются каналы, по которым протекает теплоноситель. Тепло от него передается на поверхность радиатора (батареи) и затем с помощью естественной конвекции воздуху в помещении.

Главным отличием, которым характеризуются конвекторные приборы отопления, является материал изготовления. Именно он во многом определяет конструкцию нагревательного элемента. В настоящее время есть 4 вида радиаторов:

  • Чугунные;
  • Алюминиевые и биметаллические;
  • Стальные.

Каждый из них имеет ряд функциональных и эксплуатационных особенностей. Они выбираются в зависимости от расчетных показателей – каждый тип отопительного прибора систем водяного отопления должен соответствовать характеристикам теплоснабжения.

Чугунные батареи

Классическая чугунная батарея

Это одни из первых нагревательных компонентов, которые использовались в системах отопления. Выбор материала изготовления обусловлен относительной дешевизной, а главное – большой теплоемкостью чугуна.

Данный вид нагревательного прибора для системы отопления в настоящее время не особо популярен. Причиной этому является самый низкий коэффициент теплопроводности. Однако для создания классического интерьера в комнате нередко используются дизайнерские чугунные радиаторы.

Также следует учитывать, что рассматривать их в качестве конвекторных приборов отопления будет нецелесообразно. В конструкции не предусмотрены дополнительные пластины, способствующие лучшей циркуляции воздушных масс

Помимо это важно знать такие особенности эксплуатации чугунных радиаторов:

  • Большой объем теплоносителя. В среднем этот показатель составляет 1,4 л. Это способствует быстрому остыванию горячей воды, но эффективно для небольшой отопительной системы;
  • Чугунные приборы для отопления комнат трудно ремонтировать и разбирать в домашних условиях;
  • Большая инертность нагрева. Повышение температуры на поверхности происходит намного медленнее, чем у электрических приборов отопления.

Несмотря на это во многих домах старого типа этот вид радиаторов до сих пор установлен. Замена выполняется только самими жильцами за свой счет.

Стальные и биметаллические отопительные приборы

Стальной радиатор

На смену чугунным конструкциям пришли современные стальные и биметаллические отопительные приборы. Их основным отличием от вышерассмотренных моделей является относительно небольшой канал для теплоносителя.

Однако это никак не сказывается на уменьшении теплоотдачи. Благодаря применяемым современным материалам с высоким коэффициентом теплопередачи, при установке отопительных приборов Kermi значительно снижается инертность всей системы. Кроме этого фактора следует учитывать и другие особенности эксплуатации стальных и биметаллических радиаторов для водяного теплоснабжения:

  • Наличие конвекционных панелей для улучшения циркуляции воздуха по поверхности радиатора;
  • Возможность установки приборов регулировки и учета тепла;
  • Доступная стоимость и простой монтаж, который можно сделать самостоятельно.

Однако при этих положительных качествах нужно знать специфику эксплуатации конкретной модели стального или биметаллического радиатора. Прежде всего – это требования к составу теплоносителя.

Специфика энергосберегающих нагревателей

Энергосберегающий теплонагреватель при мощности до 1000 Вт качественно обогревает помещения с площадью 6-15 м2. Производители выпускают обогреватели для дома энергосберегающие следующих модификаций:

  • Ленточно-игольчатые. Имеют простую конструкцию и недорогую стоимость. Минус техники – большой расход энергии, отсутствие систем сохранения тепла, невозможность установки во влажных комнатах.
  • С защитным кожухом. Благодаря наружным алюминиевым ребрам электронагревательный аппарат защищен от воздействия влаги. Кожух наполнен материалами с высокой теплопроводностью. Влагостойкий корпус делает возможным монтаж оборудования в ванной или кухне. Недостаток приборов – растрескивание корпуса по причине разного расширительного коэффициента алюминия и стали.
  • Монолитные отопители. Эффективный в плане нагрева и экономный тип приборов. Внутри корпуса с алюминиевыми пластинами находятся диэлектрики. Монолитные модели – долговечные и бесшумные, но дорогие.

Можно ли отопить дом электричеством

Электрические обогреватели, как правило, используют в качестве вспомогательного отопления

Для частного дома, расположенного вдали от газовых магистралей, электрическое отопление будет оправданным решением. У альтернативных источников тепла есть несколько преимуществ:

  • отсутствие необходимости в сжигании топлива;
  • сокращение затрат на восполнение запасов;
  • не тратится время на закладку топливных ресурсов в печь;
  • электричество – готовое топливо, которым уже оснащено строение.

Электроотопление имеет несколько недостатков. Они заключаются в росте цен на ЖКХ, отключении в аварийном режиме и затратах на покупку автономного генератора.

С учетом того, что электрический подогрев можно включать в любой момент, целесообразно и экономически выгоднее приобрести обогреватель.

На какие критерии опираться при выборе радиаторов отопления

Несомненно, в первую очередь важными показателями являются надежность, долговечность и безопасность. Конечно, вы заинтересованы, чтобы отопительная система работала исправно и долго многие годы. Вряд ли кому понравятся варианты неожиданного затопления соседей из-за повреждения радиаторов. Такая возможность должна быть минимальной

Длительность безаварийной эксплуатации – очень важный параметр, который следует принимать во внимание при покупке радиатора

Безусловно вторым самым важным критерием является эффективность функционирования отопительного оборудования. Ведь радиаторы устанавливаются, чтобы независимо от холодной погоды в помещении всегда была оптимальная температура воздуха. Радиаторы с лучшей теплопроводностью обеспечат хозяевам наиболее комфортное проживание.

Важно подобрать радиаторы с идеальным сочетанием: «цена – качество». Ни для кого не секрет: современный уровень жизни вынуждает многих экономить. Поэтому стоимость радиаторов отопления имеет немалое значение

Кстати. каждый тип радиаторов обладает и недостатками, и преимуществами, ведь идеального оборудования пока не изобрели

Поэтому стоимость радиаторов отопления имеет немалое значение. Кстати. каждый тип радиаторов обладает и недостатками, и преимуществами, ведь идеального оборудования пока не изобрели.

В современных многоэтажных домах в качестве теплоносителя служит вода. Но проходя по трубам, такой теплоноситель является довольно агрессивной средой. Поэтому многие радиаторы подвергаются внутренней коррозии. Большинство современных отопительных радиаторов с внутренней стороны покрыты полимерной защитой. Учтите: стальные радиаторы подвергаются коррозии меньше, чем алюминиевые. Но самыми надежными остаются привычные нам чугунные изделия, а также некоторые биметаллические радиаторы.

Важным параметром эффективной работы радиатора является рабочее давление. Поэтому в выбираемом вами радиаторе, этот показатель не может быть меньше минимального значения, которое составляет 7 Атм. Радиаторы с характеристикой показателя давления в 15 атмосфер, являются наиболее оптимальными и способны выдерживать гидроудары.

Все бытовые радиаторы квалифицируются в зависимости от применяемого материала, конструкции. Современный рынок предлагает потребителям стальные, чугунные и наиболее популярные алюминиевые и биметаллические отопительные радиаторы. Какие из них лучше всего подойдут в том или ином случае, попробуем разобраться.

Внимание на нагревательный элемент (ТЭН)

В современных моделях электрических конвекторов используются нагревательные элементы трех видов:

  • игольчатые;
  • трубчатые с алюминиевым ребрением;
  • монолитные.

Нить в игольчатом нагревателе имеет лаковое покрытие, но она слабо защищена от влаги. Поэтому электрические конвекторы с этим нагревательным элементом не рекомендуется использовать в помещениях с высоким уровнем влажности. Главным достоинством таких установок является их приемлемая цена. Однако срок их службы непродолжительный. Применяют в конвекторном оборудовании игольчатые нагреватели крайне редко. Но, если в магазине вам попадется такой прибор, то лучше пройти мимо.


он представляет стальную трубку

Нагрев ТЭНа происходит быстрее в сравнении игольчатым элементом. Кроме этого, он отличается долговечной работой. Многие модели агрегатов выполняются в брызгозащитном корпусе. Поэтому конвекторы с ТЭНами могут использоваться в помещениях с высокой влажностью. Например, в ванных комнатах. Однако и у этих элементов имеются определенные минусы. Самый серьезный состоит в том, что трубки и ребра имеют различную величину теплового расширения, а это может привести к возникновению звуков, напоминающих потрескивание во время работы электрического конвектора.

Среди видов электрических конвекторов специалисты рекомендуют останавливать свой выбор на оборудовании с ТЭНом или монолитным нагревательным элементом.

Электрические котлы

В отличие от предыдущих приборов, эти устройства используются для создания постоянной системы отопления в доме. Используются совместно с жидкостным теплоносителем, циркулирующим по замкнутому контуру, обвязывающему все помещения в доме.

По виду основного нагревательного элемента электрокотлы делятся на:

ТЭНовые – работают с любыми видами жидкости и имеют самую простую конструкцию. Они позволяют плавно изменять мощность, ступенчато изменять интенсивность нагрева за счет включения разного количества устройств.

Электродные, которые обладают компактными размерами и применяются исключительно для водяных систем. При этом теплоноситель должен строго соответствовать требованиям ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая». Это обстоятельство сильно влияет на стоимость оборудования. Тепловая энергия возникает по принципу электролитической диссоциации, благодаря которой на электродах возникает разность потенциала из-за растворенных солей. Это прекрасно нагревает воду. Такое устройство намного экономичнее предыдущего.

Индукционные котлы являются наиболее инновационными и дорогими устройствами. Они очень надежны и долговечны. Нагревать такие котлы могут любой теплоноситель за счет принципа электромагнитной индукции. Такое устройство потребляет максимальное количество электроэнергии, но зато просто в монтаже, не требует наличия отдельного помещения и обладает максимальным КПД при самых маленьких размерах.

Все электрокотлы должны быть обязательно заземлены очень надежно.

Разновидности отопительных приборов

Прибор конвективно-радиаторного типа – алюминиевый

Конструкция и эффективность обогревателя определяет способы передачи тепла. Это главная классификация приборов.

  • Конвективные – передают не менее 75% тепла путем конвекции – струями. Пример – конвекторы, ребристые трубы. Источник – обычно ТЭН, нагревает воздух, он передается в комнату, а уже от теплых воздушных масс нагреваются поверхности, мебель и люди. Приборы могут быть весьма эффективными за счет скорости прогрева воздуха, однако потребляют много электроэнергии.
  • Конвективно-радиационные – передают от 50 до 75% тепла конвективным методом. Это большинство традиционных обогревателей: радиаторы, напольные обогреватели, гладкотрубные.
  • Радиационные – 50% тепла составляет излучение. Сюда относят ИК-обогреватели, потолочные и панельные приборы. Отопитель генерирует инфракрасное излучение, в этом случае сначала нагреваются поверхности, предметы и люди в комнате, а только затем – воздух. Исключение воздуха из цепочки передачи тепла сокращает расходы на обогрев.

Конвективно-радиационные отопители устанавливают чаще всего. Приборы имеют высокий КПД, дешевы и практичны.

По типу теплоносителя

В системе отопления используются разные типы теплоносителя – антифриз, вода, минеральное масло

Традиционная система обогрева реализует следующую схему. Источником тепла служит котел – газовый, электрический, двердотопливный. Он нагревает некоторый объем теплоносителя, тот поступает в систему и отдает тепло через поверхность труб и отопительных приборов.

Теплоноситель должен соответствовать многим требованиям: поглощать и отдавать достаточный объем тепла, не вызывать коррозии, нагреваться до необходимой температуры.

  • Вода – единственный вариант для центрального отопления. Причина – большие расстояния между источником тепла и потребителем. Замена на любой другой вариант повышает цену отопления в десятки раз.
  • Пар – так называемый сухой. Используют в вакуумно-паровых системах, в системах низкого и высокого давления. Плюс – помещение прогревается в 3 раза быстрее, отсутствует риск промерзания труб. Недостаток – высокий расход топлива.
  • Антифриз –«незамерзайка». Глицериновый раствор, раствор этиленгликоля, пропиленгликоля и другие. Жидкости исключают замерзание даже в трубах с самым малым диаметром. Антифриз рекомендуют заливать в водяной теплый пол. Теплоноситель при циркуляции выполняет роль смазки, что увеличивает срок эксплуатации труб и радиаторов. Недостаток – необходимость подбирать антифриз к типу котла.
  • Трансформаторное или минеральное масло – теплоноситель в масляных обогревателях. Это вязкая, теплоемкая жидкость, способная долго отдавать тепло воздуху в комнате.

По техническим характеристикам

Керамические обогреватели устойчивы к коррозии, поэтому дольше работают без поломок

Чтобы оценить КПД той или иной модели, необходимо проанализировать технические показатели.

Теплоотдача – главный критерий. По этому признаку радиационный аппарат лучше конвективного

Из радиаторов чугунный отличает самая высокая тепловая инерция, а лучше всего передает тепло алюминиевый.
Рабочая поверхность – важно учитывать общую площадь батареи, а не количество секций. Расчет габаритов отопителя выполняют с учетом объема помещения.
Стойкость к коррозии – максимально устойчивы керамические обогреватели

Из металлических моделей лучшие – алюминиевые.
Стойкость к давлению – наиболее устойчивы конвекторы, поскольку такая нагрузка в них отсутствует. Из радиаторов лучшие – чугунные и биметаллические.
Простота ухода – конвекторы и алюминиевые панели нужно лишь периодически протирать. Чугунные и стальные необходимо окрашивать.
Срок службы – дольше всего служат чугунные батареи – 50 лет. Биметаллические эксплуатируются 30–40 лет. Наименее долговечны стальные – не более 10–15 лет.

Теплотехнические характеристики – не единственный параметр выбора. Радиаторы должны соответствовать требованиям выбранной системы обогрева.

Открытая нихромовая спираль

Самым старым нагревательным элементом является, пожалуй, обычная нихромовая спираль. Когда-то давно, в ходу были самодельные электрические плитки, кипятильники для воды и обогреватели типа «козёл». Имея под рукой нихромовый провод, которым можно было «разжиться» на производстве, изготовить спираль требуемой мощности не представляло никаких проблем.

Известно было, какого диаметра провод и какая длина требуется для намотки спирали нужной мощности. Эти магические числа до сих пор можно найти в сети интернет. На рисунке показана таблица, где приведены данные о спиралях различной мощности при напряжении питания 220В.

   Расчет электрической спирали нагревательного элемента

Здесь все просто и понятно. Задавшись требуемой мощностью и диаметром нихромового провода, имеющимся под рукой, остается только отрезать кусок нужной длины и навить его на оправку соответствующего диаметра. При этом в таблице указана длина получившейся спирали. А что делать, если имеется провод с диаметром не указанным в таблице? В этом случае спираль придется просто рассчитать.

Приборы электрического обогрева

Все электрические приборы, применяемые в случае невозможности установки водяной системы отопления, имеют разные особенности и характеристики – от мощности до принципов генерирования тепла. При этом главными недостатками любого такого оборудования являются высокая стоимость эксплуатации и необходимость устройства электросети, способной выдержать большие нагрузки (при суммарной мощности электронагревателей больше 9–12 кВт необходимо устройство сети с напряжением 380 В). Преимущества же у каждой разновидности свои.

Конструкция, которую имеют электрические нагревательные устройства данного типа, позволяет достаточно быстро нагреть помещение при помощи перемещающихся сквозь них воздушных потоков.

Попадание воздуха внутрь приборов происходит через отверстия в нижней части, его нагрев осуществляется при помощи ТЭНа, а выход обеспечивается наличием верхних щелей. На сегодняшний день существуют электрические конвекторы мощностью от 0,25 до 2,5 кВт.

Масляные устройства

Масляные электрические нагреватели тоже используют конвекционный метод нагрева. Внутри корпуса содержится специальное масло, которое и нагревается ТЭНом. При этом нагрев может регулироваться при помощи термостата, выключающего прибор при достижении воздухом заданной температуры.

Особенностями работы нагревателей является их высокая инерционность. За счет этого отопительные приборы очень медленно нагреваются, однако, даже после отключения подачи энергии их поверхность продолжает испускать тепло на протяжении длительного периода времени.

Кроме того, поверхность масляного оборудования нагревается до 110–150 градусов, что намного выше параметров других устройств и требует особого обращения – например, установки в отдалении от предметов, способных воспламениться.

Использование таких радиаторов дает возможность удобного регулирования интенсивности нагрева – почти все они имеют 2–4 режима работы. Кроме того, с учетом производительности одной секции в 150–250 кВт, подбирать прибор для конкретного помещения довольно легко. А ассортимент большинства производителей включает модели мощностью до 4,5 кВт.

Выбирая отопительные приборы, принцип действия которых основан на излучении тепловых волн в инфракрасном диапазоне, владелец частного дома или помещения другого назначения получает следующие преимущества:

  • заметное снижение потребления электроэнергии по сравнению с традиционным электрическим оборудованием (в пределах 30%);
  • отсутствие снижения содержания в воздухе кислорода, что избавляет находящихся в помещении людей от головной боли;
  • очень высокую скорость нагрева (даже холодная комната прогревается в течение нескольких минут).

Виды

Классификация приборов для инфракрасного отопления производится по способу испускания волн. Бывают пленочные устройства, которые передают на окружающие предметы излучение от резисторных проводников, расположенных на поверхности специальной пленки. Мощность – в пределах 800 Вт на 1 кв. м.

Второй вид — карбоновые. В них излучение идет от спирали внутри герметичной стеклянной колбы. Бытовые приборы данного типа имеют мощность от 0,7 до 4,0 кВт.

Преимуществом первых является возможность использовать их как электрические теплые полы. В то время как карбоновые обогреватели намного мощнее, хотя и требуют при этом соблюдения повышенных мер пожарной безопасности.

Чугунные радиаторы отопления

Рассмотрим наиболее простые и привычные чугунные радиаторы. Их рабочее давление составляет 9 атмосфер, максимальное испытательное достигает 15 атмосфер.

К достоинствам чугунных отопительных приборов относят отличную устойчивость к коррозии, нетребовательность к чистоте теплоносителя. Благодаря этому, чугунные радиаторы широко используются в городских домах, оснащенных центральным отоплением. Ведь устойчивость к коррозии – это очень важный параметр. Летом из систем отопления обязательно сливают воду, оставляя отопительный прибор на растерзание коррозии. Чугунный радиатор не будет ржаветь в ожидании нового отопительного сезона.

Внутреннее проходное отверстие чугунного радиатора имеет большой диаметр. Согласно законам физики, это приводит к малому гидравлическому сопротивлению потока. В связи с этим чугунные радиаторы успешно используются отопительными системами с естественной циркуляцией.

Но все-таки недостатки очевидны. Главный минус: чугун – слишком тяжелый металл. Следовательно, радиаторы имеют большую массу. Это приводит к усложнению процесса монтажа такой отопительной системы с необходимостью применения надежного крепежа.

Чугунные радиаторы характеризуются высокой тепловой инерцией. Поэтому они долго нагреваются, долго остывают. Такой режим температуры не очень комфортный: длительное время воздух остается холодным или, наоборот, слишком теплым.

Вряд ли чугунные радиаторы украшают интерьер. Громоздкие отопительные системы всегда хочется спрятать от постороннего взгляда. Уборкой придется заниматься часто и тщательно, ибо чугунная конструкция в виде секций имеет склонность обильно скапливать пыль.

Конвекторы отопления или регистры

Конвектором отопления называют трубу, на которую закреплены тонкие пластины из стали. Конструкция простая и довольно примитивная. Они часто применялись в домах советской постройки. Но сейчас, пройдя некоторую эволюцию, они несколько изменили свой внешний вид и функциональность.

На рынке их очень большой выбор. Рядом с дешевыми предлагаются и довольно дорогие, элитные модели импортного производства. Большую популярность приобретают электрические конвекторы. Они применяются при монтаже теплого пола. Новинкой считаются популярные в западных странах плинтусные конвекторы.

На вид эти довольно скромные, относительно дешевые изделия, обладают многими преимуществами. Несложность конструкции обеспечивает конвекторам хорошую надежность. Небольшие габариты не мешают воплощению дизайнерских задумок.

Еще один большой плюс – доступная стоимость. Существенным недостатком является небольшая теплоотдача при конвекционного способе обогрева. Попросту говоря, воздух нагревается неравномерно за счет своеобразного теплового сквозняка.

Электрические виды обогревателей

Электрические модели работают по принципу конвекции, поэтому быстро нагревают помещение

Электрические отопительные приборы работают по другому принципу. Теплоноситель заменяют нагревательные элементы, которые функционируют при подаче электрического тока. За редким исключением нагревательный элемент имеет малую площадь. Чтобы сделать подачу тепла более эффективной, используют 2 решения:

  • пропускают сквозь нагревательное устройство потоки воздуха – любой вид конвектора;
  • создают корпус с большой рабочей площадью – панельные обогреватели.

К электрообогревателям относят приборы, являющиеся нагревательным элементом. Такой отопительный электроприбор, как котел Эван им не является. Это источник тепла, но не греющая конструкция.

Главный недостаток электрообогревателей – требовательность к качеству электрического тока. Если суммарная мощность отопителей превышает 12 кВт, потребуется проложить сеть с напряжением в 380 В.

Конвекционные приборы

Тепловентиляторы сжигают кислород в помещении – нужно ставить увлажнитель воздуха

Нагревательные элементы – ТЭНы, размещены внутри плоского корпуса. Поверхность корпуса нагревается и передает тепло воздуху. Однако этот механизм обеспечивает лишь 20% теплопередачи. В нижней части прибора есть входные отверстия. Через них воздух проникает внутрь прибора, нагревается и выходит через отверстия в верхней части. Конвекция обеспечивает 80% теплоотдачи.

Конвекторы быстро нагревают помещение, но не сжигают кислород так сильно, как тепловентиляторы. На минимальных температурах прибор можно оставлять включенным на ночь. Мощность варьируется от 0,25 до 2,5 кВт. Расчет показателя выполняют по кубатуре, так как конвектор нагревает воздух. Недостаток – комфортная температура поддерживается в комнате только пока конвектор работает.

Масляные устройства

Нагревательный элемент – ТЭН, однако теплоноситель – масло, тоже присутствует. Теплое вязкое вещество наполняет секции и передает тепло поверхности. Чем больше рабочая поверхность, тем выше КПД устройства. Масляные электроотопительные приборы близки по эффективности к радиационным.

Плюс – высокая тепловая инерция. Прибор медленно нагревается, но и отдает тепло долгое время после отключения. Такой режим работы более экономичен. Аппараты выпускают мощностью до 4,5 кВт, но при этом масляные радиаторы потребляют меньше электричества. Недостаток – большая масса и громоздкость.

Ссылка на основную публикацию