Виды электрообогревателей по способу теплопередачи
Электрообогреватели по способу передачи тепла делят на:
— излучающие, которые представлены теплоизлучающими зеркалами, а также инфракрасными панелями;
— конвекторные, которые представлены электрокалориферами, тепловентиляторами и электроконвекторами;
— комбинированные, или конвективно-радиационные, которые представлены маслонаполненными радиаторами.
По характеру теплопередачи электрические обогреватели разделены на:
— аккумуляционные;
— преобразующие электроэнергию в тепло непосредственно.
Рассмотрим указанные виды электрических обогревателей.
Конвективные обогреватели. При обогреве посредством конвекции воздушные потоки в комнате циркулируют так, что температура на уровне пола несколько ниже, чем температура под потолком. Тёплый воздух, как известно, поднимается вверх. Холодный же — опускается вниз. Следовательно, при обогреве конвекцией прогретый воздух преимущественно скапливается под потолком.
В процессе использования конвективных обогревателей, которые характеризуются фронтальным выходом тёплого воздуха, разница температур у потолка и пола составит примерно 4 градуса. Если же вы используете конвективные приборы, у которых нагретый воздух выходит в вертикальном направлении, то разница температур между полом и потолком составит уже 9 градусов. Также на распределение температур по высоте помещения влияет и его высота: чем выше комната, тем больше разница в нагреве между пространством у пола и у потолка.
В числе недостатков конвективных обогревателей следует отнести то, что воздушные конвективные потоки увлекают за собой много пыли и разносят её по всему дому. При этом практически бесполезно бороться с этой пылью с помощью влажных уборок. Она всё равно продолжит циркулировать по дому вместе с потоками воздуха.
Конвективный обогреватель работает так. Холодный воздух, который проходит через обогревательный прибор принудительным (с помощью вентилятора) либо естественным образом, прогревается до некоторой температуры. После этого воздух отдаёт тепло помещению. Нагревательным элементом в конвективных электрических обогревателях могут быть:
— ТЭН (термоэлектрический нагреватель), который представлен металлической (как правило, стальной) трубкой, имеющей спираль внутри;
— спираль, которая являет собой тонкую проволоку из нихрома, и намотанная на стержень некоторого диаметра таким образом, что занимает минимальный объём при максимальной длине проводника;
— керамический нагреватель, который имеет большую поверхность нагрева и внешне напоминает пчелиные соты.
Ныне нихромовые спирали почти не применяют. Они заменены более безопасными и надёжными конструкциями: керамическим нагревателем и ТЭНом. Современные модели обогревателей содержат нихромовую спираль в керамической либо металлической трубке.
Нагревательная поверхность электрообогревательного элемента благодаря этому существенно увеличивается. При этом температура — уменьшается. В штатном рабочем режиме температура нагревательного элемента, который защищён защитным кожухом, составляет где-то 100 градусов. Это примерно соответствует температуре прибора отопления традиционной водной системы.
Конвективные электрические обогреватели в зависимости от режима теплового обмена, подразделяют на:
— приборы с теплообменом, который основан на принудительном обдуве помещения;
— приборы, в которых теплообмен происходит естественным путём конвекции.
Первая группа представлена тепловыми пушками и электровентиляторными обогревателями. Вторая группа содержит настенные панели и электроконвекторы.
Электроконвекторы. Электроконвектор — это панель из металла, которая имеет пару отверстий. Нижнее отверстие при этом служит для прохождения холодного воздуха в прибор. Верхнее же — для выхода обогретого воздуха. В нижней части панели монтируют нагревательный элемент, который составляется из ТЭНа и алюминиевого радиатора (рассеивателя). Радиатор требуется для более эффективной тепловой передачи воздуху от ТЭНа. При выборе определённой модели электрического конвектора, прежде всего, проверьте качество электрического обогревательного элемента, поскольку от него, в первую очередь, будет зависеть срок службы устройства и его эффективность.
Почти у всех электроконвекторов имеются встроенные термостаты. Они регулируют температуру воздуха в помещении в некотором диапазоне. Как правило, ширина диапазона представлена промежутком от +5 до +30 градусов. Встроенный термостат позволяет снижать потребление электричества на 40-80%. Следовательно, электрический обогревательный прибор работает не постоянно, а в режиме включений и выключений. Перерывы в работе электрического конвектора продлевают его срок службы.
Конвекторы, которые снабжаются электронными термостатами, обходятся существенно дороже, нежели их аналоги с механическими термостатами. Однако они наделены рядом преимуществ. Они бесшумные, более точные, а также обладают повышенной надёжностью. Помимо этого электронные термостаты на 3-4% больше экономят энергии, чем обогреватели с механическими термостатами.
Если термостат не встраивается в конвектор, то подстройка регулятора температуры будет производить плавное приспосабливание режима работы устройства к той температуре, где, собственно, установлен термостат. Если же термостат встроен в конвектор, то он снабжается шкалой в относительных единицах. Такой термостат нуждается в индивидуальной калибровке для каждого отдельного помещения. Позитивной особенностью электрических обогревателей является то, что на все приборы отопления можно установить один термостат, который будет обслуживать все приборы.
Современные электрические конвекторы оснащаются датчиками безопасности. Эти датчики отключат электрообогреватель автоматически при перегреве нагревательного элемента. Такая система защиты срабатывает и тогда, когда обогреватель падает на пол либо же возникает преграда для циркуляции нагретого воздуха. У некоторых моделей есть специальные блоки управления и вентиляторы, которые позволяют настраивать работу нескольких приборов. Это особенно удобно в доме, который имеет много комнат.
Электрические конвекторы, как правило, имеют мощность от 0,5 до 3 кВт. Вес таких устройств составляет примерно 3-9 кг. По габаритам такие приборы отопления делят на:
— плинтусные, имеющие высоту на больше 20 см и длину до 2,5 м;
— высокие, имеющие небольшую длину и высоту примерно 40-60 см.
Высокие электроконвекторы оснащаются нагревательными элементами, которые нагреваются до высоких температур. Размещают такие конвекторы на пол либо закрепляют с помощью специальной рамы на стене. Температура же плинтусных нагревательных элементов намного ниже. Однако работают такие элементы так же эффективно, как и высокие конвекторы.
Электроконвекторы — самые популярные приборы отопления из всех электрических обогревателей. Такое положение вещей обуславливается их дешевизной. В загородных домах, где нет магистрального подключения к источнику природного газа, особенно часто используют такие электрические обогреватели.
Эти приборы, кроме того, используются в качестве вспомогательных источников тепла. И даже тогда, когда есть в наличии исправное и функционирующее печное либо водяное отопления.
Монтаж электроконвекторов предельно прост. Такие устройства не требуют прокладывания труб либо подсоединения к ним приборов отопления. Достаточно иметь дом, снабжённый электросетью и подключать к сети конвекторы.
В России выпускается много типов электрических конвекторов, которые разделены на следующие группы:
— конвекторы, имеющие бесступенчатое регулирование мощности (ЭВУБ, ЭВПБ);
— конвекторы, имеющие ступенчатое регулирование мощности (ЭВУС, ЭВПС);
— конвекторы, снабжённые термовыключателем (ЭВУТ, ЭВПТ);
— конвекторы, снабжённые терморегулятором, который автоматически регулирует температуру воздуха в комнате (ЭВУА, ЭВПА).
На корпусах электроконвекторов, как правило, можно найти маркировку. Эта маркировка может обозначаться так:
— ЭВ (электроконвектор);
— У (универсальный);
— П (напольный);
— Б (с бесступенчатой регулировкой мощности);
— С (со ступенчатым регулированием тепловой мощности);
— А (снабжённый терморегулятором для регулирования температуры воздуха в помещении);
— Т (конвектор с термовыключателем).
Тепловые пушки и тепловентиляторы. Тепловентилятор обуславливает принудительную конвекцию тепло в помещении. Благодаря такой работе обогрев воздуха происходит намного быстрее. Такие обогреватели используемы и для постоянного, и для временного обогрева загородного дома.
У тепловентилятора в конструкции имеются и вентилятор, и нагревательный элемент. Вентилятор прогоняет воздух через нагревательный элемент принудительно. При этом производится повышенный шумовой фон. Нагревательный элемент может быть любой: и ТЭН, и керамический нагреватель, и спиральный. Площадь нагрева воздуха, который прогоняется через вентиляторный электрообогреватель, невелика. Следовательно, для быстрого отбирания тепла у нагревательного элемента, надо создавать очень интенсивный поток воздуха через нагревательный элемент. Чем ниже площадь нагревательного элемента, тем сильнее он должен прогреваться. Следовательно, нагреватель, который имеет небольшие размеры, сжигает микрочастиц, пыли, а также кислорода гораздо больше. Из-за этого в комнате при работе такого обогревателя устанавливается довольно неприятный запах.
Значительная часть тепловентиляторов, которые можно встретить на рынке, имеют металлокерамические нагревательные элементы. Такие элементы отличаются достаточно развитой нагревательной поверхностью. Благодаря этому нагревательный элемент и может работать при невысокой температуре, и при этом эффективно обогревать помещение.
Современные тепловентиляторы отличаются мощностью до 2,5 кВт. Они компактны. Изготавливаются при этом как настенные, так и напольные варианты. Подавляющее большинство моделей снабжаются ступенчатым регулированием мощности и скорости работы вентилятора. Некоторые тепловентиляторы даже позволяют использовать себя в качестве обыкновенных вентиляторов. При этом нагревательный элемент просто отключается.
Тепловые вентиляторы, которые имеют мощность, превышающую 5 кВт, именуются тепловыми пушками. Тепловые пушки применяются для быстрого просушивания влажных помещений, просыревших вещей либо подвалов. Также тепловые пушки подходят для прогревания открытых пространств и больших помещений (например, складов). Однако тепловые пушки не подходят для обогрева обыкновенных квартир и загородных домов.
При выборе тепловой пушки либо тепловентилятора надо учитывать следующие нюансы:
— вентилятор должен работать как можно тише;
— отдавайте предпочтение вентиляторам с керамическим нагревательным элементом;
— выбирайте прибор, который снабжён системой защиты от перегрева;
— система регулирования температуры воздуха помещения должна быть точной (в идеале, до 0,1 градуса).
Тепловые аккумуляторы. Такие устройства отопления являются довольно новыми. Рассчитаны они на работу в ночное время суток. Ведь именно ночью действуют льготы на электроэнергию. Ночные аккумуляторы тепла нынче выгодно использовать и в России. Вызвано это тем, что ввели разные тарифы на стоимость электричества в ночное и дневное время.
Тепловые аккумуляторы по принципу работы подобны пенкам. Такие приборы запасают тепло ночью, а утром они отключаются от электросети. Следовательно, весь день аккумулятор отдаёт тепло в дом. После отключения нагревательного элемента работает только небольшой вентилятор, который помогает аккумулятору отдавать тёплый воздух в помещение днём.
Электрокалориферы. Такие отопительные приборы сочетают в себе функции вентилятора и электронагревательного прибора.
Они конструктивно выполнены так, что имеется возможность управлять потоком воздуха, который нагревается до заданной температуры. Сушилки для рук, которые устанавливаются в туалетах, могут служить примером электрокалорифера.
У электрокалориферов есть целый ряд недостатков. Эти недостатки не позволяют применять электрокалориферы для обогрева жилых помещений. Так, они шумят слишком громко (35-60 дБ) в процессе работы. Кроме того, при включении электрокалорифера возникает такая большая разница температур между потолком и полом, что сильные потоки конвективной природы поднимают в воздух значительные потоки микрочастиц и пыли. Также на уровне пола возникают своеобразные сквозняки.
Однако для обогревания нежилых помещений электрические калориферы подходят как нельзя лучше. К примеру, вы можете использовать электрокалориферы в подвале либо же в ванной. Такие приборы отопления способны быстро просушивать только что отделанную комнату.
На рынке можно встретить как импортные, так и отечественные калориферы.
Тепловые завесы. Это одна из довольно распространённых разновидностей электрических калориферов. Такие приборы выполняют пару функций: не дают проникать холодному воздуху снаружи, и прогревают воздух внутри комнаты.
Потоки нагретого воздуха, которые обдувают дверной либо оконный проём по сторонам и идущие сверху, не позволяют выходить тёплому воздуху из дома наружу. Холодный воздух также гораздо меньше просачивается с улицы. Если дверь закрыта, то тепловая завеса способна работать в очень экономичном режиме.
Тепловые завесы задерживают пыль и микрочастицы, практически устраняют сквозняки зимой и компенсируют потери тепла. Летом же они работают как обыкновенные вентиляторы. Следовательно, тепловые завесы выгодно монтировать в общественных местах.
Лучистое отопление. Такой вид отопления появился в странах СНГ сравнительно недавно. Однако в Европе лучистые обогреватели монтируются в жилых домах уже более 30 лет. Ныне же ситуация немного меняется: отечественные покупатели приобретают такие обогреватели всё чаще и чаще.
Электрические радиационные панели находятся вне конкуренции по экономическим, экологическим и теплотехническим параметрам. Рассмотрим преимущества излучающих панелей.
Излучающие обогреватели, или инфракрасные панели (ИК-панели), при работе облучают обогреваемое помещение тепловыми лучами. Такие панели излучают аналогичные солнечным тепловые лучи. Эти лучи будут обогревать только те поверхности на своем пути, на которые они попадают. Те же предметы и поверхности, которые были нагреты тепловыми лучами, будут отдавать в окружающую среду так называемое вторичное тепло. При лучистом обогреве вы не будете расходовать на обогрев воздуха излишнюю энергию.
Температура в помещении, которое отапливается лучами длинноволновой области электромагнитного спектра, может быть довольно небольшой. Однако люди не почувствуют недостатка тепла. Ведь комфорт при работе таких обогревателей воздаваем не столько обогревом человека от окружающего воздуха, сколько лучами, которые, попадая на тело человека, будут обогревать его так же, как и солнечные лучи.
В отличие от конвекторов, ИК-панели не используют воздух для распространения тепла в помещении. Они просто равномерно рассеивают тепло на нагреваемые твёрдые поверхности, которые попадаются «под луч». Важным преимуществом ИК-панелей является то, что температура у пола и температура у потолка, практически равна. Также температура поверхности пола и поверхностей предметов такие же, как и температура воздуха в помещении.
При таком способе обогрева сильно снижается конвекция в помещении. Следовательно, уменьшается интенсивность циркуляции пыли и микроскопических частиц в воздухе. Кроме того, инфракрасные панели не сжигают кислород, пыль и микрочастицы, а также не изменяют влажность воздуха. Из-за указанных свойств ИК-излучатели, как правило, обязательны в медицинских и детских учреждениях. Кроме того, это единственные обогреватели, которые действительно можно рекомендовать для установки в комнатах и домах, где проживают люди, которые по состоянию здоровья остро ощущают микроскопические частицы и пыль в воздухе. Так, астматики либо аллергики будут чувствовать себя гораздо уютнее и здоровее поблизости с такими обогревателями при прочих равных условиях, чем в случае использования традиционной системы отопления.
ИК-панели гораздо быстрее обогреют помещение, нежели конвекторы. Обуславливается это тем, что поверхность теплопередачи от предметов, которые получили тепло от лучистого обогревателя, в 5-10 раз больше, чем у приборов отопления, которые применяются в традиционных системах.
Следует отметить, что при отключении ИК-панелей температура воздуха в помещении ещё долгое время будет находиться на том же самом уровне. Если же прибор отопления был вновь включён, то воздух быстро прогреется.
Достоинства лучистых систем отопления нижеследующие:
— бесшумность работы;
— лёгкость обслуживания;
— дешевизна и простота монтажных работ;
— долговечность системы;
— пожаробезопасность и влагоустойчивость приборов отопления;
— мобильность системы.
ИК-обогреватели — это основные элементы лучистой отопительной системы. Они являют собой аппараты прямоугольной формы, которые покрыты защитным слоем жаростойкой краски. На той поверхности обогревателя, которая обращена к полу, есть отражающая пластина, которая выполнена из анодированного высокопрочного алюминия. В этой пластине смонтирован ТЭН, нагревательная спираль либо керамический нагревательный элемент.
При покупке ИК-обогревателя надо обращать внимание на то, какой именно нагревательный элемент устанавливается в излучателе. Предпочтение лучше отдать тем панелям, которые содержат ТЭНы. Если же вы приобрели панель с нагревательной спиралью, то вы рискуете тем, что аппарат вскоре выйдет из строя. Ведь открытые спирали достаточно быстро ломаются.
У противоположной панели стороны установлена система креплений. Между отражающей панелью и корпусом находится жаростойкая изоляция, которая составляется из минерального волокна. Примерно 90% электрической энергии, которая исходит от нагревателя, преобразуется в поток тепла. Этот тепловой поток отражается от алюминия и излучается в сторону отапливаемого помещения. Остальная 1/10 часть энергии будет тратиться на подогрев того воздуха, который контактирует с нагревательной алюминиевой частью прибора.
Лучистые подогреватели делят на два класса:
Инфракрасные лучистые обогреватели называют ещё высокотемпературным. Вызвано это тем, что в инфракрасных лучистых нагревателях, нагревательный элемент прогревается до 700-800 градусов. Длинноволновые же нагреватели ещё именуют низкотемпературными. Ведь нагревательный элемент таких обогревательных устройств разогревается только до температур в 200-250 градусов.
У длинноволновых обогревателей нагревательный элемент встраивается в металлический короб. Излучающая поверхность таких обогревателей наделена специальным металлическим слоем, который весьма хорошо поглощает тепло. Кроме того, площадь выполняют с рельефным покрытием для повышения излучающей способности. Поверхность, которая отдаёт длинноволновые лучи, также изготавливают таким образом, чтобы она была в состоянии отдавать максимум тепла воздуху, который контактирует с ней.
В конструкции высокотемпературных обогревателей элемент, нагревающий пластину, смонтирован в пластине в открытом виде. В некоторых моделях поверхность излучения покрывается специальной керамикой, которая позволяет уменьшать температуру нагрева пластины из алюминия, а также повысить коэффициент излучения.
Следует отдавать предпочтение низкотемпературным лучистым обогревателям. Ведь именно такие источники тепла более безопасны. Также помните, что применять высокотемпературные лучистые обогревательные приборы в закрытых помещениях опасно.
Последняя новинка в низкотемпературных обогревательных элементах — теплоизлучающие зеркала, у которых слой зеркала в то же самое время служит элементом нагрева. При этом температура самого зеркала составляет не более 75 градусов. Эти зеркала не запотевают при повышенной влажности помещений, а также характеризуются высокой степенью экологичности и пожаробезопасности.
Конвективно-радиационные, или комбинированные, обогреватели являют собой электрорадиаторы, которые заполнены маслом. Такие устройства отдают тепло за счёт излучения, испускаемого нагретой поверхностью корпуса, а также за счёт конвекции масла в закрытом радиаторном контуре.
В нижнюю часть комбинированного устройства встраивается радиатор с обогревателем, который нагревает масло. Конвекция масла происходит следующим образом: масло подогревается и, расширяясь, поднимается вверх. Холодное масло, соответственно, стекает по остывшим стенкам радиатора вниз.
Маслонаполненные радиаторы регулируются с помощью электромеханических регуляторов. Большие потери в масляных радиаторах обуславливаются тем, что разброс температур при автоматическом регулировании составляет 7 градусов. Однако маслонаполненные радиаторы становятся всё более популярными, поскольку они недороги и отличаются длительным сроком службы.
Источник
