Нагревателни елементи за отопление: видове, принцип на работа, правила за избор на оборудване

Електрическите нагревателни елементи не са променили дизайна си от десетилетия и остават търсени в отоплителното оборудване.Формата на тези устройства и строителните материали се променят, но принципът на работа и ефективността остават непроменени. За компетентен подбор ще бъде полезна информация за разликите и характеристиките. Съгласен ли си?

Ще научите какво представляват нагревателните елементи за отопление и как работят. Описахме подробно видовете нагревателни елементи и предоставихме неоспорими аргументи за информиран избор на оптималния тип. Като вземете предвид нашите препоръки, ще закупите необходимото устройство без грешки.

Предназначение на нагревателните нагревателни елементи

Електрическите нагревателни елементи придобиха популярност поради своята гъвкавост и висока ефективност. Цялата електроенергия, която консумират, се използва по предназначение - отопление на околното пространство.

Основните нагревателни устройства, при които се използват нагревателни елементи, са:

1. Преносими и стационарни нафтови електрически нагреватели.
2. Радиатори за водно отопление.
3. Решетка за кърпи за баня.
4. Електрически камини.
5. Електрически конвектори.
6. Електрически котли.

Посоченото оборудване може да се използва като основен или допълнителен източник на отопление.Той е евтин, лесен за инсталиране и не изисква специални умения за работа.

Можете да свържете нагревателния елемент към чугунен радиатор за централно отопление след разединяване на общия щранг. Това устройство може да се използва за основно и допълнително отопление

Вътрешна структура на електрически нагреватели

Удобно е да разгледате устройството, като използвате примера на тръбен модел. Електрическият нагревател е керамична или метална тръба, пълна с топлопроводник със спирала, разположена вътре. В мястото, където тръбата е фиксирана към фланеца, има изолационни втулки, които правят невъзможен контактът на проводимата спирала с тялото на нагревателния елемент.

Повечето модели нагревателни елементи използват подобни компоненти, но тяхната издръжливост може да варира в зависимост от качеството на изработката

Електрическият нагревател се монтира предимно с фланцова връзка, което позволява вътрешната среда на нагревателя да бъде изолирана от външното пространство. Недостатъкът на този дизайн е невъзможността за подмяна на спиралата, ако тя изгори вътрешно.

Принцип на работа на нагревателните елементи

Нагревателният елемент работи на следния принцип. При свързване към мрежата вътрешната спирала се нагрява и енергията се прехвърля към топлопроводника и външната обвивка. След това топлината се прехвърля към околната течност, въздух или твърд материал.

При нагряване на нагревателен елемент, потопен в масло или вода, около тръбата се създават конвекционни течения, които смесват охлаждащата течност и допринасят за нейното равномерно нагряване.

Електрическите котли са известни със своята надеждност и поддръжка. Те нямат много сложни части, така че са лесни за работа и поддръжка.

В нагревателните устройства без течност температурата на нагряване обикновено е ограничена, за да не се повредят околните части или да се причини пожар.

За да се ускори преносът на топлина, те често използват вентилатор, който циркулира въздух както вътре в устройството, така и в помещението около него.

Видове нагревателни елементи за нагревателни уреди

Простотата на производството на нагревателни елементи не винаги се превръща в удобство за потребителите. Много производители произвеждат електрически нагреватели със специфична форма и монтаж. Ако се счупят, е доста трудно да ги купите в магазин. Ето защо, за да направите правилния избор, е необходимо да проучите всички възможни варианти за дизайн.

Тръбни модели за битово отопление

Тръбният дизайн на електрически нагреватели е най-често срещаният в мобилните нафтови нагреватели, преносим и монтиран на стена електрически радиатори. Преносът на топлина в тях може да се извърши чрез: конвекция, инфрачервено лъчение или топлопроводимост.

Готови нагревателни елементи с регулатор и собствен захранващ кабел могат да бъдат закупени само ако сте сигурни, че дължината на проводника ще бъде достатъчна

Формата и дължината на тръбата в такива устройства могат да бъдат всякакви и се диктуват само от конструктивните характеристики. Например нагревателен елемент микатремичен нагревател е намотка, разположена зад минералната плоча. При нагряване плочата излъчва инфрачервена топлина.

Най-честите му характеристики са:

• диаметър – 5-18 мм;
• дължина – 200-6000 мм;
• материал на корпуса – стомана, неръждаема стомана, керамика, мед;
• мощност – 0,3-2,5 kW.

Нагревателни елементи с мощност над 2,5 kW не се използват в битови отоплителни уреди, тъй като кабелите на апартаментите просто не могат да издържат на по-голямо натоварване.

Оребрена версия на електрически нагреватели

Ребраните устройства са модификация на тръбен нагревателен елемент. Тяхната особеност е наличието на много тънки стоманени плочи, разположени по цялата дължина на устройството. Този дизайн драстично увеличава площта на контакт с околната среда, осигурявайки висока скорост на нагряване.

Оребрените нагревателни елементи са по-скъпи и изискват повече работно пространство, но осигуряват по-високи потребителски характеристики на отоплителното оборудване

Ребраните модели се използват главно в нагреватели за въздушно отопление. Те осигуряват бързо повишаване на стайната температура, особено с вграден вентилатор.

Блокови конструкции на нагревателни елементи

Блоковата версия се състои от няколко тръбни нагревателя, комбинирани на базата на един монтаж.

При избора на блокови нагревателни елементи трябва да се обърне специално внимание на тяхната мощност и способността на котела с помпа да осигури отвеждане на топлината

Този дизайн се използва от комбинация от два фактора:

1. Необходимостта от повишена мощност на устройството и висока скорост на нагряване на работната среда.
2. Невъзможността за бързо прехвърляне на топлинна енергия от спиралата към околната среда поради малката площ на външната обвивка.

Всъщност, в блок нагревателен елемент, натоварването на всяка нагревателна тръба се намалява и скоростта на топлопредаване се увеличава. Такива устройства са включени в котли за битово отопление и промишлени електрически отоплителни инсталации.

Мощността на блоковите модели може да бъде 5-10 kW, така че при поставянето им в апартамент е необходимо да се прокара допълнителен електрически кабел в стаята.

Патронни устройства

Патронните нагревателни елементи имат формата на тръба с един свободен край, което се дължи на особеностите на монтажа им. Външната обвивка обикновено е изработена от полирана стомана, за да осигури максимален контакт с околния материал. Такива тръби се вкарват плътно в съответния отвор в нагревателното устройство.

Основният недостатък на патронните нагревателни елементи е малката площ на топлопренасящата повърхност, което изисква използването на специфични методи за отстраняване на топлинна енергия

Фиксирането на модели на патрони се извършва главно с помощта на фланцова връзка. Те обикновено се използват в промишлеността за нагряване на работните части на екструдери.

Има и други структурни типове нагревателни елементи, но те се използват главно в промишленото производство и не засягат разглежданата тема.

Допълнителни функции на електрически нагреватели

По-горе обсъдихме най-простите дизайни на устройства, които нямат вградени механизми за регулиране.

Терморегулаторът може да има механична или електронна автоматизация. Последният е по-точен, но е взискателен към параметрите на домашната електрическа мрежа

Но електрически бойлери може да бъде оборудван с проста автоматизация, която предоставя на устройството допълнителни функции.

Те включват:

1. Терморегулация. Нагревателните елементи с вграден термостат за отопление имат температурен датчик, който се задейства, когато работната среда се нагрее до определено ниво. Електрическият нагревател се регулира от външната страна на фланеца.
2. Антифриз. Тази функция се осигурява от опростен термостат, който работи само когато температурата падне до 0-2°C.Предотвратява замръзването на водата в отоплителните тръби, като консумира минимално количество електроенергия.
3. Турбо отопление, който осигурява принудително нагряване на работната среда при първоначалното пускане на оборудването. Трябва да се помни, че електрическото окабеляване на помещението трябва да издържа на краткотрайно увеличение на мощността.

Няма много устройства, които поддържат допълнителни функции, тъй като работата на нагревателните устройства като цяло често се регулира с помощта на отделен блок за автоматизация.

Как да изберем нагревателен елемент за отоплително оборудване?

Избор Нагревателен елемент за смяна в бойлер или в радиатор, трябва да обърнете внимание на неговата мощност, дизайн, дължина на тръбата и наличието на допълнителни функции. Ето защо, преди да закупите, трябва да разберете колкото е възможно повече за всичките му характеристики.

Изчисляване на мощността на устройството

Високата мощност на нагревателния елемент не винаги е положително качество.

При избора е важно да се вземат предвид няколко фактора, които са свързани с нивото на потребление на енергия:

• максимална мощност на топлообмен на отоплителното устройство като цяло;
• опции за електрическо окабеляване;
• обем на помещението.

Не можете да закупите устройство с мощност, която е повече от 75% от максималното ниво на топлопредаване на отоплителното оборудване.

Например, има радиатор с 10 секции, всяка от които отделя 150 W топлина във въздуха, общо 1,5 kW. Когато инсталирате електрически нагревател с мощност 2 kW в него, повърхността на батерията няма да може бързо да освободи цялата генерирана енергия. В резултат на това нагревателният елемент постоянно ще се изключва поради прегряване.

Причината за бързото разрушаване на нагревателния елемент може да бъде неправилният избор на мощност на устройството. В резултат на системно прегряване на намотката, тя изгаря с течение на времето.

В апартаменти с износено окабеляване постоянното натоварване на изхода не трябва да надвишава 1,5-2 kW, в противен случай може да се запали и да доведе до тежки последици. Ето защо, преди да закупите нагревателен елемент, трябва да проверите състоянието на окабеляването и, ако е необходимо, да демонтирате стария и полага нова електрическа мрежа.

Когато проблемът с електрическото оборудване и възможностите на оборудването е решен, можете да започнете да изчислявате необходимата мощност за поддържане на комфортна температура в помещението.

В добре изолирани къщи и апартаменти ниво от 40 W/m ще бъде достатъчно³. А при наличие на пукнатини в дограмата мощността на отоплението трябва да се увеличи до 60-80 W/m³. Можете да закупите конкретен модел само след като вземете предвид всички енергийни фактори, описани по-горе.

Разглеждане на дизайнерските характеристики

Повечето нагревателни елементи имат обвивка от легирана стомана, която осигурява здравина и устойчивост на корозия. Медните устройства се използват предимно в бойлери, въпреки че няма ограничения за използването им в домашни радиатори.

В чугунени и стоманени радиатори използването на нагревателни елементи от цветни метали е нежелателно. Това може да доведе до ускорено износване на материалите и връзките.

Също така при избора е необходимо да се вземе предвид посоката на резбата на щепсела, която може да бъде дясна или лява. Различните модели електрически нагреватели също се различават по диаметъра на фланеца. Те могат да варират по размер от 0,5 до 1,25 инча.

Обикновено нагревателен елемент от добър производител се доставя с кратко ръководство с инструкции, което описва неговите конструктивни параметри. Изучаването им ще ви помогне да закупите устройство, което точно ще пасне на вашето съществуващо отоплително оборудване.

Дължина на нагревателната тръба

Дължината на тръбата е една от основните характеристики, които определят ефективността на устройството.

Голямата му дължина при еднаква мощност води до увеличаване на повърхността на електрическия нагревател и ускоряване на топлообмена с работната среда. Това има положителен ефект върху издръжливостта на нагревателния елемент и скоростта на циркулация на охлаждащата течност.

Нагревателните елементи с дълга тръба са идеални за монтаж в домашно направени регистри, които са удобни за отопление на големи помещения и стопански постройки

Желателно е тръбата да минава по цялата дължина на работната зона на отоплителното устройство, без да достига противоположната стена с 6-10 см. Тази препоръка ще ви позволи бързо и равномерно да затоплите охлаждащата течност.

Наличие на допълнителна функционалност

Не винаги е необходимо да се надплаща за допълнителните възможности на нагревателните елементи. Ако отоплителното устройство се използва като спомагателно устройство и няма собствена вградена автоматизация, тогава закупуването на модел с термостат има смисъл.

Но ако радиатор или електрически конвектор има собствени температурни сензори и механизми за контрол на температурата, допълнителните функции ще останат непотърсени.

Електрониката, вградена в щепсела на нагревателния елемент, трябва да има предпазни механизми, така че ако контролната платка се повреди, да не възникне пожар.

Ето защо се препоръчва закупуването на скъпи електрически нагреватели с вградена автоматизация само ако има ясна необходимост от такова оборудване. Ако е необходимо индивидуално да изберете температурния фон, по-добре е да купите термостат в контакта, които могат да се използват периодично.

Що се отнася до производителите на нагревателни елементи, техният избор не е важен. Основни доставчици са фирми от Русия, Украйна, Турция и Италия.Качеството на техните продукти е приблизително същото, така че няма смисъл да плащате повече за марката.

Изводи и полезно видео по темата

Видео #1. Практически преглед на нагревателни елементи от различни видове:

Видео #2. Преглед на нагревателен елемент с термостат:

Видео #3. Характеристики на блок нагревателен елемент, използван в електрически котли за отопление:

Закупуването на нагревателен елемент за отоплителни уреди не е лесна задача. За да направите това, трябва ясно да знаете характеристиките на оборудването, в което е вграден електрическият нагревател. Ето защо трябва да изберете конкретен модел само след задълбочен анализ на неговите параметри.

Моля, пишете коментари, задавайте въпроси, публикувайте снимки, свързани с темата на статията, в блока по-долу. Разкажете ни как сте избрали нагревателен елемент за подмяна в електрически бойлер или мобилен нагревател. Споделете кой лично за вас е бил решаващият аргумент в избора ви.